ES2908421T3 - Sensor deformable - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo sensor deformable que comprende un sensor deformable adecuado para fijarse a una superficie curva, comprendiendo el sensor deformable - una capa elástica con un módulo de Young de al menos 0,01 MPa y una primera deformación de fluencia de al menos el 10 % a una temperatura de 20 °C, - un primer electrodo estirable (301) unido a la capa elástica, y - un cableado conductor de electricidad estirable (400), en el que - el primer electrodo estirable es capaz de estirarse al menos un 5 % a una temperatura de 20 °C sin romperse, y - el cableado conductor de electricidad estirable (400) es capaz de estirarse al menos un 5 % a una temperatura de 20 °C sin romperse, en el que el dispositivo sensor deformable comprende, además - un dispositivo electrónico (120) acoplado eléctricamente al primer electrodo estirable (301) a través del cableado conductor de electricidad estirable (400), dicho dispositivo electrónico (120) está configurado para obtener una primera señal del primer electrodo estirable (301) en una posición de instalación del sensor deformable, caracterizado porque el dispositivo sensor deformable comprende, además: - medios de análisis configurados para determinar un valor calibrado en base a la primera señal obtenida y los coeficientes de compensación de ensamblaje, dichos coeficientes de compensación de ensamblaje se basan en - coeficientes de compensación de material, y - al menos otra señal medida del sensor deformable, que dicha al menos otra señal medida se midió en la posición de instalación del sensor deformable cuando ningún objeto a medir tenía efecto sobre el sensor deformable, en el que - el dispositivo sensor deformable está configurado para determinar dichos coeficientes de compensación de material (181) sobre una superficie plana, y/o - los coeficientes de compensación de material (181) se almacenan en una memoria y el dispositivo sensor deformable está configurado para usar dichos coeficientes de compensación de material almacenados en una memoria.
Description
DESCRIPCIÓN
Sensor deformable
Campo técnico
La invención se refiere a sensores deformares. La invención se refiere a un dispositivo que comprende un sensor deformable. La invención se refiere a un procedimiento, sistema y programa informático para determinar un valor de interés. La invención se refiere a un procedimiento de instalación para instalar sensores deformables. La invención se refiere a un uso de un sensor deformable.
Antecedentes
Ha aumentado el interés por el bienestar, así como por la seguridad y el confort. Esto implica tanto el bienestar personal como el cuidado de la salud. Esto ha resultado en que muchos dispositivos de monitoreo personal y médico tengan una interfaz hombre-máquina (HMI).
Los dispositivos de control personal y médico pueden tener sensores. Dichos sensores se pueden embeber, por ejemplo, en ropa, muebles y vehículos. En tales sensores hay varios problemas interrelacionados. Por ejemplo, las mediciones de un electrodo no deberían afectar el resultado de la medición de otro electrodo. Además, sería beneficioso que se pudieran medir múltiples mediciones en paralelo, es decir, simultáneamente o sustancialmente simultáneamente. Además, el sensor debe ser instalable. Aún más, el sensor debe ser mecánicamente fiable y, en algunas aplicaciones, cómodo de usar y/o llevar.
El documento WO2019138153A1 divulga un sensor adecuado para su uso como sensor de presión y/o fuerza. El documento WO2018011464A1 divulga un sensor para su uso como sensor de presión y/o fuerza.
Sumario
Es un objetivo de la presente invención proporcionar un dispositivo sensor deformable mejorado. Además, un objetivo de la presente invención es proporcionar un procedimiento, un sistema y un programa informático para determinar un valor de interés. Además, un objetivo de la presente invención es proporcionar un procedimiento de instalación mejorado.
Un dispositivo sensor deformable de acuerdo con la invención se presenta en la reivindicación independiente 1 de la presente solicitud tal como se presentó. Un procedimiento de acuerdo con la invención para determinar un valor de interés se presenta en la reivindicación independiente 11 de la presente solicitud tal como se presentó. Un sistema para determinar un valor de interés 2 de acuerdo con la invención se presenta en la reivindicación independiente 10 de la presente solicitud tal como se presentó. Además, un procedimiento de instalación para instalar un dispositivo sensor deformable 2 de acuerdo con la invención se presenta en la reivindicación independiente 12 de la presente solicitud tal como se presentó. Además, en la reivindicación 13 se presenta un uso de un sensor deformable, y en la reivindicación independiente 14 se presenta un programa informático para determinar un valor de interés.
El sensor deformable comprende una capa o capas que son estirables y elásticas. El sensor deformable puede comprender además electrodos estirables unidos a esta capa o una de estas capas. La capacidad de estiramiento mejora la deformabilidad del sensor deformable.
El dispositivo sensor deformable puede comprender medios de análisis configurados para determinar un valor calibrado en base a coeficientes de compensación de ensamblaje y una señal medida por el sensor deformable. Los coeficientes de compensación de ensamblaje pueden estar en base a coeficientes de compensación de material, y al menos una señal medida en una posición de instalación del sensor deformable cuando ningún objeto a medir tiene efecto sobre el sensor deformable.
Los coeficientes de compensación de material pueden incluir un efecto de
- temperatura y/o
- humedad
en las señales medidas del sensor deformable.
Además, los coeficientes de compensación de material pueden incluir un efecto de
- material(es) del sensor deformable, y/o
- una estructura del sensor deformable
en las señales medidas del sensor deformable.
La nueva solución también se puede usar para determinar si la superficie de instalación en la que se coloca el sensor todavía está en condiciones adecuadas. En este caso, los medios de análisis pueden configurarse para obtener al menos una señal del o de los electrodos cuando ningún objeto a medir tiene efecto sobre el sensor deformable. Dicha(s) señal(es) puede(n) compararse con al menos otra señal almacenada en una memoria, cuya señal almacenada se obtuvo cuando se instaló el sensor deformable en la superficie actual. Además, la diferencia entre la señal medida y la señal almacenada se puede usar para determinar si la superficie de instalación en la que se coloca el sensor todavía está en condiciones adecuadas.
El sensor deformable, o al menos la mayor parte del sensor deformable, puede ser flexible, estirable y conformable. La solución novedosa hace posible tener una solución confiable en una superficie compleja.
Gracias a la presente invención, es posible usar coeficientes de compensación de material para obtener coeficientes de compensación de ensamblaje fácilmente después de una instalación, incluso si el sensor deformable está instalado en una superficie no plana, por ejemplo, en una superficie de doble curva. Así, el procedimiento de instalación del sensor deformable puede ser eficiente y fácil. Además, gracias al novedoso sensor deformable, se pueden medir valores de interés de forma fiable.
Breve descripción de los dibujos
En la presente invención se describirá en más detalle a continuación, con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:
Las Figuras 1a-f muestran, en una vista lateral, una parte de un dispositivo sensor deformable,
Las Figuras 2a-b muestran, en una vista desde arriba, una parte de un dispositivo sensor deformable, La Figura 3a muestra, en una vista desde arriba, una parte de un dispositivo sensor deformable, Las Figuras 3b, 4a-b muestran, en una vista lateral, una parte de un dispositivo sensor deformable, ilustra ejemplos de principios operativos de un sistema que comprende el sensor deformable, La Figura 5a ilustra ejemplos de intervalos de medición en una superficie plana,
La Figura 5b ilustra ejemplos de intervalos de medición en una superficie no plana después de una instalación conformable, si el sensor deformable no está calibrado de manera confiable, La Figura 6a ilustra un ejemplo de coeficientes de compensación de material,
La Figura 6b ilustra un ejemplo de los coeficientes de compensación de material y una tercera curva, La Figura 6c ilustra un ejemplo de coeficientes de compensación de ensamblaje,
La Figura 7a ilustra un ejemplo de mediciones no calibradas,
La Figura 7b ilustra un ejemplo de coeficientes de compensación de material,
La Figura 7c ilustra un ejemplo de mediciones calibradas en una superficie plana,
La Figura 8a ilustra un ejemplo de mediciones después de la instalación en una superficie no plana, antes de una calibración,
La Figura 8b ilustra un ejemplo de coeficientes de compensación de ensamblaje, y
La Figura 8c ilustra un ejemplo de medidas después de la compensación del ensamblaje.
En las Figuras, la dirección Sz indica una dirección de un grosor de la estructura del sensor deformable. Las direcciones Sx y Sy son perpendiculares entre sí y a Sz. Las Figuras ilustran el sensor en forma sustancialmente plana, pero, dado que el sensor es deformable, se le puede dar otra forma. Por lo tanto, las direcciones Sx, Sy y Sz pueden depender de la ubicación, cuando el sensor no es plano.
Descripción detallada
En la presente solicitud se usan los siguientes números de referencia:
100 sensor deformable,
120 dispositivo electrónico,
130A primera capa elástica, deformable,
130B segunda capa elástica, deformable,
131 primera cara de la primera capa elástica y deformable, 132 segunda cara de la primera capa elástica y deformable, 133 primera cara de la segunda capa elástica y deformable, 134 segunda cara de la segunda capa elástica y deformable, 140 primera capa eléctricamente permeable y/o conductora, 142 segunda capa eléctricamente permeable y/o conductora; 150 capa elástica y estirable,
181 coeficientes de compensación de material,
182 coeficientes de compensación de ensamblaje,
183 terceros valores de referencia, tercera curva,
200 una capa flexible y estirable,
226 primera articulación,
227 segunda articulación,
232 primera interfaz,
234 segunda interfaz,
250 estructura de refuerzo,
300 electrodos estirables,
301 primer electrodo estirable,
302 segundo electrodo estirable,
300, 301, 302, 304, 311, 315, 316, 321, 322 electrodo estirable,
400 cableado conductor de electricidad,
401 primer cable conductor de electricidad,
402 segundo cable conductor de electricidad,
400, 401,402, 404 cable conductor de electricidad,
490 conexión conductora de electricidad,
500 unidad externa, como una unidad de control externa o una unidad de servicio en la nube,
510 chip electrónico, como un microchip,
550 unidad de control externa,
570 unidad de servicios en la nube, y
700 placa de circuito, por ejemplo, placa de circuito flexible.
En la presente solicitud, "un sensor" se refiere a un dispositivo que produce una señal eléctrica correspondiente a cambios en las entradas. El sensor puede activarse, por ejemplo, con un toque.
En la presente solicitud, el término "sensor deformable" se refiere a un sensor que se puede acoplar a un objeto curvo y darle forma de acuerdo con la superficie del objeto. El sensor deformable normalmente se puede acoplar, por ejemplo, a una superficie curva y a una superficie de doble curva, es decir, a una superficie que se curva en dos direcciones. Por lo tanto, el sensor deformable puede configurarse de acuerdo con la aplicación prevista.
El sensor deformable puede ser conformable. El término "conformable" se refiere a un material que es al menos flexible y estirable y preferentemente también comprimible.
En la presente solicitud, el término "flexible" significa que un material flexible plano o una estructura flexible plana se puede doblar a un radio de curvatura, dicho radio de curvatura es 5 veces el grosor de dicho material flexible, sin romper el material a una temperatura de 20 °C. Además, el material flexible se puede volver a convertir posteriormente en la forma plana a una temperatura de 20 °C sin romper el material; o puede volver espontáneamente a su forma plana sin romperse.
En la presente solicitud, el término estirable significa que el material u objeto estirable puede estirarse, a una temperatura de 20 °C, al menos un 5 % sin romperse, preferentemente al menos un 10 % de manera reversible sin romperse. En particular, una capa de material estirable se puede estirar, a una temperatura de 20 °C, al menos un 5 %, preferentemente al menos un 10 % de forma reversible en una dirección que es perpendicular a la dirección del grosor de la capa. La reversibilidad del estiramiento es espontánea, es decir, elástica.
En la presente solicitud, el término "comprimible" significa que el material comprimible (o la capa comprimible u otro objeto) puede comprimirse, a una temperatura de 20 °C, en al menos un 10 % de manera reversible. En particular, un material comprimible puede comprimirse al menos un 10 % de manera reversible en la dirección del grosor de la capa. La reversibilidad de la compresión es espontánea, es decir, elástica. El módulo de Young de una capa comprimible puede ser inferior a 1 GPa.
En la presente solicitud, el término "coeficientes de compensación de material 181" se refiere a coeficientes de calibración que pueden usarse para caracterizar materiales y/o una estructura del sensor deformable. Los coeficientes de compensación de material normalmente incluyen un efecto de temperatura y/o humedad en las señales medidas del sensor deformable. Los coeficientes de compensación de material se usan de acuerdo con la invención para obtener valores calibrados a partir de señales del sensor deformable sobre una superficie plana. Preferentemente, los coeficientes de compensación de material se usan para formar coeficientes de compensación de ensamblaje, coeficientes de compensación de ensamblaje que pueden usarse para obtener valores calibrados de señales del sensor deformable, no solo en una superficie plana, sino también en una superficie no plana. Los coeficientes de compensación de material se almacenan de acuerdo con la invención en la memoria del dispositivo sensor deformable, por ejemplo, durante un procedimiento de fabricación del sensor deformable. En una realización, los coeficientes de compensación de material se forman o calibran después del procedimiento de fabricación del sensor deformable. Así, el término "coeficientes de compensación de material" también puede referirse a coeficientes de compensación de material que se forman y/o calibran después del procedimiento de fabricación del sensor deformable.
En la presente solicitud, el término "coeficientes de compensación de ensamblaje 182" se refiere a los coeficientes de calibración que se pueden usar para calibrar una señal medida. Los coeficientes de compensación de ensamblaje
suelen usar los coeficientes de compensación de material para obtener datos fiables. Por lo tanto, no es necesario realizar un procedimiento de calibración del sensor deformable en diferentes temperaturas y/o humedades, etc., porque el efecto de éstas en las señales está típicamente dentro de los coeficientes de compensación de material. Así, gracias a la novedosa solución, el procedimiento de calibración del sensor deformable para obtener los coeficientes de compensación del ensamblaje se puede realizar en un segundo. Además, gracias al novedoso sensor deformable, los valores de interés pueden medirse de forma fiable tras el rápido procedimiento de calibración.
El sensor deformable es preferentemente adaptable y/o comprende al menos una capa adaptable, con mayor preferencia al menos dos capas adaptables; al menos una capa adaptable como sustrato y al menos una capa adaptable para un electrodo y/o cableado. Por lo tanto, el sensor deformable se puede instalar fácilmente en una superficie curva.
Una capa conformable plana es flexible como se indica anteriormente y estirable en una dirección del plano de la capa conformable plana; y preferentemente también comprimible en la dirección de su grosor como se detalla anteriormente. Una capa conformable plana se puede disponer típicamente para conformar una superficie de un hemisferio de una esfera que tiene un radio de 10 cm (o menos) a una temperatura de 20 °C sin romperse. Típicamente, una capa conformable plana se puede disponer para conformar una superficie de un hemisferio que tiene un radio de 10 cm (o menos) a una temperatura de 20 °C sin introducir deformaciones plásticas significativas (es decir, irreversibles) en el material. En la presente memoria, el término "significativo" significa que, cuando se dispone en el hemisferio, la deformación elástica del material conformable es mayor que la deformación plástica del mismo.
Las Figuras 1a a f, 2a a b y 3a a b divulgan un sensor deformable, o una parte del sensor deformable. Las Figuras 4a a b divulgan los principios operativos de un sistema que comprende el sensor deformable. Las Figuras 5a a b divulgan ejemplos de áreas de medición de electrodos en una superficie plana (Figura 5a) y en una superficie no plana (Figura 5b). Las Figuras 6a a 8c divulgan algunos ejemplos de coeficientes y medidas. Las Figuras 7a y 8a ilustran algunos ejemplos de mediciones sin calibrar, las Figuras 7b y 8b ilustran algunos ejemplos de coeficientes, y las Figuras 7c y 8c ilustran algunos ejemplos después de una calibración del sensor deformable.
