Как работает пена, рассеивающая статическое электричество?

Интересная идея!

Ну, я только что попробовал. Я подключил свой верный Keysight 34410A к измерительным проводам и проткнул то, что я считаю рассеивающей пеной (розовая пена партии электроники). Показания в омах были перегружены, поэтому сопротивление не измерялось. Чего и следовало ожидать, как и подозревал Бимпельрекки.

Рассеивающий материал обладает слишком высоким сопротивлением, чтобы с ним можно было проводить измерения. Я предполагаю, что с некоторым высоковольтным оборудованием вы получите значение, но датчик освобождения рукоятки звучит так, как будто кто-то касается его, поэтому высокое напряжение, вероятно, не подходит.

Но у меня также лежало немного токопроводящей пены (черный материал, довольно жесткий). Это лист размером 30 х 10 х 0,8 см. Когда я проткнул его в конце, то есть все 30 см между щупами, я сначала измерил около 20 кОм, но чем дольше я держал щупы, тем слабее.

На самом деле он не оседал в течение нескольких минут, поэтому я оставлю его и посмотрю, куда он пойдет.

Чтобы увидеть, чувствителен ли он к давлению, я надавил изолированной задней частью отвертки на пенопласт. Значение увеличилось примерно на 80 Ом, с 17610 Ом до 17690 Ом, после сброса давления значение сразу после сброса давления упало на 30 Ом, а затем снова упало через несколько секунд.

Отвертка была довольно маленькая, примерно 1 х 1 см, так что большая отвертка дала бы большее увеличение.

Прямо сейчас это не кажется стабильной системой, но я могу представить, что вы можете получить что-то из этого с помощью какого-нибудь умного алгоритма. Тем более, что вы заинтересованы в выпуске, абсолютное значение может не иметь значения, но изменение за короткий период времени.

Спустя более часа оно установилось на отметке 16889 Ом. Поскольку я сжимал его перед тем, как начать эксперимент, возможно, это было время, необходимое для полного восстановления его первоначальной структуры.

Это кажется вполне правдоподобным, после повторного сжатия (ухвата за середину) сопротивление вернулось к 20 кОм и снова начинает снижаться.

Вот журнал данных сжатия:

Как вы можете видеть, у него действительно есть долгое время восстановления, чтобы вернуться к тому, что было изначально. Не могу сказать, сколько циклов выжимания он выдержит. Итак, у вас впереди несколько испытаний.

Вот моя теория. Пропитанную углеродом пену можно рассматривать как группу связанных между собой небольших резисторов, сложную беспорядочно связанную сеть резисторов. Ячейки пены образуют характерный размер участков сети.

В первом приближении импеданс этой сети не должен зависеть от деформации сети, так как отдельные малые сопротивления (стенки пенопластовых пузырей) не меняются.

Однако, когда применяется более сильное усилие сжатия, некоторые резисторы могут создавать короткие замыкания, но некоторые подсекции могут разрушаться. Таким образом, чистый эффект невозможно предсказать. Если больше секций разорвется относительно количества свернутых ячеек, импеданс увеличится. Если больше ячеек пены разрушится, общий импеданс снизится. Если некоторые сломанные участки восстанавливают свою первоначальную форму и восстанавливают электрические контакты, импеданс в некоторой степени восстановится. Весь процесс, вероятно, ухудшится, если будет применено больше циклов давления.

Кроме того, пенопласты могут иметь различную ячеистую структуру. Есть пены «высокой плотности» с закрытым набором ячеек, а есть пены с рыхлой структурой ячеек. Поведение полного импеданса, вероятно, будет немного отличаться.

В общем, токопроводящая пена — не лучший датчик приложенного давления.