프리-스트레인을 통한 크랙 센서의 선형성과 압축 민감도 개선
- 주제(키워드) 스트레인 센서
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 강대식
- 발행년도 2021
- 학위수여년월 2021. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 기계공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000030840
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
얇은 폴리머 필름 위에 금속을 증착하고 반복 인장을 통해 나노 미터 크기의 크랙을 형성해서 만드는 크랙 센서는 우수한 민감도와 내구성, 신축성을 가진다. 이 크랙 기반의 스트레인 센서의 높은 민감도를 가지는 특성을 사용하여 압력, 진동 등의 다양한 매우 작은 신호들을 읽어내는데에 성공하였고 후속 연구로 다양한 연구가 진행되었다. 하지만 크랙 센서는 strain에 따른 저항 신호 변화가 비선형적이어서 복잡한 교정 작업이 필요하고 높은 인장 민감도에 비해 매우 낮은 압축 민감도를 가지고 있다는 단점이 있다. 본 연구에서는 센서에 프리-스트레인을 가하고 고정시키는 방식을 통해 노멀 상태의 크랙 갭을 늘려 선형성을 개선했고 압축 상황에서도 인장 상황과 비슷한 민감도를 갖도록 개선했다. 또한, 압축 인장 스트레인이 모두 걸리는 2축 센서 구조에 프리-스트레인 크랙 센서를 적용하여 향후 연구 영역을 확장시켰다.
more초록/요약
Crack sensor made by depositing metal on a thin polymer film and forming nanometer-sized cracks through repeated tensioning has excellent sensitivity, durability, and elasticity. Studies that have succeeded in reading various very small signals such as pressure and vibration using the high sensitivity characteristics of this crack-based strain sensor were published, and various studies were conducted as follow-up studies. However, the crack sensor has a disadvantage in that the resistance signal change according to the strain is non-linear, so it requires a complicated calibration operation and has a very low compression sensitivity compared to a high tensile sensitivity. In this study, linearity was improved by increasing the crack gap in the normal state by applying a pre-strain to the sensor and fixing it, and it was improved to have a sensitivity similar to that of the tensile situation in the compression situation. In addition, by applying a pre-strain crack sensor to a two-axis sensor structure that takes all compressive and tensile strains, the area of future research was expanded.
more목차
1. 서론 1
1.1 연구 배경 1
1.2 연구 내용 1
2. 본론 2
2.1 크랙 센서 2
2.1.1 크랙 센서 소개 2
2.1.2 크랙 센서 제작 방법 3
2.1.3 데이터 수집 3
2.2 실험 설계 4
2.2.1 크랙 간격 확인 4
2.2.2 센서 성능 측정 실험 5
2.3 실험 결과 6
2.3.1 FIB 크랙 간격 사진 6
2.3.2 SEM 크랙 간격 측정 6
2.3.3 프리-스트레인에 따른 크랙 센서 성능 측정 9
2.4 적용 12
3. 결론 14
참고문헌 15