El sensor deformable puede estar contra y/o fijado a una segunda superficie, es decir, en su posición de instalación. El sensor deformable 100 se puede asegurar en su posición de instalación de manera removible o permanente con un soporte mecánico. Además, o alternativamente, la fijación se puede proporcionar mediante el uso de un adhesivo.
Gracias a la nueva solución, el sensor deformable que tiene coeficientes de compensación de material en su memoria puede instalarse en muchos tipos diferentes de superficies. Por lo tanto, si el sensor deformable se une de forma desmontable a una primera superficie, el sensor deformable 100 se puede volver a instalar en otro objeto, incluso si dicho otro objeto tiene una superficie de forma diferente. Así, el sensor deformable puede reinstalarse, por ejemplo, desde una superficie curva a una superficie de doble curva. En este caso, el sensor deformable 100 se instala preferentemente con un soporte mecánico, sin adhesivo(s) permanente(s).
El sensor deformable 100 típicamente comprende
- al menos una capa elástica 130A, 130B, 150, tal como una capa elástica y deformable,
- al menos un electrodo estirable 300, y
- cableado conductor de electricidad 400.
El sensor deformable 100 puede comprender un primer electrodo 301 acoplado a un primer cable conductor de electricidad 401. El electrodo 300 puede formar parte del cableado 400.
El cableado 400, en particular el primer cable 401 del mismo, es preferentemente flexible y estirable en el significado discutido anteriormente para estos términos. Preferentemente, también el primer electrodo 301 es flexible y estirable en el sentido discutido anteriormente para estos términos. El cableado 400 puede disponerse como parte de una estructura multicapa conductor de electricidad.
El sensor deformable 100 se puede usar en dichos entornos, en los que su forma está sujeta a cambios. Además, o alternativamente, el sensor deformable se puede usar en una superficie compleja, como una superficie de doble curvatura.
El cableado 400, es decir, el o los cables 401, 401, 403 pueden fabricarse, por ejemplo, usando técnicas de fabricación aditiva que producen cableados conductores estirables, como la impresión. Como alternativa, el cableado 400 se puede laminar sobre una capa de material. El cableado 400 se puede fabricar (por ejemplo, imprimir o laminar) sobre una capa 200 flexible y estirable. Como alternativa, el cableado 400 se puede fabricar (por ejemplo, imprimir o laminar) sobre otra capa, como una capa elástica 130A, 130B, 150.
Para obtener un sensor eléctrico fiable, la(s) capa(s) elástica(s) 130A, 130B, 150 y/o la(s) capa(s) flexible(s) y estirable(s) 200 son preferentemente eléctricamente aislantes. Al menos en el caso de un principio operativo capacitivo, la capa 200 flexible y estirable es preferentemente eléctricamente aislante.
El sensor deformable comprende un dispositivo electrónico 120. El dispositivo electrónico 120 puede comprender una articulación 226, que se puede conectar al primer cable 401, y a través del primer cable 401 a un primer electrodo 301. Se ha notado que la capacidad de estiramiento del primer cable 401 se puede usar para mejorar la confiabilidad del sensor deformable 100. En particular, dado que el primer cable 401 es estirable, su capacidad de estirarse puede usarse para mejorar la fiabilidad. Esta propiedad se puede usar de modo que, en uso, una parte del primer cable 401 absorba la mayoría de las deformaciones mecánicas. Esto se puede lograr mediante el diseño del material de tal manera que cerca de una articulación 226 (que se muestra en las Figuras 3a a b) el sensor 100, al menos a excepción de la posible estructura de refuerzo 250, se deforma en el plano más fácilmente que más lejos de la articulación 226. Incluso si no se muestra, dicha articulación 226 también puede estar presente en otras realizaciones.
En una realización, el dispositivo electrónico comprende una placa de circuito 700, como una placa de circuito flexible. La placa de circuito 700 del dispositivo electrónico 120 se puede conectar al primer cable conductor de electricidad 401 usando una técnica de unión adecuada, como conexión engarzada o adhesivo conductor, como adhesivo conductor anisotrópico (ACF). En tal caso, el adhesivo conductor puede formar la primera articulación 226 o una parte de la misma. Se ha descubierto que los adhesivos conductores forman articulaciones fiables.
El sensor deformable 100 puede tener una primera parte 100a del sensor deformable 100 y una segunda parte 100b del sensor deformable 100 (véanse las Figuras 3a a b). La división debe entenderse como un procedimiento mental de definición de tales partes; el sensor físico 100 no está físicamente dividido. Así, el sensor puede dividirse en las partes 100a, 100b. Tal división del sensor 100 se muestra, por ejemplo, en las Figuras 3a y 3b mediante rectángulos de puntos. La primera parte 100a se extiende a través del sensor 100 en la dirección Sz del grosor del sensor 100. La segunda parte 100b se extiende a través del sensor 100 en la dirección Sz del grosor del sensor. Además, el sensor se puede dividir en más de dos partes.
El primer cable conductor de electricidad 401 se puede unir a una primera articulación 226 para conectar el primer cable 401 al dispositivo electrónico 120. El primer cable se puede conectar, por ejemplo, a la placa de circuito 700 y/o al chip electrónico 510 del dispositivo electrónico 120. Esto puede mejorar la fiabilidad de la conexión con el dispositivo electrónico 120.
Además, el primer cable conductor de electricidad 401 puede extenderse desde la primera unión 226 a través de la segunda parte 100b del sensor 100 hasta la primera parte 100a del sensor 100 y luego hasta el primer electrodo 301. Por tanto, puede ser posible usar la primera articulación 226, el primer cable 401 y el primer electrodo 301 para mediciones. La primera articulación 226 puede estar dispuesta dentro de la segunda parte 100b del sensor 100. Alternativamente, la primera articulación 226 puede disponerse fuera de las partes primera y segunda 100a, 100b. El sensor deformable 100 puede comprender una capa protectora flexible y estirable. La capa protectora puede proteger al menos una parte del cableado 400. Además, en otras partes, la capa protectora se puede unir a otra capa. En una realización, el cableado 400 se puede disponer entre la capa de sustrato 200, 150, 130A, 130B y la capa protectora flexible y estirable.
En una realización (que se muestra en las Figuras 1e a f), al menos una parte del primer cable 401 está dispuesta entre una capa flexible y/o elástica 200, 130A, 130B, 150 y una capa protectora flexible y estirable 150, 130A, 130B, 250. Al estar dispuesta de tal manera, en lugares en los que no existe el cableado 401, la capa protectora forma una primera interfaz 232 con el sustrato flexible y estirable 200. En consecuencia, en tales lugares donde existe el cableado 401, la capa protectora 150, 130A, 130B, 250 forma una segunda interfaz 234 con el primer cable 401. Tener la capa protectora 150, 130A, 130B, 250 de modo que forme la interfaz 234 con el primer cable 401 mejora aún más la fiabilidad de la estructura.
La capa protectora flexible y estirable 150, 130A, 130B, 250 puede ser la capa elástica y deformable 150, 130A, 130B o una estructura de refuerzo 250. Así, la capa protectora flexible y estirable puede ser la estructura de refuerzo 250, 250a, 250b (Ver Figura 3b). Una función de la estructura de refuerzo 250 es reforzar el sensor 100, al menos, cerca de una conexión del primer cable 401 a otros componentes electrónicos del sensor 100. Para reforzar adecuadamente, la estructura de refuerzo 250 es preferentemente integral, es decir, no está constituida por partes separadas.
El primer cable conductor de electricidad 401 y la capa flexible y/o elástica 200, 130A, 130B, 150 están dispuestos preferentemente en un mismo lado de la estructura de refuerzo 250, si se usa la estructura de refuerzo 250.
En el caso de la estructura de refuerzo 250, se ha observado que la fiabilidad se puede mejorar aún más uniendo, dentro de la primera parte 100a del sensor 100, el primer cable 401, opcionalmente a través de otra(s) capa(s), a la
estructura de refuerzo 250 en la dirección Sz del grosor del sensor. Al unir la primera parte 401 del cable a la estructura de refuerzo 250, la estructura de refuerzo 250 fortalece la estructura para mejorar la confiabilidad.
Además, la confiabilidad se puede mejorar al no unir, dentro de la segunda parte 100b del sensor 100, la segunda parte 400b del cable 400 a la segunda parte 250b de la estructura de refuerzo 250 en la dirección Sz del grosor del sensor 100; ni directamente, ni a través de otra(s) capa(s). Al no unir (dentro de la segunda parte 100b) el cable 400 a la estructura de refuerzo 250, el cable 400 está configurado para moverse libremente con respecto a la estructura de refuerzo 250, lo que permite que el cable 400 absorba la tensión mecánica.
La función del cableado 400 es acoplar los electrodos estirables 300, 301, 302 a los dispositivos electrónicos 120. Por lo tanto, la articulación 226, 227, si se usa, es preferentemente adecuada para unir el cable 401 a otros componentes electrónicos. Por ejemplo, se puede unir una primera articulación 226 (que se muestra en las Figuras 3a a b) al primer cable 401.
La confiabilidad del sensor deformable 100 cerca de la primera articulación 226 se puede mejorar aún más haciendo que el primer cable 401 serpentee cerca de la primera articulación 226. Por lo tanto, el primer cable conductor de electricidad 401 puede serpentear. Un cable serpenteante absorbe la tensión mecánica incluso con mayor eficacia que un cable recto, incluso si es estirable. En una realización, el primer cable 401 serpentea, al menos dentro de la segunda parte 100b del sensor deformable 100.
Por lo tanto, el primer cable conductor de electricidad 401 puede serpentear de tal manera que el primer cable conductor de electricidad se extienda desde un primer punto P1 hasta un segundo punto P2 de tal manera que la distancia entre estos puntos (P1, P2), medida a lo largo del primer cable conductor de electricidad 222, es mayor, preferentemente al menos un 5 % mayor, que la distancia entre estos puntos (P1, P2) medida en línea recta. Preferentemente, el primer cable conductor de electricidad 401 serpentea dentro de la segunda parte 100b de manera que el primer cable conductor de electricidad se extiende desde un primer punto P1 hasta un segundo punto P2 de tal manera que la distancia entre estos puntos (P1, P2), medida a lo largo del primer cable conductor de electricidad 222, es al menos un 5 % mayor que la distancia entre estos puntos (P1, P2) medida en línea recta. El segundo punto P2 puede estar ubicado en la primera articulación 226. El primer punto P1 puede estar ubicado en el borde común 100ab de la primera parte 100a y la segunda parte 100b del sensor 100.
El primer cable conductor de electricidad 400, 401 puede serpentear sobre el sustrato, por ejemplo, entre dos capas. El sustrato no necesita serpentear, pero puede serpentear. Así, el cable 401,402 puede serpentear (al menos) en un plano tangencial del sustrato. Además, o como alternativa, al menos una capa del sensor deformable 100, como la estructura conductora multicapa, puede serpentear en la dirección Sz de grosor, como se indica en la Figura 3b. Se ha notado que el serpenteo particularmente en la dirección Sz del grosor del sensor mejora la confiabilidad, ya que un cable que serpentea en la dirección Sz es extremadamente elástico en la dirección en el plano (es decir, perpendicular a Sz).
El sensor deformable 100 puede comprender un segundo cable conductor de electricidad 402. Preferentemente, el segundo electrodo 302 también es flexible y estirable en el sentido discutido para estos términos. El segundo cable conductor de electricidad 402 se puede unir a una segunda articulación 227 para conectar el segundo cable 402 al dispositivo electrónico 120.
El primer electrodo estirable 301 y/o el segundo electrodo estirable 302 se pueden unir a la capa flexible y estirable 200. Alternativamente, el primer electrodo estirable 301 y/o el segundo electrodo estirable 302 se pueden unir a la capa elástica 130A, 130B, 150. Los electrodos estirables individuales se denominan con las referencias 301, 302, 303; mientras que los electrodos estirables en general se denominan con la referencia 300. El(los) electrodo(s) estirable(s) 300 es/son electrodo(s) conductor de electricidad(es).
A lo largo de esta descripción, el término "conductor eléctrico", que hace referencia a la estructura, capa, electrodo, cableado y material conductores de electricidad, se refiere a una resistividad (es decir, resistencia eléctrica específica) de menos de 10 Qm, con mayor preferencia menos de 5 Qm en la temperatura de 20 °C. Preferentemente, un material conductor de electricidad así como una capa conductor de electricidad tienen una resistividad de como máximo 1 Qm, medida a una temperatura de 20 °C y con una deformación elástica interna del 0 %; es decir, sin compresión ni tensión, es decir, en reposo.
El sensor deformable 100 puede comprender un segundo electrodo 302. Si el sensor deformable 100 comprende el segundo electrodo 302, el segundo electrodo se puede disponer a una distancia del primer electrodo 301. Como ejemplo, el segundo electrodo 302 puede estar dispuesto al menos a 0,5 mm del primer electrodo 301. El sensor deformable puede comprender, por ejemplo, de 1 a 100 electrodos, o de 10 a 50 electrodos. El número preferente de electrodos depende, por ejemplo, de la estructura del sensor deformable y de la superficie de instalación del sensor deformable.
Por lo tanto, para aislar eléctricamente los electrodos estirables 300 entre sí, el primer electrodo estirable 301 puede disponerse a una distancia d1 separado del segundo electrodo estirable 302 (ver Figura 2b). Como es convencional,
una distancia di entre el primer y el segundo electrodo y una distancia di, i, j entre los electrodos i y j se refieren a la distancia entre los puntos más cercanos de los dos electrodos, es decir, la distancia más pequeña entre los dos electrodos. Cada electrodo estirable i (301, 302, 303, ..., 315, 316) se puede ubicar a una distancia d1, i, j separado de otros electrodos estirable j (316, 301, 302, 303, ..., 315).
En una realización preferente, cada dos electrodos más cercanos están razonablemente cerca uno del otro. Más específicamente, en una realización, el máximo de dujmffl es como máximo de 15 mm, preferentemente como máximo de 10 mm, y con la máxima preferencia igual o inferior a 5 mm. El máximo se puede encontrar considerando cada electrodo i posteriormente. Esto asegura que la mayor parte de una superficie que tiene los electrodos esté cubierta por electrodos, lo que puede mejorar la precisión de las mediciones.
En la Figura 2b solo las distancias d1,301,302 y 01 ,301,311 se muestran. En una realización ventajosa, el mínimo de las distancias d1, i, j es de al menos 1 mm, preferentemente de al menos 2 mm. Tal distancia mínima mejora la separación de los electrodos estirables. Como resultado, se pueden disminuir las perturbaciones durante las mediciones. En una realización, la separación mejorada puede dar como resultado un acoplamiento menos capacitivo entre los electrodos.
El sensor deformable 100 puede comprender al menos quince electrodos estirables 300 unidos a una capa 150, 130A, 130B, 200, preferentemente a la capa flexible y estirable 200. Esto puede mejorar la precisión de las mediciones.
