Capacitive pressure sensor
(electronic skin)

Типи ємнісних датчиків тиску (приблизно):

• Диференціальні ємнісні датчики тиску:  вимірюють різницю тиску між двома точками, складаються з двох пластин, одна нерухома, а інша рухома, з діафрагмою між ними. Коли на діафрагму прикладається тиск, рухома пластина рухається, змінюючи ємність між двома пластинами.
• Датчики ємнісного Абсолютного тиску: вимірюють абсолютний тиск рідини/газу, складаються з однієї ємнісної пластини та діафрагми, яка відхиляється під дією тиску, що змінює відстань між пластиною та діафрагмою, спричиняючи зміну ємності.
• Високотемпературні ємнісні датчики тиску: використовуються там, де існує ризик впливу тепла: в автомобільній або аерокосмічній промисловості.
• Герметичні ємнісні датчики тиску: є герметичними для запобігання забрудненню з навколишнього середовища, використовуються в медичних цілях.
• Мініатюрні ємнісні датчики тиску: для обмеженого простіру: у мобільних пристроях або носимих технологіях.
• Ємнісні датчики Низького тиску: для вимірювання низького тиску, наприклад у вакуумних системах.
• Ємнісні датчики Торкання: реагують на торкання або наближення об'єктів до їх поверхні шляхом зміни ємності; складаються з двох електродів, розташованих біля поверхні. Коли об'єкт наближається до поверхні, змінюється ємність між електродами.

Вхідна величина:

• Ємність
• Опір
• Напруга
• Інтенсивність світла
• Інше

ШИРОКА КЛАСИФІКАЦІЯ ДАТЧИКІВ

(https://www.electronicshub.org/different-types-sensors/)

За величиною тиску (умовно)*:

• Наднизкого тиску (торкання) – нижче 1 psi або 7 kPa.
• Низкого тиску - від 1 до 15 psi або від 7 до 103 kPa.
• Середнього тиску - від 15 до 103 psi або від 103 до 690 kPa.
• Високого тиску - від 100 до 10 000 psi або від 690 до 69 000 kPa).
• Надвисокого тиску - вище 10 000 psi або 69 000 kPa).

За конструкцією та призначенням:

• Носимі – це інтегровані аналітичні пристрої, призначені для носіння на тілі для безперервного моніторингу біометрії, які можна носити у вигляді окулярів, ювелірних виробів, масок для обличчя, наручних годинників, ремінців для фітнесу, пов’язок або накладок, а також текстилю. До них відносять датчики торкання, наближення, температури та вологості.
• Стаціонарні - використовують для різноманітних завдань, таких як моніторинг навколишнього середовища, промислова автоматизація та наукові дослідження.

За необхідністю живленя (видом вхідних величин):

• Пасивні – змінюють будь-який параметр самого датчика при зміні вхідної величини. До них відносяться контактні, реостатні, тензодатчики, потенціометричні, терморезистори, ємнісні, індуктивні, датчики температури та датчики вологості.
• Активні - перетворюють неелектричні вхідні величини в електричний сигнал і не потребують зовнішнього джерела живлення. Прикладами активних датчиків є термоелектричні (термопари), індукційні, п’єзоелектричні, вентильні, фотоелементи.

За величиною, що змінюється:

• ємнісний;
• резистивний;
• п'єзоелектричний;
• трибоелектричний (наногенератор TENG);
• оптичний;
• електромагнітний;
• резонансний.

Сенсори тиску за режимом вимірювання розділяють на:

• абсолютного тиску (відносно вакуума);
• манометричного тиску (відносно атмосферного тиску, але сюди можна віднести вакуумний і гідростатичний датчик);
• диференціального (перепад тиску між двома об'єктами в системі).

За призначенням або галуззю:

• побутовий;
• промисловий;
• автомобільний;
• аерокосмічний;
• медичний.

За типом вихідного сигналу:

• аналоговий (електричний або пневматичний сигнал);
• цифровий.

За технічними характеристиками:

• діапазон вимірюваних тисків;
• точність (роздільна здатність, похибка);
• стабільність (кількість вимірювань);
• швидкість реакції (час відгуку на ступеневу зміну);
• робочій діапазон температур.

Питання для опрацювання (✓ чи ✖)

1. ✓ Заповнити картки публікацій
   ✓ Number of files: 105✓ Number of unfilled cards: 0
   
2. ✖ Перевірити класифікацію датчиків
   
   • Додані, виправити можна тут
   • Видалені, виправити можна тут
3. ✖ Як розподіляються публікації
   ✓ - за роком публікації
   ✓ - за країнами авторів
   ✓ - за типом датчика
   ✖ - за полімерною матрицею
   ✖ - за робочим тиском (Па)
   ✖ - за робочим діапазоном (Па)
   
4. ✖ Як зміна ємності полімер-неорганічного композиту при стисканні на певний процент залежить від вмісту неорганічного наповнювача?
5. ✖ Які полімери наведені у статтях? Відсортувати за назвою полімеру, його діелектричною проникністю та кількістю випадків застосування.
6. ✓ Чи означає термін п'єзоємність зміну ємності під дією тиску без виникнення п'єзоефекту (тобто напруги)?
   Так, п'єзоємнісний ефект ґрунтується на принципі роботи конденсатора. Зокрема, коли змінюється розмір та фізичні характеристики діелектрика, на який впливає зовнішня сила, змінюється вихідна ємність за рівнянням:
   C = ε × A / d
   dC/C = А × ε / ε₀ + dA / A - dt / t₀
   де C — ємність сенсора, A — площа конденсатора, t — товщина шару діелектрика, а ε — діелектрична проникність.