带有集成FSR的取样棒可用于两个

在采样过程中，操作员应提供足够的力和反馈，以确保

力被引导到正确的位置。在这里，我们描述

将单元素FSR直接集成到采样棒中，由光反馈给操作员

发射二极管（LED）在规定的力阈值下触发。

这里的目标是迫使用户用上面的力推动

一定的门槛。此外，我们还演示了如何使用基于阵列的fsr在wand中提供关键反馈

通过成像接触面积来设计

擦拭点。我们还提出了FSR集成的设计

取样棒考虑了一些独特的

当前ETD的功能要求。

1530-437X©2013 IEEE

STAYMATES等人：国土安全应用的压力敏感取样棒4845

图1。单元FSR（A）和基于阵列的FSR图像

（B） 用于本研究。FSR的活动区域被放大到

显示导电电极的叉指元素。

二。柔性力传感电阻器

本研究中使用的单元件FSR由Interlink Electronics制造（FSR型号402，Camarillo，CA）

有一个14.7毫米直径的活动区域。它们由两个组成

层压在一起的聚合物薄膜基底层。

第一层包含交指状导电电极

第二种是半导体聚合物。FSR支持

断路，直到力施加到

设备。随着调车力的增加

导电层和FSR电阻下降[4]。这个

聚合物不是无限可压缩的，所以电导

饱和[5]。

本研究中使用的阵列式FSR是Tekscan模型

5101用于I-Scan系统（Tekscan公司，马萨诸塞州南波士顿）。

传感器的有效面积为110mm×110mm

阵列（44×44）中的传感元件的采样面积为

6.5平方毫米。这种特殊型号有一个适用的压力限制

接近345 kPa，必须经常校准，因为

随时间推移传感器中发生的漂移。系统允许

对于加载值应下降的两点校准

在预期最大荷载的20%到80%之间。这个

[6]中详细描述了该传感器的校准。图像

给出了单元FSR和基于阵列的FSR

在图1中。

三、 单脉冲响应测量

要素FSRS

为了评估单个元件的可靠性

现场设置、重复性、寿命和动态

测试了不同加载结构下的响应。

开发了一种独特的测量系统，包括

充气气囊（PB100E平衡装置，Tekscan

压缩一系列fsr并测量其

阻力是作用力的函数。压力是可控的

图2。FSR响应测量系统的压力波动。

将34.4 kPa的压力作为时间函数施加到每个FSR上

2.8小时。

来自电子压力调节器，通过压力传感器进行闭环反馈监控。数据采集

创建了一个算法来收集up的阻力信息

一次到16个FSR。国家数据采集委员会

仪器从每个FSR收集电阻测量值。

系统当前可施加高达41千帕（6磅/平方英寸）的压力，

但可能会扩大到更大的压力。施加的力

因为

FSR已知。

通过应用

在规定时间内对FSR施加均匀压力，以及

然后从FSR释放压力。用户可以输入

请求的循环数，施加的力的大小

fsr，以及压力循环的周期。为

如果将周期设为10秒

施加压力5秒，释放5秒，

然后循环重复。数据会自动保存

一旦实验结束，系统就会自动关闭。

数据采集代码还记录了

每次FSR测量，以确保施加的力

整个实验都是一致的。应用的结果

典型实验中的压力如图2所示。

很明显，这个系统中的压力控制是足够一致的。有一个短暂的预热期

压力控制器要达到稳态运行，但是

瞬态压力与稳态压力之差

百分之一千帕。对压力的精确控制

该系统在测量FSR时具有很大的灵活性

响应和重复性。

众所周知，单元fsr具有固有的非线性

在反应方面，许多研究者已经发展出

部分克服与FSR信号相关的非线性、蠕变和迟滞的算法[7]–[9]。怎么