En cuanto a la capacidad de estiramiento de los electrodos estirables 300, los electrodos estirables 300 tienen una segunda deformación de fluencia £y, 300 es decir, en una realización, al menos el 10 por ciento. Se ha encontrado que este valor es suficientemente alto para un sensor deformable en muchas aplicaciones. Se ha encontrado que este valor es suficientemente alto desde el punto de vista de la fiabilidad mecánica de los electrodos estirables 300, ya que las deformaciones típicas son menores que este valor. En la alternativa, la segunda deformación de fluencia £y, 300 puede ser al menos el 20 por ciento o al menos el 30 por ciento. Por lo tanto, el electrodo 300 se puede usar con un sensor deformable que se instalará en un tipo de superficie de instalación difícil. En la alternativa, la segunda deformación de fluencia £y,300 puede ser al menos el 30 por ciento. Por lo tanto, el electrodo 300 se puede usar con un sensor deformable que se instalará en un tipo de superficie de instalación muy difícil.
La capa flexible y estirable 200 tiene preferentemente una primera deformación de fluencia razonablemente grande £y, 200. En una realización, la primera deformación de fluencia £y, 200 es al menos el 10 por ciento. Se ha encontrado que este valor es suficientemente alto para el sensor deformable en muchas aplicaciones. Se ha encontrado que este valor es suficientemente alto también desde el punto de vista de la fiabilidad mecánica de la capa flexible y estirable 200, ya que las deformaciones típicas son menores que este valor. En la alternativa, la primera deformación de fluencia £y, 200 puede ser al menos el 20 por ciento. Por lo tanto, la capa flexible y estirable se puede usar con un sensor deformable que se instalará en un tipo de superficie de instalación difícil. En la alternativa, la primera deformación de fluencia £y, 200 puede ser al menos el 30 por ciento. Por lo tanto, la capa flexible y estirable se puede usar con un sensor deformable que se instalará en un tipo de superficie de instalación muy difícil.
Por lo general, la segunda deformación de fluencia £y, 300 de los electrodos estirables 300 es menor que la primera deformación de fluencia £y, 200 de la capa flexible y estirable 200.
Además, la capa flexible y estirable 200 es preferentemente eléctricamente aislante. A lo largo de esta descripción, el término "aislante eléctrico", que se refiere a un material, superficie, estructura o capa, se refiere a una resistividad (es decir, resistencia eléctrica específica) de más de 100 Qm a la temperatura de 20 °C.
El electrodo estirable 300 puede configurarse para detectar cambios en un área sustancialmente igual al área del electrodo. Por lo tanto, el área efectiva a partir de la cual dicho electrodo estirable está configurado para medir, puede ser igual o sustancialmente igual al área del propio electrodo estirable 301. En la presente memoria, el área se refiere al área de la sección transversal del electrodo estirable sobre un plano que tiene una superficie normal que es paralela a la dirección del grosor del sensor 100.
Al menos un electrodo estirable 300, preferentemente todos los electrodos estirables 300 del sensor deformable 100, pueden estar hechos de tinta conductora, por lo tanto, los electrodos estirables pueden ser razonablemente homogéneos.
En una realización, al menos un electrodo estirable 300, preferentemente todos los electrodos estirables 300, están hechos de tela o fibras conductoras de electricidad. La tinta conductora, así como la tela conductora, generalmente comprende partículas conductoras de electricidad, como copos o nanopartículas, unidas entre sí. Por lo tanto, en una realización, al menos el primer electrodo estirable 301, preferentemente todos los electrodos 300, comprenden partículas conductoras de electricidad, como copos o nanopartículas, unidas entre sí de manera conductor de electricidad. En una realización preferente, las partículas conductoras de electricidad comprenden al menos uno de carbono (incluidos, entre otros, grafeno y nanotubos de carbono), cobre, plata y oro. En una realización, el primer electrodo 301 comprende material a base de polímero conductor de electricidad, preferentemente al menos uno de
polianilina, un polivinilo (por ejemplo, alcohol polivinílico o cloruro de polivinilo) y PEDOT:PSS (es decir, poli(3,4-etilendioxitiofeno) sulfonato de poliestireno).
El(los) electrodo(s) estirable(s) 300 puede(n) coserse, por ejemplo, a una capa que de otro modo no sería conductora, tal como una capa flexible y estirable 200, por ejemplo, una capa textil. Por lo tanto, el electrodo estirable 300 puede fabricarse como una malla de cables conductores, como poliamida o poliéster revestidos de metal. Se observa que también dicho electrodo estirable está configurado para detectar los cambios, como la capacitancia, en un área que es sustancialmente la misma que el área limitada por el borde exterior del electrodo estirable. Por lo tanto, el área efectiva a partir de la cual se configura dicho electrodo estirable para medir, puede ser igual al área limitada por el borde exterior del electrodo estirable 301; incluso si el área de los cables conductores puede ser menor. Como alternativa a la costura, un electrodo que tiene la forma de una malla se puede imprimir con tinta conductora. Como es evidente, en ambos tipos de electrodos, el área efectiva del electrodo estirable suele ser igual al área limitada por el borde exterior del electrodo estirable 301.
Lo que se ha dicho sobre el material del primer electrodo 301 se aplica, en una realización, a todos los electrodos, incluido el segundo electrodo 302. Lo que se ha dicho sobre el material del primer electrodo 301 se aplica, en una realización, al primer cable 401. Lo que se ha dicho sobre el material del primer electrodo 301 se aplica, en una realización, al segundo cable 402, y preferentemente a todos los cables 400.
El primer electrodo 301 es preferentemente capaz de estirarse al menos un 5 % sin romperse. Además, el primer cable 401 es preferentemente capaz de estirarse al menos un 5 % sin romperse. Por lo tanto, el sensor deformable que tiene dicho electrodo y cable puede instalarse en una superficie curva, es decir, el primer electrodo y el primer cable no se rompen en la superficie curva. Además, el segundo electrodo 302 y el segundo cable 402, así como todos los demás electrodos y cables, preferentemente pueden estirarse al menos un 5 % sin romperse. Así, el sensor deformable se puede instalar en una superficie de doble curvatura, es decir, dichos electrodos y alambres no se rompen en la superficie de doble curvatura.
Los cables 400 se pueden conectar a los electrodos 300 usando adhesivo(s) conductor(es). Por lo tanto, los cables se pueden conectar a los electrodos de forma fiable. Los círculos que se muestran en los electrodos en la Figura 2b indican ejemplos de ubicaciones para los cables 400, 401, 402, 404, particularmente si los cables 400, 401, 402, 404 están conectados a los electrodos 300 usando adhesivos conductores.
Como alternativa al adhesivo conductor, los cables 400 pueden disponerse (por ejemplo, imprimirse) directamente sobre el mismo sustrato que los electrodos. Al imprimir los cables, el dispositivo sensor deformable puede fabricarse eficientemente.
Como se discutió anteriormente, al menos una parte del cableado 400 puede disponerse entre la capa flexible y estirable 200 y la capa elástica y deformable 130A, 130B, 150. Además, también se puede disponer algo de adhesivo entre la capa flexible y estirable 200 y la capa elástica y deformable 130A, 130B, 150 para unir las capas entre sí.
En una realización, el cableado de los electrodos está dispuesto sobre una lámina flexible. En una realización, el sensor deformable 100 comprende una lámina flexible que tiene un cuarto módulo de Young; y cableado conductor de electricidad 400 unido a la lámina flexible. El primer módulo de Young de la capa flexible y estirable 200 puede ser menor que el cuarto módulo de Young. De esta forma, la lámina flexible resiste más las deformaciones que la capa flexible y estirable 200. Sin embargo, la lámina flexible no es necesaria (ni siempre ventajosa) para el sensor deformable.
El cableado 400 comprende al menos un cable 401, con mayor preferencia al menos 5 cables y con la máxima preferencia al menos diez cables 401, 402, 403. Los cables 401, 402, 403 están preferentemente eléctricamente aislados entre sí. Además, el cableado está preferentemente acoplado de manera conductor de electricidad al (los) electrodo(s) estirable(s) 300.
Por lo tanto, al menos una parte del cableado conductor de electricidad 400 se puede acoplar al primer electrodo estirable 301 de una manera conductor de electricidad; y al menos una parte del cableado conductor de electricidad 400 puede acoplarse al segundo electrodo estirable 302 de una manera conductor de electricidad.
Preferentemente, un cable 401, 402, 403 está acoplado de manera conductor de electricidad a un solo electrodo estirable 301, 302. Esto es para mejorar la resolución espacial del sensor, es decir, cada electrodo estirable puede usarse para medir, por ejemplo, una fuerza o presión, en la ubicación de sustancialmente solo el electrodo estirable. En una realización, al menos una parte del cableado conductor de electricidad 400, como el cable 401, se acopla al primer electrodo estirable 301 con una conexión conductor de electricidad 490. En una realización, al menos una parte del cableado conductor de electricidad 400, como el cable 402, se acopla al segundo electrodo estirable 302 con una conexión conductor de electricidad 490 (mostrada en la Figura 1c). De esta forma, el sensor 100 comprende conexiones 490 entre el cableado 400 y los electrodos estirables 300. Las conexiones 490 son conductoras de
electricidad. Las conexiones 490 (véase la Figura 1c) se pueden realizar de manera que la resistividad eléctrica de la conexión sea como máximo de 10 O. Además, o alternativamente, el material de la conexión 490 puede ser conductor de electricidad en el sentido mencionado anteriormente.
En una realización, la conexión 490 (véase la Figura 1c) entre el primer cable y el primer electrodo está hecha de adhesivo conductor de electricidad, por ejemplo, la conexión 490 comprende adhesivo conductor de electricidad curado. Dichos adhesivos incluyen adhesivos conductores isotópicamente y adhesivos conductores anisotrópicamente. La conexión 490 se puede formar usando cinta conductora, como un adhesivo anisotrópicamente conductor.
Los adhesivos conductores típicamente comprenden
- níquel y/o
- grafito y/o
- partículas de plata, y/o
- oro,
mezclado en un material matriz.
El adhesivo conductor puede comprender, por ejemplo, partículas de níquel recubiertas de oro mezcladas en un material matriz.
Dicho material de matriz puede ser un polímero curado que se forma por polimerización de una resina del adhesivo durante el curado del mismo. La resina puede ser termoendurecible, por ejemplo, un epoxi. Además, las conexiones 490 pueden ser galvánicas, por lo que una conexión puede comprender algo de soldadura, en el que la soldadura puede comprender estaño. Las soldaduras comúnmente disponibles incluyen aleaciones de soldadura de estañoplomo, estaño-cobre-plata y estaño-zinc-cobre.
El primer cable 401 conecta el primer electrodo 301 al dispositivo electrónico 120. El primer electrodo 301 está preferentemente dispuesto sobre la capa flexible y estirable 200. Alternativamente, se puede colocar, por ejemplo, sobre la capa elástica 130A, 130B, 150.
El sensor deformable 100 puede comprender capa(s) aislante(s) y capa(s) eléctricamente permeable(s) y/o conductora(s) 140, 142. Las diferentes capas se pueden unir entre sí con adhesivo como se sabe en sí. Sin embargo, para mayor claridad, el adhesivo no se muestra en las Figuras.
El sensor deformable 100 comprende al menos una capa aislante. La capa elástica y deformable 130A, 130B, así como la capa flexible y estirable 200 pueden ser la(s) capa(s) aislante(s). El sensor deformable 100 puede comprender una primera capa 130A, 150 y una segunda capa 130B, 200, siendo la primera capa y la segunda capa capas aislantes que están dispuestas de manera que la capa de electrodo 300 está dispuesta entre la primera y la segunda capas aislantes en la dirección del grosor del grosor de la estructura del sensor 100 (mostrado en la Figura 1e). Además, el sensor deformable puede comprender una tercera capa de aislamiento. Los contactos eléctricos a los electrodos en uso pueden causar un mal funcionamiento del dispositivo del sensor. Por lo tanto, un propósito de la capa aislante puede ser aislar eléctricamente el o los electrodos 301, 302 del entorno. En una realización, un propósito de la capa aislante es aislar eléctricamente el (los) electrodo (s) 301, 302, para formar una capacitancia entre el primer electrodo 301 y la parte superior de la capa elástica y deformable, tal como una capa conductora sobre la capa elástica y deformable.
En cuanto a los materiales adecuados para las capas aislantes, un propósito de las capas aislantes es aislar eléctricamente. Por lo tanto, la resistividad de un material de la(s) capa(s) aislante(s), por ejemplo, la capa flexible y estirable 200, y un material de otra(s) capa(s) aislante(s) (si está presente) puede ser de al menos 10 Om, con mayor preferencia de al menos 50 Om a una temperatura de 20 °C. Preferentemente, la resistividad de la capa flexible y estirable 200 y/u otra(s) capa(s) aislante(s) es de al menos 100 Om a una temperatura de 20 °C.
Con referencia a las Figuras 1a y 1b, el sensor deformable 100 puede comprender una capa elástica y estirable 150. La capa elástica y estirable 150 puede comprender una capa elástica y deformable 130a y/o una capa flexible y estirable 200. La capa flexible y estirable 200 también es elástica al menos hasta cierto punto. La capa elástica y deformable 130A es típicamente comprimible.
El sensor deformable puede comprender una primera capa eléctricamente permeable y/o conductora 140. La capa eléctricamente permeable y/o conductora 140, 142, relacionada en particular con la permeabilidad de la capa, puede hacer pasar un campo eléctrico a través de la capa eléctricamente permeable. Además, la capa eléctricamente permeable y/o conductora 140, relacionada en particular con la conductividad de la capa, puede formar una capacitancia entre el electrodo y la propia capa eléctricamente permeable y/o conductora. La primera capa eléctricamente permeable y/o conductora 140 puede servir como electrodo de tierra. En una realización, la capa
eléctricamente permeable y/o conductora 140, 142 se usa para aumentar la capacitancia del primer electrodo en comparación con la situación sin dicha capa.
Como se discutió anteriormente, el dispositivo del sensor comprende además un dispositivo electrónico 120. El dispositivo electrónico 120 puede acoplarse eléctricamente al primer electrodo 301 para medir un valor de interés del primer electrodo 301. El dispositivo electrónico 120 se puede acoplar al primer electrodo 301 a través del primer cable 401. El primer cable 401 puede verse como parte del dispositivo electrónico 120 y/o como parte del sensor 100.
En una realización, el dispositivo electrónico 120 está eléctricamente acoplada a la capa eléctricamente permeable y/o conductora 140, 142 para medir, por ejemplo, la capacitancia del primer electrodo 301 en relación con la capa eléctricamente permeable y/o conductora 140, 142. Un potencial común, por ejemplo, un potencial de tierra, puede conducirse a la capa eléctricamente permeable y/o conductora al menos cuando se mide la capacitancia del primer electrodo 301 con respecto a la capa conductora 140, 142. Sin embargo, el dispositivo electrónico 120 no necesita estar eléctricamente acoplado a la capa eléctricamente permeable y conductora 140, 142. Además, el sensor deformable 100 no necesita tener dicha capa eléctricamente permeable y conductora 140, 142.
El sensor deformable 100 puede comprender al menos un electrodo estirable 300 unido a la capa flexible y estirable 200 o a la capa elástica y deformable 130A, 130B. Para obtener el sensor deformable 100, preferentemente al menos la mayor parte del sensor 100 es estirable y elástica.
La capa flexible y estirable 200 puede disponerse entre un electrodo estirable 300, 301, 302 y la capa elástica 130A, 130B, 150. En algunas aplicaciones, el sensor deformable es más cómodo de usar, con la condición de que la capa elástica y deformable 130A, 130B esté directamente en contacto con la capa flexible y estirable 200, es decir, los electrodos estirables 300 no estén dispuestos entre la capa elástica y deformable 130A y la capa flexible y estirable 200.
