Вторник, 27 марта 2018 12:32

Суперчувствительный акселерометр может быть ответом для лучшего управление Дронами

Оцените материал
(1 Голосовать)

Акселерометры повсюду. Вероятно, по крайней мере один, есть у Вас. Но современные ускорители акселерометров - MEMS-устройства, которые измеряют минутное изменение емкости - не очень чувствительны. Они построены так, чтобы использовать их в умных и мелких устройствах, и этот небольшой размер мешает тому, насколько хорошо они могут измерять изменения. Инженеры во Флориде придумали новый прием на акселерометре, который в 1 миллион раз более чувствителен, чем обычный акселерометр для смартфонов, и он поддерживает эту чувствительность до 100-килограммового масштаба автомобиля.

Такое сочетание высокой чувствительности и большого динамического диапазона в кубе, которое составляет всего 3 миллиметра на стороне, должно сделать новый акселерометр особенно полезным для вещей, которые быстро движутся в трех измерениях, таких как военные беспилотники, микророботы и самонаводящиеся снаряды, согласно его изобретателей.

Обычные акселерометры MEMS состоят из подвижной пластины и неподвижной пластины, ориентированной перпендикулярно измеряемому измерению. Вместе пластинки образуют конденсатор. Когда устройство разгоняется, подвижная пластина наклоняется в сторону или от неподвижной пластины, меняя емкость. Поскольку пластина не может двигаться далеко, изменение емкости довольно мало. «Именно поэтому чувствительность крайне бедна», - говорит Эззат Г. Бахум, адъюнкт-профессор Университета Западной Флориды, в Пенсаколе.

Бахум является экспертом в суперконденсаторах (также называемых ультраконденсаторами). Это устройства, которые, подобно батарее, хранят гораздо больше энергии, чем конденсатор. Тем не менее, они могут заряжаться и разряжаться быстро, как конденсатор. Поэтому было естественным шагом, чтобы попытаться сделать емкостные акселерометры «супер».

MzAzNTEyOAВ этом случае суперконденсаторы заменяют пластины конденсатора высоконапорными материалами-углеродными нанотрубками. Между материалом представляет собой тетрафторборат электролита-тетраэтиламмония, растворенный в пропиленкарбонате (совершенно готовый раствор, несмотря на его непроницаемое название). Суперконденсаторы хранят больше энергии из-за большей площади поверхности и потому, что заряд также сохраняется в ионах жидкости.

Бахум и его команда создали своего рода трехмерный суперконденсатор, чтобы он работал как акселерометр. Они начинались с миллиметровой шкалы, внутренние стенки которой были выполнены из нержавеющей стали с покрытием из углерод-нанотрубок. Внутри куба они поместили каплю электролита. Поскольку нанотрубки являются гидрофобными, они отталкивают электролит, превращая его в шарик, который едва контактирует со всеми шестью стенами куба.

В состоянии покоя емкость через любую пару стен в основном равна нулю, потому что электролит на самом деле даже не касается нанотрубок. Но ускорение в любом направлении приведет к склеиванию электролита, приводя его в нанотрубки, противоположные направлению ускорения, и в нанотрубки соседних стенок. Это в основном образует суперконденсаторы между стенами. Измеряя их индивидуальные емкости, найденная группа Бахума дает точную меру ускорения.

MzAzNTEyOQ

По данным Бахума, устройство дает точность 75 нанофарад на грамм, по сравнению с фемтофарад на грамм типичных емкостных акселерометров.

Author

Bender

Я поделюсь с тобой всеми знаниями, которые доступны мне.

Комментарии (0)

There are no comments posted here yet

Оставьте свой комментарий

  1. Posting comment as a guest. Sign up or login to your account.
Вложения (0 / 3)
Share Your Location

О нас

Основой деятельностью портала является показ и объяснение что представляет собой выражени "Робот", "Робототехника", "Законы робототехники", "Мехатроника", "Искусственный интеллект(ИИ)". 

 Если у Вас есть интересная информация по тематике сайта и Вы готовы ей поделиться, - обращайтесь на емайл через форму обратной связи. И мы опубликуем Вашу статью