La capa flexible y estirable 200, los electrodos estirables primero y segundo 301, 302 y el cableado conductor de electricidad 400 pueden dejarse en el mismo lado de la capa deformable y elástica 130A. Esto ayuda a la capacidad de fabricación del sensor deformable 100.
En una realización, la capa flexible y estirable 200 está dispuesta entre dos capas de electrodos (que se muestran en la Figura 1d).
El módulo de Young de la capa elástica y deformable 130A, 130B debería ser razonablemente pequeño. Sin embargo, se sabe que muchos materiales que son flexibles y/o tienen un módulo de Young pequeño se deslizan. La fluencia, por otra parte, no es preferente, ya que la compresión permanente de la capa deformable y elástica 130A, 130B afectaría a los resultados de la medición.
Para asegurar deformaciones razonables en uso, por ejemplo, para una superficie de doble curvatura, la capa elástica y deformable 130A, 130B tiene un tercer módulo de Young Y130A. Por ejemplo, el material de la capa 130A, 130B se puede seleccionar de modo que la capa 130A, 130B se comprima, en uso típico, entre un 1 y un 15 % aproximadamente; como hasta un 30 %. Naturalmente, la compresión depende de la presión, que no tiene por qué ser espacial o temporalmente uniforme. Las presiones típicas pueden ser del orden de 2 kPa a 1000 kPa. Así, el tercer módulo de Young Y130A puede ser, por ejemplo, como máximo 15 MPa o como máximo 5 MPa. Además, el tercer módulo de Young Y130A puede ser, por ejemplo, al menos 0,01 MPa o al menos 0,2 MPa. Una gran deformación (resultante de un módulo de Young pequeño) podría hacer que el material de la capa deformable y elástica 130A se deslizara durante el uso. Esto podría deteriorar las mediciones a largo plazo. Además, una deformación pequeña (resultante de un módulo de Young grande) es difícil de medir.
Por tanto, el módulo de Young de la(s) capa(s) elástica(s) deformable(s) 130A, 130B es/son preferentemente de 0,01 MPa a 15 MPa, tal como de 0,1 MPa a 5 MPa. El módulo de Young en tensión puede diferir del módulo de Young en compresión.
Un material de la capa comprimible tiene preferentemente una deformación de fluencia de al menos el 5 por ciento, con mayor preferencia al menos el 10 por ciento. Esto asegura que el material pueda comprimirse suficientemente durante el uso.
La primera capa deformable y elástica 130A y/o la segunda capa deformable y elástica se fabrican preferentemente usando agentes espumantes, por ejemplo, microesferas termoplásticas o gases. Gracias a los agentes espumantes, se pueden mejorar las propiedades mecánicas de dicha(s) capa(s), tales como la deformación permanente por compresión.
La primera capa elástica y deformable 130A y/o la segunda capa elástica y deformable son preferentemente elastómeros termoplásticos espumantes de célula cerrada, preferentemente en base a poliuretano y/o silicona y/o
poliéster y/o resina de polietileno. Por lo tanto, se pueden mejorar las propiedades mecánicas de dicha(s) capa(s), como la deformación permanente por compresión.
La primera capa deformable y elástica 130A y/o la segunda capa deformable y elástica 130B pueden comprender al menos uno de poliuretano, polietileno, poli (etileno-acetato de vinilo), cloruro de polivinilo, poliborodimetilsiloxano, poliestireno, acrilonitrilo-butadieno-estireno, estireno- butadienoestireno, caucho de etileno propileno, neopreno, corcho, látex, caucho natural, silicona, estireno-etileno-butileno-estireno y gel elastomérico termoplástico. Dicho poliuretano es preferentemente poliuretano termoplástico. Preferentemente, la cantidad total de dicho(s) material(es) es al menos el 50 % en peso, con mayor preferencia al menos el 70 % en peso de la primera capa deformable. Preferentemente, un grosor t130A de la capa deformable y elástica 130A, 130B es de al menos 1,0 mm.
La primera capa deformable y elástica 130A y/o la segunda capa deformable y elástica 130B es(son) preferentemente una(s) capa(s) translúcida(s). Además, o alternativamente, la primera capa elástica y deformable 130A y/o la segunda capa elástica y deformable 130B pueden tener al menos un punto translúcido. La translucidez se mide de acuerdo con la norma ASTM D1746-15. La translucidez de la primera capa deformable y elástica 130A, o de una parte de la capa, es preferentemente del 10 % al 50 %. Además, la translucidez de la segunda capa deformable y elástica es preferentemente del 10 % al 50 %. Gracias a dicha capa translúcida, la luz puede atravesar la capa. Por tanto, la capa no necesita tener orificios o un fotoconductor para iluminar una superficie de la capa. Además, se puede usar una capa que tiene un punto translúcido para indicar un cierto punto en una superficie. Sin embargo, en una realización, el sensor deformable no tiene la capa o punto translúcido en absoluto.
El sensor deformable 100 típicamente comprende la capa flexible y estirable 200. La capa 200 es estirable para que se adapte, en uso, a la forma necesaria. Por ejemplo, en caso de que un guante o una plantilla comprenda el sensor, la capa flexible y estirable 200, en uso, puede estirarse para adaptarse a la forma dinámica del guante o la plantilla. De esta manera, la capacidad de estiramiento mejora la comodidad del sensor. Sin embargo, para un estiramiento razonablemente fácil, la capa flexible y estirable 200 (es decir, el material de la capa estirable) tiene preferentemente un primer módulo de Young Y200relativamente pequeño.
Para tener las deformaciones dentro del sensor deformable 100 concentradas principalmente en la capa elástica y deformable 130A, 130B, el tercer módulo de Young Y130A de la primera capa deformable y elástica 130A, 130B puede ser menor que un primer módulo de Young Y200 de la capa flexible y estirable 200. Esto mejora la precisión de la medición, ya que se controlan mejor las ubicaciones de las compresiones.
Preferentemente, la capa flexible y estirable 200 es flexible en el sentido mencionado anteriormente. Además, preferentemente, el módulo de Young de la capa flexible y estirable 200 es de al menos 0,01 MPa y como máximo 10 GPa, como máximo 5,0 GPa. Por lo tanto, el sensor deformable se puede usar en muchos tipos diferentes de aplicaciones.
La capa flexible y estirable 200 puede estar hecha de una película de polímero adecuada. La capa flexible y estirable 200 puede estar hecha de una tela adecuada. La capa flexible y estirable 200 puede comprender poliimida, naftalato de polietileno, tereftalato de polietileno, polieteretercetona, poliuretano termoplástico), polietileno, poli(etileno-acetato de vinilo), cloruro de polivinilo, poliborodimetilsiloxano, poliestireno, acrilonitrilo-butadieno-estireno, estirenobutadienoestireno, caucho de estireno-etileno-butileno-estireno etileno propileno, neopreno, corcho, látex, caucho natural, polímero de siloxano (como la silicona) y/o gel elastomérico termoplástico. Preferentemente, la cantidad total de dicho(s) material(es) es al menos el 50 % en peso, con mayor preferencia al menos el 70 % en peso de la capa estirable. Por lo tanto, la capa flexible y estirable 200 puede actuar como un aislante flexible.
En una realización ventajosa, la capa flexible y estirable 200 comprende una película de polímero, como una película de poliuretano termoplástico (TPU) o resina termoendurecible, por ejemplo, resina epoxi curada. Preferentemente, la cantidad total de dicho(s) material(es) es al menos el 50 % en peso, con mayor preferencia al menos el 70 % en peso de la capa estirable. Por tanto, la capa flexible y estirable 200 puede actuar como un aislante flexible y puede ser fácil de fabricar.
El poliuretano termoplástico (TPU), si se usa, puede comprender TPU en base a poliéster y/o TPU en base a poliéter. En una realización, la capa flexible y estirable 200 comprende tela, por ejemplo, poliamida (como nailon) o poliéster. La capa flexible y estirable 200 puede comprender dicha tela y dicha película. Preferentemente, la cantidad total del material es al menos el 50 % en peso, con mayor preferencia al menos el 70 % en peso de la capa flexible y estirable 200.
En una realización, la capa flexible y estirable 200 comprende el poliuretano termoplástico TPU y los electrodos estirables 300 están hechos de tinta conductora. En una realización, la capa flexible y estirable 200 comprende tela no conductora entre los electrodos estirables 300, y los electrodos estirables 300, o al menos algunos de ellos, pueden haberse fabricado usando tela conductora, como poliamida o poliéster que está recubierto por un metal, como la plata. Como alternativa o, además, se puede usar tinta conductora en combinación con telas para formar los electrodos estirables 300 o al menos algunos de ellos.
La capa elástica y estirable 150 puede servir tanto para la capa flexible y estirable 200 como para la primera capa elástica y deformable 130A (véanse las Figuras 1a a 1c). Las propiedades de la capa elástica y deformable 130A, en particular el módulo de Young de la misma, pueden aplicarse también a la capa elástica y estirable 150. Por lo tanto, el módulo de Young Y150 de la capa elástica y estirable 150 puede estar dentro de los límites discutidos en la presente solicitud para la capa elástica y deformable 130A. Aún más, lo que se dirá sobre el grosor t130A o la dirección del grosor t130A de la capa deformable y elástica 130A puede aplicarse al grosor t150 de la capa estirable elástica 150 y la dirección del grosor t150.
La capa deformable y elástica 130A, 130B, 150 puede tener orificios que se extienden en la dirección del grosor t130 de la capa elástica y deformable 130A, 130B, 150 (no mostrada en las Figuras). En efecto, tales orificios hacen que el material sea más flexible. Así, al tener los orificios, es posible usar un material más duro y/o un material con un módulo de Young más alto. Dicho material típicamente se despliega significativamente menos que los materiales más flexibles. El efecto de los orificios es reducir el área de esa parte de la capa deformable y elástica 130A, 130B que comprende el material sólido deformable.
Si la capa deformable y elástica 130A, 130B tiene orificios, el área de la sección transversal total de los orificios constituye preferentemente al menos el 5 %, con mayor preferencia al menos el 10 % del área de la sección transversal de la capa deformable y elástica 130A, 130B. Dicho material típicamente se despliega significativamente menos que los materiales más flexibles. En la presente memoria, la sección transversal se refiere a una sección transversal en un plano que tiene una superficie normal que es paralela a la dirección del grosor. Además, el área transversal total de los orificios se refiere a la suma de las áreas transversales de los orificios individuales. Aún más, el área de la sección transversal de la capa deformable y elástica 130A, 130B se refiere al área de una sección limitada por el límite exterior de la capa deformable y elástica 130A.
En una realización, al menos algunos de los orificios se extienden desde un primer lado 131, 133 de la capa deformable y elástica 130A, 130B, a través de la capa deformable y elástica 130A, 130B, hasta un segundo lado 132, 134 de la capa deformable y elástica 130A, 130B. Además de la flexibilización, dichos orificios pasantes pueden mejorar la ventilación del sensor 100. En caso de que el sensor 100 comprenda la capa deformable y elástica adicional 130B, en una realización, al menos algunos orificios se extienden desde un primer lado 133 de la segunda capa deformable y elástica 130B, a través de la segunda capa deformable y elástica 130B, hasta un segundo lado 134 de la segunda capa elástica y deformable 130B. En una realización, los orificios se extienden en la dirección del grosor de la capa elástica y estirable 150. Los orificios pueden extenderse desde un lado de la capa elástica y estirable 150 hasta el lado opuesto de la capa elástica y estirable 150 en la dirección del grosor de la capa elástica y estirable 150.
Los orificios se pueden usar para modificar la dureza efectiva local de la capa deformable y elástica 130A, 130B.
Mediante el uso de orificios, una región puede hacerse más flexible que otra región, incluso si se usa el mismo material en ambas regiones. En consecuencia, en áreas donde se sabe que la carga (por ejemplo, fuerza o presión) es pequeña, se pueden hacer muchos orificios para flexibilizar mucho el material. Muchos orificios se refieren al área transversal total de los orificios en proporción a la región correspondiente de la capa deformable 130A. Aumentando el tamaño y/o el número de orificios, el material se puede hacer más flexible. La ingeniería de la flexibilidad puede ser más efectiva cuando el número de orificios es significativo. Por ejemplo, el número de orificios puede ser al menos diez o al menos cincuenta.
Preferentemente, el sensor deformable 100 comprende múltiples electrodos (véanse las Figuras 2a a b).
Preferentemente, los electrodos están dispuestos de tal manera que se puede medir un valor de interés usando todos los electrodos simultáneamente. En particular, en una realización, los electrodos cubren la mayor parte del área de la sección transversal del sensor, como al menos el 50 % o al menos el 80 % del área de la sección transversal. En una realización ventajosa, el sensor deformable 100 puede medir una capacitancia usando todos los electrodos simultáneamente en toda el área de la sección transversal cubierta por los electrodos.
El primer electrodo 301 puede formar parte del cableado 400. En este caso, al menos una parte del primer electrodo 301 se dispone preferentemente en el mismo lado de un sustrato, como la capa flexible y estirable 200, que el cableado 400. En tal caso, preferentemente el primer electrodo (entero) 301 está dispuesto en el mismo lado del sustrato que el cableado 400. En caso de que se utilice la capa elástica y deformable 130A y el primer electrodo forme parte del cableado 400, preferentemente al menos una parte del primer electrodo 301 se dispone entre la capa flexible y estirable 200 y la capa elástica y deformable 130A. En tal caso, preferentemente el primer electrodo (entero) 301 está dispuesto entre la capa flexible y estirable 200 y la capa elástica y deformable 130A.
En una realización, los electrodos 300 definen áreas de medición. Dentro de un área de medición, se dispone al menos un electrodo 300. El área de medición definida por el electrodo es el área a partir de la cual los valores, por ejemplo, la capacitancia, están configurados para ser medidos por el electrodo. Los electrodos de dos áreas de medición diferentes no están preferentemente en contacto galvánico entre sí.
En una realización preferente, el área de medición que comprende el primer electrodo primario 301 no se superpone parcialmente con el área de medición que comprende el primer electrodo secundario 321 en la dirección Sz del
grosor del sensor 100. Puede haber algo de superposición entre los electrodos, pero preferentemente, la cantidad de superposición con las áreas de medición es pequeña.
Como alternativa, la mayor de las áreas de medición superpuestas puede comprender la totalidad del área de medición más pequeña. En una realización, el sensor deformable es un sensor capacitivo. Luego, cuando se miden las capacitancias, preferentemente en relación con al menos una capa eléctricamente permeable y/o conductora 140, 142, la capacitancia de la parte que no se superpone se puede calcular a partir de las mediciones. Las capacitancias del electrodo más pequeño y del electrodo más grande se pueden medir, por ejemplo, posteriormente, y la capacitancia de la parte que no se superpone se puede calcular por sustracción.
Como se discutió anteriormente, el dispositivo del sensor comprende el sensor deformable 100 y el dispositivo electrónico 120. Por lo tanto, es posible recoger datos del sensor deformable 100 y analizar y/o transmitir los datos recogidos usando el dispositivo electrónico 120.
El dispositivo electrónico 120 puede configurarse para obtener una señal que indique un valor de interés del sensor deformable 100.
El dispositivo electrónico 120 puede comprender,
- medios para obtener datos (señales) del sensor deformable,
- medios de análisis opcionales,
- medios de transmisión opcionales, como un componente inalámbrico, y
- un suministro de potencia.
El dispositivo electrónico 120 puede comprender un procesador, que puede configurarse para procesar datos provenientes del sensor deformable. El procesador se puede configurar para analizar datos en base a las señales del sensor deformable. Por ejemplo, el procesador puede programarse para calcular valores representativos de un valor de interés.
El dispositivo electrónico 120 puede comprender una memoria. Así, el dispositivo electrónico 120 puede almacenar los valores de parámetros y cálculos. Por lo tanto, el dispositivo electrónico 120 puede configurarse para almacenar los resultados de la medición en la memoria del dispositivo electrónico 120. Esto permite analizar los datos de medición usando el dispositivo electrónico 120.
Preferentemente, el dispositivo electrónico 120 comprende un chip electrónico 510 que está configurado para convertir la(s) capacitancia(s) a forma digital. Dichos chips se conocen comúnmente como convertidores de capacitancia a digital (CDC). Así, en una realización, el controlador comprende un convertidor de capacitancia a digital.
Los medios de transmisión del dispositivo electrónico 120 pueden comprender un componente para transmitir y, opcionalmente, recibir datos.
Los medios de transmisión pueden estar en base a una tecnología inalámbrica, tal como
- Identificación por radiofrecuencia (RFID),
- BT (Bluetooth),
- Red de acceso local inalámbrico (WLAN),
- Comunicación de campo cercano (NFC),
- Sistemas celulares 4G, o
- Sistemas celulares 5G
pero alternativamente puede estar en base a cualquier otra tecnología inalámbrica.
Alternativamente, en lugar de las tecnologías inalámbricas, los medios de transmisión pueden basarse en la tecnología
- USB
- Ethernet
- CAN
- LIN,
- MOST
- FlexRay, o
- UART.
Por lo tanto, en el caso de la tecnología inalámbrica, el dispositivo electrónico 120 puede comprender una antena para proporcionar conectividad inalámbrica y una inserción de comunicación, como un circuito de comunicación para
realizar la comunicación a través de la antena. La antena puede estar incorporada en un circuito de comunicaciones, o puede estar separada, pero en conexión eléctrica con el circuito de comunicaciones. El inserto de comunicación se puede acoplar a un procesador del sensor deformable, que se puede vincular a un transmisor conectado además a una antena.
Preferentemente, los medios de transmisión, es decir, el transmisor, están configurados para transmitir valores en base a las mediciones del sensor deformable.
El dispositivo electrónico 120 del sensor deformable puede configurarse para transmitir los valores obtenidos, por ejemplo, valores calibrados, a una unidad externa 550 y/o a una unidad de servicios en la nube 570. Así, el dispositivo electrónico 120 del sensor deformable puede provocar que los valores obtenidos se transmitan fuera del sensor deformable 100.
En una realización, el dispositivo electrónico 120 comprende una placa de circuito 700, acoplada eléctricamente al primer electrodo 301; y un chip electrónico 510 unido a la placa de circuito 700. El dispositivo electrónico 120 del sensor deformable 100 puede comprender uno o más chips electrónicos 510, como microchips. Así, el sensor deformable 100 puede comprender al menos una placa de circuito 700 unida al cableado 400 de manera conductor de electricidad, y eléctricamente acoplada al primer electrodo 301. La placa de circuito es preferentemente una placa de circuito flexible. La placa de circuito flexible puede mejorar la deformabilidad del sensor deformable. Sin embargo, en otra realización, la placa de circuito es sólo parcialmente flexible. Además, la placa de circuito puede no ser flexible en lo absoluto.
En cuanto a los materiales adecuados para la placa de circuito 700, particularmente para la placa de circuito flexible, estos incluyen poliimida, naftalato de polietileno, tereftalato de polietileno y polieteretercetona. En una realización, la placa de circuito flexible 700 comprende material seleccionado de un grupo que consiste en estos materiales. Con la máxima preferencia, la placa de circuito flexible comprende poliimida y/o tereftalato de polietileno. La flexibilidad de la placa de circuito flexible 700 también es el resultado de que la placa 700 es relativamente delgada. En una realización, el grosor de la placa de circuito flexible 700 es inferior a 1 mm, como máximo 0,5 mm o inferior a 0,4 mm.
Además, la placa de circuito 700 puede comprender un cableado conductor de electricidad. La conductividad eléctrica del cableado de la placa de circuito 700 puede ser de al menos 1 S/m a una temperatura de 20 °C.
El dispositivo electrónico 120, cuando se acopla al sensor deformable 100, puede configurarse para medir el valor de interés de al menos uno de los electrodos estirables 300, preferentemente de cada uno de los electrodos estirables por separado. En una realización ventajosa, el dispositivo electrónico 120 está configurado para medir la capacitancia de cada uno de los electrodos estirables 300 por separado.
El dispositivo electrónico 120 puede comprender un almacenamiento de datos, como al menos un componente de memoria. Alternativamente, o, además, el procesador del dispositivo electrónico 120 puede comprender una memoria. Por tanto, el dispositivo electrónico 120 puede configurarse para almacenar los resultados de la medición en una memoria del dispositivo sensor deformable. Esto permite analizar los datos de medición al menos después de las mediciones. Los valores representativos del valor de interés pueden calcularse en el dispositivo electrónico 120 del sensor.
El sensor deformable consume energía cuando mide y/o analiza y/o transmite datos. El sensor deformable puede comprender una fuente de alimentación de potencia, preferentemente una alimentación de potencia eléctrica, como una batería, para proporcionar electricidad para alimentar la funcionalidad del sensor deformable 100. La fuente alimentación de potencia puede estar configurada, por ejemplo, para transformar energía mecánica y/o química en energía eléctrica. Como alternativa o adicionalmente, la fuente eléctrica puede comprender un componente configurado para convertir la energía magnética en electricidad. Como alternativa o, además, la fuente eléctrica puede comprender un condensador de alta capacidad (por ejemplo, un supercondensador) que almacena energía eléctrica como tal. Un condensador de alta capacidad de este tipo puede cargarse, por ejemplo, de forma inductiva o eléctrica con un componente que transforma la energía magnética o mecánica, respectivamente, en electricidad. Además, la fuente de alimentación de potencia puede comprender un dispositivo de recolección de energía, como un dispositivo piezoeléctrico de recolección de energía, un dispositivo termoeléctrico de recolección de energía o un dispositivo triboeléctrico de recolección de energía, cuyo dispositivo puede comprender una batería y/o un capacitor como uno de sus elementos.
Con la máxima preferencia, la fuente de alimentación de potencia es una batería configurada para proporcionar electricidad mediante la conversión de energía química en electricidad. Por lo tanto, es posible lograr una solución simple y rentable. Preferentemente, la batería es recargable.
En una realización, los datos del sensor deformable 100 no se analizan en relación con el dispositivo sensor deformable, para ahorrar consumo de energía del dispositivo sensor deformable. En otra realización, no es necesario ahorrar el consumo de energía del dispositivo sensor deformable, por lo tanto, los datos del sensor
deformable 100 se analizan preferentemente, al menos parcialmente, en conexión con el dispositivo sensor deformable.
Los medios de transmisión se pueden usar para enviar al menos algunos parámetros medidos desde el dispositivo sensor deformable a la unidad de control externa 550 o directamente a una unidad de servicio en la nube 570. Preferentemente, los medios de transmisión están configurados para enviar los datos a la unidad de control externa 550 cerca del dispositivo del sensor para ahorrar energía. En una realización, se puede disponer una antena para transmitir información de forma inalámbrica desde el dispositivo electrónico 120 a un dispositivo receptor, por ejemplo, la unidad de control externa 550, situada a cierta distancia del sensor deformable. Los valores representativos del valor de interés pueden calcularse en la unidad de control externa 550 o la unidad de servicio en la nube 570. Por tanto, es posible ahorrar energía del dispositivo sensor deformable. Alternativamente, los valores representativos del valor de interés pueden calcularse en relación con el dispositivo sensor deformable, preferentemente usando el chip electrónico 510, y opcionalmente transmitirse a la unidad de servicio en la nube o a la unidad de control externa 550. Por lo tanto, la unidad de servicio en la nube 570 puede hacer posible que las personas recojan datos y analicen los datos recogidos en tiempo real, en cualquier lugar.
Si el dispositivo sensor deformable comprende la placa de circuito 700, como la placa de circuito flexible 700, puede acoplarse eléctricamente al primer electrodo 301. Además, el chip electrónico 510 puede unirse a la placa de circuito 700 y configurarse para medir valores, como la capacitancia del primer electrodo. El dispositivo electrónico 120 se puede configurar para enviar los resultados de la medición a una unidad de control externa 550, por ejemplo, mediante el uso de un chip electrónico 510. Por lo tanto, el chip electrónico 510 puede configurarse para enviar una señal Sent a una unidad de control externa 550, o a una unidad de servicio en la nube 570. Entonces, la unidad de control externa 550 o la unidad de servicio en la nube 570 pueden recibir la señal Sent y determinar las siguientes etapas. La señal Sent se puede enviar a través de un cable o de forma inalámbrica. En una realización, el dispositivo electrónico 120 está configurado para enviar los datos de forma inalámbrica. Esto permite analizar los datos de medición en tiempo real.
La unidad de control externa 550 puede ser, por ejemplo, un teléfono móvil, una tableta o un ordenador personal (como un ordenador portátil). La unidad de control externa puede comprender un procesador, una unidad de almacenamiento de datos de memoria (es decir, una memoria) para valores, como parámetros y cálculos, y un código informático para ser ejecutado por el procesador, y una interfaz de usuario que tiene, por ejemplo, un monitor del operador y un teclado (no mostrados en las Figuras). El monitor del operador puede proporcionar información de estado y advertencias. La unidad de control externa 550 puede comprender además una interfaz de sensor para recibir las salidas del sensor. También puede haber un suministro de potencia para suministrar energía para el funcionamiento de la unidad de control externa 550.
Para fines de comunicación, la unidad de control externa 550 puede estar equipada con una interfaz de comunicación, que puede comunicarse con algunos otros dispositivos, por ejemplo, una unidad de servicio en la nube, a través de una conexión de comunicación de corto y/o largo alcance. Por lo tanto, la unidad de control externa 550 puede configurarse para comunicarse con un proveedor de servicios, como una red de telefonía móvil.
La unidad de almacenamiento de datos de memoria de la unidad de control externa 550 puede almacenar los valores de parámetros y cálculos. Por lo tanto, la unidad de control externa 550 puede configurarse para almacenar los resultados de la medición en una memoria de la unidad de control externa. Esto permite analizar los datos de medición usando la unidad de control externa 550.
Preferentemente, el dispositivo electrónico 120 almacena al menos los coeficientes de compensación de material 181, por lo tanto, es posible calibrar el sensor deformable de manera fácil, confiable y rápida, simplemente obteniendo resultados de medición en la superficie actual, para obtener coeficientes de compensación de ensamblaje 182.
La memoria del dispositivo electrónico 120 también puede almacenar dichos coeficientes de compensación de ensamblaje 182. Por lo tanto, puede ser posible calibrar los valores medidos de forma fácil, fiable y rápida.
La memoria del dispositivo electrónico 120 y/o la memoria de la unidad de control externa 550 pueden mantener datos históricos al menos durante un tiempo predeterminado. Además, la memoria se puede usar, no solo para almacenar los datos, sino también para almacenar el código informático que será ejecutado por el procesador de la unidad de control externa 550 y/o el dispositivo electrónico 120.
El código informático puede usar los coeficientes de compensación de material 181 para obtener los coeficientes de compensación de ensamblaje 182. Por lo tanto, es posible calibrar el sensor deformable en superficies no planas de manera fácil y rápida. La calibración del sensor deformable en superficies no planas podría ser una operación muy lenta y difícil sin que dichos coeficientes de compensación de material 181 comprendieran típicamente una función que incluye un efecto de temperatura en las señales del sensor deformable, así como el comportamiento del sensor deformable en superficies planas.
El código informático usa preferentemente los coeficientes de compensación de ensamblaje 182 para obtener valores calibrados a partir de señales medidas. Así, es posible obtener datos fiables a partir de superficies no planas.
La unidad de control externa 550 puede tener un receptor o un receptor-transmisor, posicionado para recibir los datos digitales tales como señales Sent transmitida por el transmisor del dispositivo sensor deformable. Cuando se usa la unidad de control externa 550, un programa informático puede ejecutarse en la unidad de control externa 550. Dicho programa informático, cuando se ejecuta en la unidad de control externa 550, puede configurarse para hacer que la unidad de control externa 550 reciba una señal Sent.
En una realización, un programa informático, cuando se ejecuta en la unidad de control externa 550, está configurado para hacer que la unidad de control externa 550 reciba tal señal sin procesar Sent que es indicativa de un valor medido por el sensor deformable 100. Además, el programa informático, cuando se ejecuta en la unidad de control externa 550, puede configurarse para hacer que la unidad de control externa 550 determine un valor calibrado a partir de la señal Sent.
Alternativamente, o, además, el dispositivo electrónico 120 puede tener un receptor o un receptor-transmisor, posicionado para recibir los datos digitales. Además, el dispositivo electrónico 120 puede tener un código informático que puede configurarse para hacer que el dispositivo electrónico 120 determine un valor calibrado a partir de un valor bruto.
El valor medido puede ser un valor de voltaje, capacitancia, resistencia o corriente, si el valor del primer electrodo se envía como una señal analógica. Preferentemente, el valor es un valor digital de interés. Por lo tanto, el dispositivo electrónico 120 está preferentemente configurado para convertir la señal medida en una señal digital.
Por lo general, las mediciones incluyen ruido. Por lo tanto, incluso si no hay ningún objeto cerca del sensor 100, una señal medida desde el mismo puede no ser constante. Por lo tanto, la señal se filtra preferentemente. Así, en una realización, el efecto del ruido se elimina filtrando los datos.
El dispositivo electrónico 120 y/o un sistema que comprende el dispositivo electrónico puede configurarse para determinar los coeficientes de compensación de material 181. Los coeficientes de compensación de material pueden determinarse para un sensor deformable y, posteriormente, usarse para todos los sensores deformables similares. Los coeficientes de compensación de material 181 se pueden determinar, por ejemplo, para diferentes temperaturas y/o humedades. Además, los coeficientes de compensación de material se pueden almacenar en una memoria del sensor deformable, por ejemplo, durante un procedimiento de fabricación del sensor deformable. Por lo tanto, no es necesario volver a determinar los coeficientes de compensación de material 181 por separado para cada sensor deformable fabricado. No obstante, los coeficientes de compensación de material pueden calibrarse, si se desea, para cada sensor deformable fabricado después del procedimiento de fabricación de dicho sensor.
Por lo tanto, como se discutió, los coeficientes de compensación de material 181 no necesitan determinarse por separado para cada uno de los sensores deformables, pero los coeficientes de compensación de material 181 se pueden determinar una vez y luego, al fabricar sensores deformables, los coeficientes de compensación de material 181 se pueden almacenar para la memoria del sensor deformable.
Los coeficientes de compensación de material 181 se pueden usar, por ejemplo, para determinar los coeficientes de compensación de ensamblaje 182 del sensor deformable en su superficie actual.
El dispositivo electrónico 120 y/o la unidad externa 550 pueden configurarse para determinar un valor calibrado a partir de un valor bruto medido. El valor calibrado del sensor deformable se puede determinar en base a los coeficientes de compensación de ensamblaje 182.
El dispositivo sensor deformable y/o un sistema que comprende el dispositivo sensor deformable se puede configurar para:
- obtener valores brutos (señales) usando el sensor deformable 100,
- opcionalmente, determinar valores filtrados a partir de los valores brutos (señales),
- determinar un valor de valor calibrado en base a
- los valores brutos y/o valores filtrados, y
- los coeficientes de compensación de material 181 y/o los coeficientes de compensación de ensamblaje 182 - opcionalmente, comprobare la fiabilidad de los datos, por ejemplo, comparando el valor calibrado con valores medidos previamente.
Además, el dispositivo electrónico 120 y/o un sistema que comprende el dispositivo electrónico puede configurarse para determinar terceros valores de referencia, es decir, una tercera curva 183, indicativa de señales en la posición de instalación del sensor deformable 100, es decir, después de la instalación del sensor deformable en una
superficie actual (consulte las Figuras 5b, 6b y 8a) antes de volver a calibrar el sensor deformable. La superficie actual puede ser, por ejemplo, una superficie plana, curva o de doble curva.
Además, el dispositivo electrónico 120 y/o un sistema que comprenda al dispositivo electrónico pueden configurarse para determinar los coeficientes de compensación de ensamblaje (ver Figura 8b). Los coeficientes de compensación de ensamblaje 182 están en base a los coeficientes de compensación de material 181, que están calibrados para la forma actual del sensor deformable.
Los terceros valores de referencia 183 que indican los valores medidos antes de la recalibración (véanse las Figuras 6b y 8a) se pueden usar junto con los coeficientes de compensación de material 181 para formar los coeficientes de compensación de ensamblaje 182 (véase la Figura 8b). Los coeficientes de compensación de ensamblaje 182 se pueden usar para determinar valores calibrados a partir de señales del sensor deformable. Por lo tanto, los coeficientes de compensación de ensamblaje se pueden usar para obtener resultados de medición calibrados, incluso cuando el sensor deformable 100 está en una superficie no plana.
El sistema que comprende
- el sensor deformable y
- el dispositivo electrónico 120 comprende preferentemente el chip electrónico 510, y
- opcionalmente la unidad externa 550, 570
puede configurarse para determinar los coeficientes de compensación de ensamblaje 182 para la interpretación de los valores de medición. Además, el sistema puede configurarse para determinar valores corregidos (calibrados) a partir de señales sin procesar o señales filtradas en base a los coeficientes de compensación de ensamblaje 182. La unidad externa 550, 570 y/o el dispositivo electrónico 120 del sensor deformable pueden configurarse para determinar los valores calibrados 182.
La unidad externa 550, 570, como la unidad de control externa 550 o la unidad de servicio en la nube 570, y/o el dispositivo electrónico 120 del sensor deformable, pueden configurarse para enviar una señal de salida Ssal que comprende los valores calibrados. En consecuencia, el programa informático, cuando se ejecuta en la unidad externa 550, 570 y/o en el dispositivo electrónico 120 del sensor deformable, puede configurarse para generar tal señal de salida Ssal que es indicativa de los valores calibrados.
Los coeficientes de compensación de material 181 pueden almacenarse en una memoria o pueden determinarse en una superficie plana. Los coeficientes de compensación de material 181 pueden usarse para determinar los coeficientes de compensación de ensamblaje 182 simplemente midiendo al menos una medición del sensor deformable en su posición actual, sin mayores esfuerzos de calibración. Los coeficientes de compensación de ensamblaje se pueden usar para determinar valores calibrados a partir de señales del sensor deformable.
Los coeficientes de compensación de ensamblaje 182 se pueden determinar en la posición de instalación del sensor deformable, es decir, después de un procedimiento de instalación del sensor deformable 100. Un ejemplo de intervalos de medición en una superficie plana se ilustra generalmente en la Figura 5a y en una superficie no plana sin la calibración en la Figura 5b.
La determinación de los coeficientes de compensación de material 181 puede comprender las siguientes etapas: - medir las señales (salidas de electrodos) del sensor deformable 100 en una superficie plana,
- determinar coeficientes de compensación de material 181, en base a las señales medidas.
El dispositivo sensor deformable mide preferentemente una temperatura durante las mediciones. Además, los coeficientes de compensación de material 181 incluyen preferentemente un efecto de temperatura sobre las señales. Por lo tanto, los valores calibrados pueden determinarse de forma fiable incluso si los coeficientes de compensación de ensamblaje 182 se forman rápidamente, es decir, usando sólo la temperatura actual.
La determinación de los coeficientes de compensación de ensamblaje 182 puede comprender, por ejemplo, las siguientes etapas:
i) . medir la(s) señal(es) (salida(s) del (de los) electrodo(s) del sensor deformable 100 después de instalar el sensor deformable en una superficie,
ii) . determinar valores que indiquen que ningún objeto a medir tiene un efecto sobre el sensor en la superficie, iii) . comparar las señales medidas con los coeficientes de compensación de material 181,
iv) . determinar los coeficientes de compensación de ensamblaje 182 en base a los coeficientes de compensación de material y las señales medidas.
El procedimiento para determinar un valor de interés puede comprender la siguiente etapa:
- medir al menos una señal (salida(s) de electrodo(s)) del sensor deformable 100,
- opcionalmente, transmitir al menos algunos valores en base a las señales medidas,
- comparar las señales y/o valores determinados a partir de las señales con los coeficientes de compensación de ensamblaje 182, y
- determinar el(los) valor(es) calibrado(s) en base a la(s) señal(es) medida(s) y los coeficientes de compensación de ensamblaje 182.
Como se discutió anteriormente, los coeficientes de compensación de material 181 pueden representar señales del sensor deformable en una superficie plana (Ver Figuras 5a, 6a). Así, los coeficientes de compensación de material 181 pueden calcularse en base a los valores eléctricos en una superficie plana. Ventajosamente, los coeficientes de compensación de material 181 usan una temperatura como variable. Por lo tanto, los resultados de la medición pueden mejorarse.
Los datos que muestran los coeficientes de compensación de material 181 pueden almacenarse en una memoria del dispositivo electrónico y/o unidad externa 550, 570. Por lo tanto, los coeficientes de compensación de material 181 pueden determinarse solo una vez, almacenarse en una memoria y usarse cuando sea necesario.
Como se discutió anteriormente, los coeficientes de compensación de ensamblaje 182 se pueden calcular en base a los valores eléctricos en una superficie de instalación en la que se coloca el sensor. La superficie de instalación en la que se coloca el sensor puede ser no plana. La superficie no plana puede ser una superficie de doble curva. Los datos que muestran los coeficientes de compensación de material y/o los coeficientes de compensación de ensamblaje 182 pueden almacenarse en una memoria del dispositivo electrónico y/o unidad externa 550, 570. Por lo tanto, los coeficientes de compensación de ensamblaje 182 pueden calcularse solo una vez para cada posición de instalación, almacenarse en una memoria y usarse cuando sea necesario.
El dispositivo electrónico 120 y/o la unidad externa 550, 570 pueden configurarse para determinar los coeficientes de compensación de material 181 y/o los coeficientes de compensación de ensamblaje 182, en el que los coeficientes de compensación de ensamblaje 182 pueden determinarse en base a los coeficientes de compensación de material y las señales medidas en la segunda superficie (es decir, en la posición de instalación del sensor deformable). El sistema puede comprender:
- medios para recopilar datos del (de los) sensor(es) deformable(s),
- un procedimiento que comprende
- los coeficientes de compensación de material, y
- los coeficientes de compensación de ensamblaje 182,
- medios para analizar los datos recogidos para formar datos calibrados en base a los datos recogidos y los coeficientes de compensación de ensamblaje.
La comparación de valores se puede hacer en el dispositivo electrónico 120. En una realización, la comparación se realiza en la unidad externa 550. Por lo tanto, la calibración, es decir, la determinación de los valores calibrados en base a los valores de referencia y las señales de medición, puede tener lugar, por ejemplo, en la unidad externa 550, 570. La unidad externa 550, 570 puede configurarse para enviar una señal de salida Ssal que comprende el valor calibrado. Además, o alternativamente, el dispositivo electrónico 120 puede configurarse para enviar una señal de salida Ssal que comprende el valor calibrado.
La señal Sent, Ssal pueden ser indicativas de un valor(es) calibrado(s) y/o coeficientes de compensación de material 181 y/o coeficientes de compensación de ensamblaje 182. Además, la señal Sent puede ser indicativa de la(s) señal(es) medida(s) no calibrada(s).
Los coeficientes de compensación de ensamblaje 182 pueden determinarse después del procedimiento de instalación del sensor deformable, es decir, cuando el sensor deformable está en su posición de instalación. Si el sensor deformable está instalado en una superficie plana, los coeficientes de compensación de ensamblaje 182 pueden ser todos 1. Por lo tanto, solo los coeficientes de compensación de material pueden tener un efecto sobre los valores calibrados si el sensor deformable se instala en una superficie plana.
Sin embargo, el sensor deformable también se puede instalar en una superficie no plana. Por lo tanto, normalmente se necesitan los coeficientes de compensación de ensamblaje 182 para obtener datos fiables. Las señales medidas se pueden aplicar con los coeficientes de compensación de ensamblaje 182 para determinar las fuerzas que afectan al sensor deformable en su posición de instalación.
La posición de instalación normalmente tiene un efecto sobre las señales del sensor deformable. Por lo tanto, las señales del sensor deformable pueden mostrar diferentes valores en diferentes superficies incluso cuando ningún objeto está afectando al sensor deformable (consulte las Figuras 5a a b). Los coeficientes de compensación de
ensamblaje 182 representan los coeficientes necesarios para las señales en la posición de instalación del sensor deformable, en la superficie actual. Si el sensor deformable 100 está instalado en otra superficie, o tiene otra forma en la superficie actual, se pueden (y típicamente se deben) determinar nuevos coeficientes de compensación de ensamblaje.
Como se discutió anteriormente, el sensor deformable 100 puede configurarse para proporcionar señales. El dispositivo electrónico 120 puede configurarse para leer señales del sensor deformable 100. El sistema se puede configurar para
- determinar coeficientes de compensación de material en una superficie plana, y/o usar los coeficientes de compensación de material almacenados en una memoria, y/o
- determinar los coeficientes de compensación de ensamblaje 182 en una posición de instalación del sensor deformable, y/o usar los coeficientes de compensación de ensamblaje almacenados en una memoria, y/o - determinar un valor calibrado a partir de las señales de lectura usando los coeficientes de compensación de ensamblaje.
Los coeficientes de compensación de material 181 se determinan preferentemente antes de la primera instalación del sensor deformable 100.
Los coeficientes de compensación de ensamblaje 182 se determinan preferentemente para cada posición de instalación del sensor deformable, o cada vez que cambia una forma del sensor deformable.
De acuerdo con una realización, al menos algunos de los datos recogidos del sensor deformable se guardan para formar datos históricos. Estos datos históricos pueden analizarse y/o compararse, por ejemplo, con los coeficientes de compensación de material. Alternativamente, o, además, estos datos históricos pueden analizarse y/o compararse con los coeficientes de compensación de ensamblaje.
Alternativamente, o, además, estos datos históricos pueden analizarse y/o compararse con nuevas señales de medición. Así, es posible determinar, por ejemplo, si la superficie de instalación está cambiando. Por lo tanto, el sensor deformable puede usarse para determinar la necesidad de un mantenimiento del objeto sobre el que está instalado el sensor. Por lo tanto, el sensor deformable se puede configurar para detectar la necesidad de un mantenimiento de un objeto en el que se coloca el sensor.
Por lo tanto, el sistema se puede configurar para comparar
al menos un valor no calibrado en base a al menos una nueva medición a al menos otro valor no calibrado almacenado en la memoria, el cual dicho al menos otro valor no calibrado se obtuvo preferentemente justo después de instalar el sensor deformable en la superficie actual.
La diferencia entre el al menos un valor nuevo y el al menos un valor almacenado puede usarse para determinar si la superficie de instalación en la que se coloca el sensor todavía está en condiciones adecuadas. Luego, el sistema se puede configurar para visualizar si la superficie de instalación en la que se coloca el sensor todavía está en condiciones adecuadas.
Opcionalmente, los datos recogidos, o al menos algunos de los datos recogidos, se muestran a un usuario usando un monitor local. La unidad externa 550, 570 puede configurarse para visualizar un valor de interés, como una presión y/o fuerza, por ejemplo, para un usuario.
El dispositivo electrónico 120 del sensor deformable 100 se puede colocar de forma fija cerca del primer electrodo 301. El dispositivo electrónico 120 puede servir como dispositivo de lectura. Tal dispositivo permite una interacción confiable entre el primer electrodo y el dispositivo electrónico 120.
Como se discutió, el sensor deformable 100 puede comprender medios de transmisión para transferir al menos algunos de los datos medidos (las salidas del sensor 100) a, por ejemplo, una unidad de control externa 550.
En una realización, el dispositivo electrónico 120 está configurada para recibir datos de otro sensor deformable. Además, en una realización, el dispositivo electrónico 120 está configurada para enviar dichos datos a otra unidad de control externa. De esta forma, múltiples sensores deformables pueden enviar datos de medición a través de otros sensores deformables, por ejemplo, a la unidad de control externa 550.
En una realización, la unidad externa 550, 570 está configurada para recibir datos de múltiples sensores deformables, por ejemplo, de al menos 3 sensores deformables.
El sensor deformable puede comprender la capa elástica y deformable 130A, 130B. Al menos esta capa elástica y deformable 130A, 130B es deformable, es decir, puede deformarse durante el uso. Como resultado, los valores medidos de un electrodo 300 pueden cambiar. Este cambio se puede usar para las mediciones. Además, este
cambio se puede usar para calibrar el sensor deformable mediante la determinación de los coeficientes de compensación de ensamblaje 182.
La forma del sensor deformable 100 (en uso) puede ser, por ejemplo, plana, curva o doble curva. Además, su forma puede ser diferente de la forma cuando se almacena. Por ejemplo, el sensor deformable 100 se puede almacenar en forma plana y, en uso, la forma se puede adaptar a la forma de la superficie en la que se coloca el sensor deformable.
El sensor 100 puede comprender una capa superior. El grosor de la capa superior puede ser, por ejemplo, de al menos 0,1 mm, tal como al menos 0,5 mm. En este caso, al menos una parte del primer cable 401 y la(s) capa(s) elástica(s) 150, 130A, 130B están dispuestas en el mismo lado de la capa superior. La capa superior puede tener un acabado, por ejemplo, para la apariencia visual del sensor y/o para mejorar la comodidad de uso. Preferentemente, la capa superior está hecha de material textil (sintético o natural). En una realización, la capa superior comprende material fibroso. En una realización, la capa superior comprende material fibroso tejido. La estructura de refuerzo 250 puede ser una capa superior y puede tener un acabado de acuerdo con las necesidades. Por lo tanto, la estructura de refuerzo se puede usar como capa superior. Esto puede mejorar la fiabilidad del sensor 100.
La fiabilidad del sensor 100 puede mejorarse aún más aplicando una capa inferior. El grosor de la capa inferior puede ser, por ejemplo, de al menos 0,1 mm, tal como al menos 0,5 mm. Cuando la capa inferior se une al primer cable 401, opcionalmente a través de otras partes de una estructura multicapa, también la capa inferior proporciona un soporte mecánico para el cable 401 y, de esta manera, mejora la fiabilidad. Al menos una parte del primer cable 401 se puede disponer entre la capa elástica 130A, 130B, 150 y la capa inferior en la dirección Sz del grosor Sz del sensor. El material de la capa inferior se puede seleccionar de acuerdo con las necesidades. En caso de que la capa inferior deba ser conformable y/o configurada para comprimirse durante el uso, el material de la capa inferior puede ser seleccionado del grupo que consiste en poliuretano, polietileno, poli (etileno-acetato de vinilo), cloruro de polivinilo, poliborodimetilsiloxano, poliestireno, acrilonitrilo-butadieno-estireno, estireno-butadienoestireno, caucho de etileno propileno, neopreno, corcho, látex, caucho natural, silicona y gel elastomérico termoplástico. Sin embargo, en caso de que sea suficiente que la capa inferior sea flexible, también se puede usar un material seleccionado del grupo que consiste en poliimida, polietileno naftalato, polietileno tereftalato y polieteretercetona.
La capa inferior puede tener un acabado, por ejemplo, para la apariencia visual del sensor y/o para mejorar la comodidad de uso.
El sensor deformable 100 puede comprender una segunda estructura de refuerzo, como una segunda capa de refuerzo. La capa superior puede ser la primera estructura de refuerzo 250 y la capa inferior puede ser una segunda estructura de refuerzo. Si el sensor deformable 100 comprende la primera estructura de refuerzo 250 y la segunda estructura de refuerzo 250 así como una capa de fondo separada, preferentemente, ambas estructuras de refuerzo están dispuestas en un mismo lado de la capa de fondo.
Como se discutió anteriormente, el sensor deformable puede comprender varias capas, por ejemplo, de 2 a 10 capas. El sensor deformable puede comprender, por ejemplo,
- 1 a 6 capas aislantes,
- 1 o 2 capas de electrodos 300, y
- 0 a 3 capas eléctricamente permeables y/o conductoras.
El sistema que comprende
- teniendo el sensor deformable el número de capas antes mencionado, y
- el código informático usando los coeficientes de compensación de ensamblaje 182 para obtener valores calibrados de las señales medidas
se puede usar para obtener datos fiables de superficies no planas.
Por ejemplo, una estructura que comprende al menos 3 capas aislantes y 2 capas de electrodos se puede usar para medir la presión con mayor precisión que, por ejemplo, la estructura que tiene solo una capa de electrodos. Sin embargo, la estructura de sensor en capas que tiene muchas capas es más compleja que un sensor que comprende solo algunas capas, por lo que sería más caro de fabricar.
Cuando el sensor deformable 100 comprende dos capas eléctricamente permeables y/o conductoras 140, 142, se puede disponer una capa aislante entre cada una de las capas eléctricamente permeables y/o conductoras 142 y los electrodos 321, 322. Por lo tanto, se puede disponer una capa aislante entre la primera capa eléctricamente permeable y/o conductora 140 y los electrodos 301, 302 y entre la segunda capa eléctricamente permeable y/o conductora 142 y los electrodos 301, 302.
En cuanto al material de la primera capa eléctricamente permeable y/o conductora 140, la primera capa eléctricamente permeable y/o conductora 140 puede comprender al menos uno de
- un material conductor de electricidad hecho de tinta conductora,
- una tela conductora de electricidad y
- un polímero conductor de electricidad, tal como una película hecha del polímero.
Estos materiales se pueden usar para obtener un sensor deformable mejorado.
El material a base de polímero conductor puede servir como material para las áreas conductoras, como la capa conductora y eléctricamente permeable 140, 142. Dicho material en base a polímeros conductores normalmente comprende partículas conductoras, como copos o nanopartículas, unidas entre sí de manera conductor de electricidad. En una realización, las partículas conductoras de electricidad comprenden metal (por ejemplo, cobre, aluminio, plata, oro) o carbono (incluidos, entre otros, grafeno y nanotubos de carbono). Además, los materiales basados en polímeros conductores incluyen polianilina, un polivinilo (por ejemplo, alcohol polivinílico o cloruro de polivinilo) y PEDOT:PSS (es decir, poli(3,4-etilendioxitiofeno) poliestireno sulfonato), que se puede usar como material para el conductor área(s). Dichos materiales pueden ser particularmente ventajosos para las propiedades del sensor deformable.
Las áreas conductoras pueden estar formadas por líneas, filamentos o cables conductores que se cruzan entre sí, por lo que las áreas no conductoras están dispuestas entre las líneas, filamentos o cables conductores. La capa eléctricamente permeable y conductora 140, 142 puede ser una capa tejida (es decir, tela) hecha de cable conductor. Dicha tela conductora incluye los cables como áreas conductoras y áreas no conductoras entre los cables. Dichos materiales pueden ser particularmente ventajosos para las propiedades del sensor deformable. La primera capa eléctricamente permeable y/o conductora 140 puede ser uniformemente conductora, por ejemplo, usando tinta o pasta conductora en una cantidad uniforme sobre una superficie uniforme. Como alternativa, la primera capa eléctricamente permeable y/o conductora 140 puede ser una malla de cables conductores, por ejemplo, hecha usando tinta conductora o pasta o filamentos. También puede ser suficiente que la primera capa eléctricamente permeable y/o conductora 140 consista en una línea serpenteante conductor de electricidad. También puede ser suficiente que la primera capa eléctricamente permeable y/o conductora 140 comprenda múltiples líneas conductoras de electricidad separadas. En una realización, al menos una parte de la primera capa eléctricamente permeable y/o conductora 140 está hecha de una tinta conductora. En una realización, la primera capa eléctricamente permeable y/o conductora 140 comprende una tela conductora de electricidad. En una realización, la primera capa eléctricamente permeable y/o conductora 140 comprende un polímero conductor de electricidad. Preferentemente, la primera capa eléctricamente permeable y/o conductora 140 es uniformemente conductora. Esto puede mejorar la fiabilidad del sensor deformable.
Lo que se ha dicho sobre el material de la primera capa 140 eléctricamente permeable y/o conductora se aplica al material de la segunda capa 142 eléctricamente permeable y/o conductora.
El sensor deformable comprende una capa o capas que son estirables y/o deformables. El sensor deformable 100 comprende además electrodos estirables unidos a esta capa o una de estas capas. La capacidad de estiramiento y la deformabilidad pueden mejorar la comodidad del sensor de fuerza.
La Figura 1d muestra el sensor deformable que tiene una estructura más compleja. El sensor deformable puede comprender una primera capa 140 eléctricamente permeable y/o conductora y una segunda capa 142 eléctricamente permeable y/o conductora. Para una funcionalidad adecuada, la segunda capa eléctricamente permeable y/o conductora 142 puede superponerse en la dirección del grosor del sensor con [i] toda el área del primer electrodo primario 301, [ii] toda el área del segundo electrodo primario 302, [iii] toda el área del primer electrodo secundario 321, y [iv] toda el área del segundo electrodo secundario 322. Cuando el sensor deformable comprende la(s) capa(s) eléctricamente permeable(s) y/o conductora(s) 140, 142 y otros electrodos, la segunda capa eléctricamente permeable y/o conductora 142 preferentemente se superpone en la dirección del grosor del sensor con todos los electrodos.
El primer electrodo secundario 321 puede disponerse en una dirección del grosor Sz del sensor 100 entre la segunda capa eléctricamente permeable y/o conductora 142 y la capa flexible y estirable 200. Además, una parte de la segunda capa elástica y deformable 130B se puede disponer entre el primer electrodo secundario 321 y la segunda capa eléctricamente permeable y/o conductora 142. Más específicamente, una parte de la segunda capa elástica y deformable 130B puede disponerse [A] entre el primer electrodo primario 301 y la segunda capa eléctricamente permeable y/o conductora 142 y [B] entre el primer electrodo secundario 321 y la segunda capa eléctricamente permeable y/o conductora 142. El(los) electrodo(s) primario(s) 301, 302 y el(los) electrodo(s) secundario(s) 321, 322 se pueden dejar entre la segunda capa eléctricamente permeable y/o conductora 142 y la primera capa elástica y deformable 130A en la dirección Sz del grosor del sensor 100. Además, los cables 400 se pueden dejar entre la segunda capa eléctricamente permeable y/o conductora 142 y la primera capa deformable 130A en la dirección Sz del grosor del sensor 100.
Ventajosamente, el sensor deformable es un sensor capacitivo. Alternativamente, el sensor deformable es preferentemente un sensor resistivo o un sensor piezorresistivo. Los principios de funcionamiento de estos sensores son conocidos por un experto en la técnica. El nuevo sensor deformable puede ser particularmente ventajoso cuando dicho sensor es uno de estos sensores. Por ejemplo, las señales de dichos sensores, cuando no están calibrados, pueden no convertirse con precisión en valores medidos si el sensor está instalado en una superficie no plana.
Como se discutió anteriormente, el sensor deformable puede ser un sensor capacitivo; por lo tanto, se puede configurar para detectar variaciones de capacitancia y proporcionar una salida representativa de las variaciones. El sensor deformable puede ser un sensor capacitivo adecuado para colocarse sobre superficies de doble curvatura. El sensor capacitivo puede ser, por ejemplo, un sensor de fuerza y/o presión.
Típicamente, la capacitancia de un electrodo 300 en relación con su entorno cambia cuando un objeto se acerca o se aleja del electrodo. No se necesita necesariamente un segundo electrodo (capa), pero se pueden usar dos electrodos para mejorar la precisión de tal manera que el material entre los electrodos se pueda comprimir durante el uso. Cuando se usan múltiples electrodos en diferentes ubicaciones, se pueden determinar múltiples presiones locales en diferentes ubicaciones. En los sensores táctiles, el objeto que toca (por ejemplo, el dedo de un usuario) tiene una constante dieléctrica diferente que, por ejemplo, el aire. Por lo tanto, la capacitancia de un electrodo cambia típicamente por el movimiento del objeto en contacto.
Cuando el sensor deformable 100 comprende
- la segunda capa elástica y deformable 130B y la segunda capa eléctricamente permeable y/o conductora 142, y - la primera capa deformable 130A y la primera capa eléctricamente permeable y/o conductora 140,
la segunda capa eléctricamente permeable y/o conductora 142 está dispuesta preferentemente en un primer lado 133 de la capa elástica y deformable 130B y el primer electrodo secundario 321 está dispuesto en un segundo lado opuesto 134 de la capa elástica y deformable 130B. En una realización, los electrodos 300 y al menos una parte de los cableados 400 están dispuestos en el segundo lado opuesto 134 de la segunda capa elástica y deformable 130B. En consecuencia, una parte de la segunda capa deformable y elástica 130B se deja entre la segunda capa eléctricamente permeable y/o conductora 142 y el primer electrodo secundario 321 en la dirección Sz del grosor del sensor 100. Tanto las dos capas eléctricamente permeables y/o conductoras 140, 142 como las dos capas elásticas deformables 130A, 130B pueden mejorar la precisión de las mediciones capacitivas. Además, la capa flexible y estirable 200 entre las dos capas elásticas deformables puede simplificar el procedimiento de fabricación. Además, el dispositivo mutuo de los electrodos y el cableado puede mejorar la precisión de la medición, en particular para la fuerza, y sin comprometer la confiabilidad. Se pueden necesitar electrodos grandes (es decir, una gran cobertura de electrodos) cuando se mide la fuerza, ya que la fuerza es una integral de la presión sobre la superficie sobre la que actúa la fuerza. Por lo tanto, es necesario conocer la presión en prácticamente todos los lugares dentro del sensor para determinar con precisión la fuerza.
El sensor deformable puede comprender cables ficticios y/o electrodos de tierra. En este caso, para mejorar la estructura del sensor deformable, la forma de un cable ficticio puede ser sustancialmente similar a la forma de un cable adyacente al mismo.
De acuerdo con una realización, el sistema comprende
- medios de análisis para analizar datos recogidos del sensor deformable para determinar una fuerza y/o presión y/u otro valor de interés en base a los datos recogidos y los coeficientes de compensación de ensamblaje 182. En los sensores capacitivos, se mide la capacitancia de un electrodo. La capacitancia se puede medir en relación con el entorno o en relación con otro electrodo, como un electrodo de tierra. En general hay tres principios de funcionamiento: (1) cambia el material dieléctrico cerca del electrodo (por ejemplo, entre dos electrodos), lo que cambia la capacitancia; y/o (2) cambia la distancia entre dos electrodos, lo que cambia la capacitancia entre estos electrodos; y/o (3) un área de un electrodo cambia o cambia un área mutua entre dos electrodos, lo que cambia la capacitancia del electrodo (por ejemplo, en relación con otro electrodo o entorno). El área mutua puede cambiar, por ejemplo, bajo una carga de corte. Estos principios son conocidos por un experto en la técnica.
Con la estructura del sensor como se ha comentado anteriormente, es posible medir la capacitancia de un electrodo estirable 300 con respecto a algo. La capacitancia se puede medir en relación con otro electrodo estirable 300. Por ejemplo, todos los demás electrodos estirables 300 pueden formar una tierra común, con respecto a la cual se puede medir la capacitancia. Así, posteriormente, se puede medir la capacitancia de todos los electrodos estirables 300. Esto, sin embargo, disminuye la tasa de muestreo. También es posible medir la capacitancia relativa al entorno. Esto, sin embargo, puede no dar resultados precisos.
Por ejemplo, la fuerza y/o la presión se pueden medir usando el sensor capacitivo. Por lo tanto, el dispositivo electrónico 120 puede ser una parte integral del sensor deformable 100 para detectar capacitivamente la fuerza y/o
la presión. Por lo tanto, el sensor deformable puede configurarse para detectar variaciones de capacitancia y proporcionar una salida representativa de una presión y/o fuerza.
Cuando el sensor 100 comprende dos capas eléctricamente permeables y/o conductoras 140, 142, el sistema está preferentemente configurado para medir las capacitancias de al menos toda el área del primer electrodo primario 301, toda el área del segundo electrodo primario 302, toda el área del primer electrodo secundario 321, y toda el área del segundo electrodo secundario 322 con respecto a las capas primera y segunda eléctricamente permeables y/o conductoras 140, 142.
En particular, cuando el sensor comprende al menos una capa eléctricamente permeable y/o conductora 140, 142; el dispositivo electrónico 120 puede configurarse para medir:
- la capacitancia de toda el área del primer electrodo primario 301 con respecto a la capa (o capas) eléctricamente permeable y/o conductora en un instante de tiempo;
- la capacitancia de toda el área del segundo electrodo primario 302 con respecto a la capa (o capas) eléctricamente permeable y/o conductora en un instante de tiempo;
- la capacitancia de toda el área del primer electrodo secundario 321 con respecto a la capa (o capas) eléctricamente permeable y/o conductora en un instante de tiempo; y
- la capacitancia de toda el área del segundo electrodo secundario 322 con respecto a la capa (o capas) eléctricamente permeable y/o conductora en un instante de tiempo.
Estos casos de tiempos pueden ser los mismos o pueden ser diferentes.
La capa elástica y deformable 130A, 130B, 150 se puede disponer entre los electrodos 300 y la primera capa eléctricamente permeable y/o conductora 140.
La primera capa eléctricamente permeable y/o conductora 140 puede servir como electrodo de tierra, con respecto al cual se mide la capacitancia de cada uno de los electrodos estirables 300. En tal configuración, la compresión de la capa deformable 130A, 130B, 150 afecta la distancia entre dos electrodos. Como conoce un experto en la técnica, la capacidad de dicho condensador formado por dichos dos electrodos es inversamente proporcional a la distancia entre los electrodos. Al medir la capacitancia, se puede calcular la distancia entre los electrodos. Desde la distancia, se puede determinar la deformación dentro de la capa elástica 150, 130A. Dado que se conoce el material de la capa elástica 150, 130A, la deformación define la tensión (es decir, la presión) dentro de la capa elástica 150, 130A. De esta forma, se puede determinar la presión en cada electrodo estirable. Además, dado que se conoce el área efectiva del electrodo estirable, se puede determinar la fuerza que actúa sobre ese electrodo estirable. Finalmente, con la condición de que los electrodos cubran sustancialmente toda el área de la sección transversal del sensor, la fuerza total se puede medir, cuando se conocen los coeficientes de compensación de ensamblaje, relacionados con la forma de una superficie de la posición de instalación del sensor deformable.
El sensor deformable 100 se puede configurar para detectar la presión y/o la fuerza que actúa en una dirección que tiene un componente en la dirección Sz del grosor del sensor 100. De manera correspondiente, un grosor de capa deformable al menos elástica (por ejemplo, 130A o 130B) puede configurarse para disminuir bajo presión.
El sensor deformable 100 puede ser relativamente delgado. Es decir, el grosor es menor que el menor de largo y ancho. En algunas aplicaciones, como las aplicaciones de detección de presión, el grosor t100 del sensor deformable puede ser, por ejemplo, de 1 mm a 5 mm, para optimizar la precisión de la medición. En algunas otras aplicaciones, como HMI táctil, el grosor t100 del sensor deformable puede ser, por ejemplo, de 0,05 mm a 1,0 mm, con el fin de optimizar la delgadez y adaptabilidad del sensor deformable. Además, en algunas otras aplicaciones, como un medidor de tensión, el grosor t100 del sensor deformable puede ser, por ejemplo, de 0,02 mm a 0,5 mm para optimizar la delgadez y disminuir el coste de fabricación del sensor deformable.
En general, por ejemplo, en un sensor de fuerza, sustancialmente toda el área de medición debe estar cubierta por los electrodos usados para las mediciones, mientras que, por ejemplo, en un sensor de presión es suficiente proporcionar electrodos usados para las mediciones solo en aquellas áreas, donde la presión debe ser medida. Para poder medir la fuerza (es decir, la fuerza total) además de la presión (es decir, la presión local), preferentemente, sustancialmente toda el área de medición debe cubrirse con los electrodos estirables 300. Así, la citada distancia d1 (Ver Figura 2b) debe ser pequeña. Por otro lado, si la distancia d1 es demasiado pequeña, los electrodos vecinos 300 pueden acoplarse capacitivamente entre sí, lo que puede perturbar las mediciones.
Generalmente, en los sensores deformables 100 configurados para detectar presión y/o fuerza, el grosor de la capa flexible y estirable 200 puede ser, por ejemplo, de hasta 5 mm. En una realización, el grosor de la capa flexible y estirable 200 que no actúa como una capa comprimible puede ser, por ejemplo, inferior a 1 mm, como inferior a 0,5 mm, por ejemplo, de 20 pm a 1 mm o de 50 pm a 0,5 mm.
Para tener deformaciones razonables, el grosor de la(s) capa(s) elástica(s) deformable(s) 130A, 130B es preferentemente de 0,05 mm a 5 mm, tal como de 0,3 mm a 4 mm, tal como de 0,5 mm a 2 mm.
En los sensores deformares 100 configurados para detectar presión y/o fuerza, el grosor de la(s) capa(s) elástica(s) deformable(s) 130A, 130B, para tener deformaciones razonables, puede ser de al menos 0,05 mm, preferentemente de al menos 0,3 mm tal como al menos 0,5 mm.
Cada uno de los electrodos estirables 300 puede disponerse a cierta distancia d1, i, j separados de todos los demás de los electrodos estirables 300. El número de electrodos estirables aislados eléctricamente entre sí por dicha distancia d1, i, j normalmente se correlaciona con la precisión espacial del sensor. Cuantos más electrodos 300 se utilicen, mejor será la precisión espacial. En una realización preferente, el número de electrodos estirables es de al menos veinte, como entre 20 y 50.
Preferentemente, el primer cable 401 conecta solo el primer electrodo 301 al dispositivo electrónico 120 y el segundo cable 402 conecta solo el segundo electrodo 302 al dispositivo electrónico 120. Esto tiene el efecto de que, por ejemplo, las capacidades del primer y segundo electrodo 301, 302 pueden medirse sin multiplexación, lo que mejora la precisión temporal de las mediciones. Por lo tanto, preferentemente, la capa de electrodos 300 comprende un segundo electrodo 302 y un segundo cable 402 unido al segundo electrodo 302. Esto tiene el efecto de que se mejora la precisión espacial de las mediciones capacitivas. Sin embargo, la capacitancia también puede determinarse por multiplexación.
La primera capa deformable y elástica 130A puede configurarse para comprimirse y deformarse bajo presión durante el uso. En particular, debido a que el sensor deformable es deformable y flexible, la flexibilidad permite mediciones de una distribución de presión con una alta precisión espacial, con la condición de que se utilice un número suficiente de electrodos. El elevado número de electrodos individuales también puede mejorar la precisión temporal, como se indicó anteriormente.
El sensor deformable 100 es fácilmente deformable debido a las selecciones de materiales y una estructura en capas razonablemente delgada. La forma y/o el grosor del sensor 100 se pueden adaptar a la forma de la superficie de instalación en la que se coloca el sensor. Por lo tanto, el sensor deformable es particularmente adecuado para su uso en una superficie curva. En una realización ventajosa, el sensor deformable 100 es adecuado para fijarse en superficies de doble curvatura. Así, particularmente en uso, el sensor deformable 100 no necesita ser plano.
Dicho sensor se puede usar en varias aplicaciones que incluyen, entre otras, ropa, cascos, vehículos y muebles. Por lo tanto, la superficie de instalación en la que se coloca el sensor puede ser, por ejemplo, un artículo portátil o una superficie de doble curvatura de un vehículo. Además, el sensor se puede usar en muebles inteligentes, como sillas, sofás, sábanas, mantas, colchones, alfombras y alfombras, y objetos dentro de un vehículo, como asientos de vehículos.
El sensor deformable 100 puede ser más adecuado para aplicaciones en las que el sensor deformable se deforma durante el uso.
La humedad, el sudor o el agua pueden afectar los resultados de la medición. En particular, cuando la humedad se acerca a los electrodos 300, la humedad puede afectar mucho a las mediciones. Por lo tanto, los coeficientes de compensación de material 181 incluyen preferentemente una información de un efecto de la humedad sobre las señales del sensor deformable.
Además, la temperatura puede afectar los resultados de la medición. Así, los coeficientes de compensación de material 181 incluyen preferentemente un efecto de la temperatura sobre las señales del sensor deformable.
Además, los coeficientes de compensación de material 181 pueden incluir información de
- tensión frente a deformación, y/o
- temperatura frente a tensión, y/o
- deformación frente a resistencia, y/o
- arrastrarse con el tiempo.
Por lo tanto, es posible obtener resultados de medición muy fiables.
Gracias a la presente invención, un valor de interés, como una presión y/o una fuerza, puede monitorearse en superficies complejas, como superficies de doble curvatura y superficies que se deforman con el uso.
Ejemplo 1: un sensor de asiento deformable
El sensor de asiento deformable puede ser un sensor de presión.
La caracterización del material del sensor da como resultado el modelo del material del sensor, es decir, los coeficientes de compensación de material 181. Los coeficientes de compensación de material 181 pueden incluir información de varias características de sensores no lineales, por ejemplo, tensión frente a deformación y/o
temperatura frente a deformación y/o deformación frente a resistencia y/o fluencia a lo largo del tiempo, etc. Los coeficientes de compensación de material 181 pueden ser usados por el software informático del algoritmo de medición para compensar las no linealidades basadas en el material y la estructura para obtener la máxima precisión de medición del sensor. Los coeficientes de compensación de material se implementan como una matriz o dispositivo multidimensional que incluye coeficientes de pesaje para compensar las características no lineales de los materiales y la estructura del sensor. En el software, el modelo de material se puede implementar como una tabla de consulta (LUT). La Figura 7a ilustra mediciones de datos sin procesar (datos no calibrados). La Figura 7b ilustra los coeficientes de compensación de material para los datos sin procesar. La Figura 7c ilustra señales calibradas en base a los datos sin procesar y los coeficientes de compensación de material (señales calibradas = datos sin procesar calibrados x los coeficientes de compensación de material).
El sensor de asiento deformable se puede fabricar como un sensor plano. Después de fabricar el sensor de asiento deformable, todos los sensores de presión individuales se pueden medir con un algoritmo que usa los coeficientes de compensación de material en la posición de reposo. Estos valores de medición de referencia del sensor se almacenan para su uso posterior en la calibración que compensa los impactos y las variaciones del ensamblaje del asiento.
El sensor de asiento deformable se puede montar en el asiento. En la fase de ensamblaje, el sensor se estira y/o dobla parcialmente para adaptarse a la forma y los materiales del asiento. Esta forma tendrá un impacto en los valores de medición de sensores individuales.
El sensor de asiento deformable puede obtener valores después del ensamblaje en el asiento usando el modelo de material inicial. Debido a deformaciones en la instalación, los resultados de la medición (que se muestran en la Figura 8a) cambian en comparación con los valores de medición de referencia iniciales, es decir, cuando se midió el sensor antes de la instalación. La deformación tiene un impacto en el intervalo de medición dinámico, la linealidad de medición y la sensibilidad del sensor o partes del sensor. Por lo tanto, los algoritmos con solo el modelo de material inicial no son suficientes para proporcionar resultados de medición precisos después de la instalación en el asiento. Para compensar el impacto de la instalación del sensor de asiento deformable en el asiento, se requiere una calibración adicional. Esta recalibración usa los coeficientes de compensación de material 181, las mediciones después de la instalación y, opcionalmente, los resultados de medición de referencia antes de la instalación. Como resultado de la recalibración, se forman los coeficientes de compensación de ensamblaje (mostrados en la Figura 8b). El resultado se puede verificar con mediciones adicionales después de la recalibración.
Gracias a los coeficientes de compensación de ensamblaje (mostrados en la Figura 8b), las señales del sensor deformable se pueden calibrar fácilmente. Los valores calibrados después de la compensación de ensamblaje se muestran en la Figura 8c.
Claims (1)
- REIVINDICACIONESUn dispositivo sensor deformable que comprende un sensor deformable adecuado para fijarse a una superficie curva, comprendiendo el sensor deformable- una capa elástica con un módulo de Young de al menos 0,01 MPa y una primera deformación de fluencia de al menos el 10 % a una temperatura de 20 °C,- un primer electrodo estirable (301) unido a la capa elástica, y- un cableado conductor de electricidad estirable (400),en el que- el primer electrodo estirable es capaz de estirarse al menos un 5 % a una temperatura de 20 °C sin romperse, y- el cableado conductor de electricidad estirable (400) es capaz de estirarse al menos un 5 % a una temperatura de 20 °C sin romperse,en el que el dispositivo sensor deformable comprende, además- un dispositivo electrónico (120) acoplado eléctricamente al primer electrodo estirable (301) a través del cableado conductor de electricidad estirable (400), dicho dispositivo electrónico (120) está configurado para obtener una primera señal del primer electrodo estirable (301) en una posición de instalación del sensor deformable,caracterizado porque el dispositivo sensor deformable comprende, además:- medios de análisis configurados para determinar un valor calibrado en base a la primera señal obtenida y los coeficientes de compensación de ensamblaje, dichos coeficientes de compensación de ensamblaje se basan en- coeficientes de compensación de material, y- al menos otra señal medida del sensor deformable, que dicha al menos otra señal medida se midió en la posición de instalación del sensor deformable cuando ningún objeto a medir tenía efecto sobre el sensor deformable,en el que- el dispositivo sensor deformable está configurado para determinar dichos coeficientes de compensación de material (181) sobre una superficie plana, y/o- los coeficientes de compensación de material (181) se almacenan en una memoria y el dispositivo sensor deformable está configurado para usar dichos coeficientes de compensación de material almacenados en una memoria.El dispositivo sensor deformable de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los coeficientes de compensación de material incluyen un efecto de- temperatura, y/o- humedaden la primera señal del sensor deformable.El dispositivo sensor deformable de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los coeficientes de compensación de material incluyen un efecto de- material(es) del sensor deformable, y/o- una estructura del sensor deformableen la primera señal del sensor deformable.El dispositivo sensor deformable de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los medios de análisis están configurados además para- obtener dicha primera señal cuando ningún objeto a medir tenga efecto sobre el sensor deformable, - comparar dicha primera señal con una señal almacenada en una memoria, dicha señal almacenada se obtuvo cuando se instaló el sensor deformable en la superficie actual,- determinar si la superficie de instalación en la que se coloca el sensor todavía está en condiciones adecuadas en base a una diferencia entre la primera señal y la señal almacenada.5. El dispositivo sensor deformable de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los medios de análisis comprenden un procesador, y el dispositivo electrónico (120) comprende además medios de transmisión y, opcionalmente, al menos un componente con memoria.6. El dispositivo sensor deformable de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el sensor deformable comprende una capa deformable y elástica (130A, 130B) y una capa estirable (200) de tal manera que la capa estirable (200), el(los) electrodo(s) estirable(s) (300, 301, 302), y el cableado conductor de electricidad (400) se dejan en un mismo lado de la capa elástica y deformable (130A).7. El dispositivo sensor deformable de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo electrónico (120) comprende un chip electrónico (510) acoplado eléctricamente al primer electrodo (301), y los medios de análisis están posicionados preferentemente en el chip electrónico.8. El dispositivo sensor deformable de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo sensor deformable está configurado para- determinar los coeficientes de compensación de ensamblaje (182) en una posición de instalación del sensor deformable cuando ningún objeto a medir tiene efecto sobre el sensor deformable.9. El dispositivo sensor electrónico deformable de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el sensor deformable es uno de los siguientes:- un sensor capacitivo, o- un sensor resistivo, o- un sensor piezorresistivo.10. Un sistema para determinar un valor de interés que comprende un sensor electrónico deformable y un dispositivo electrónico configurado para medir un valor de interés por el sensor deformable, en el que - el sensor deformable, que es adecuado para fijarse a un objeto curvo, comprende- una capa elástica con un módulo de Young de al menos 0,01 MPa y una primera deformación de fluencia de al menos el 10 % a una temperatura de 20 °C,- un primer electrodo estirable (301) unido a la capa elástica, dicho primer electrodo estirable es capaz de estirarse, a una temperatura de 20 °C, al menos un 5 % sin romperse, y- un cableado conductor de electricidad estirable (400), que es capaz de estirarse, a una temperatura de 20 °C, al menos un 5 % sin romperse,y- el dispositivo electrónico (120) está acoplado eléctricamente al primer electrodo estirable (301) a través del cableado (400), dicho dispositivo electrónico está configurado para obtener al menos una primera señal del primer electrodo estirable (301), y el dispositivo electrónico comprende una fuente de alimentación de potencia,caracterizado porque el sistema comprende, además- medios de análisis configurados para determinar un valor calibrado, en una posición de instalación del sensor deformable, en base a la(s) señal(es) obtenida(s) y los coeficientes de compensación de ensamblaje (182), dichos coeficientes de compensación de ensamblaje se basan en- coeficientes de compensación de material, y el dispositivo sensor deformable está configurado para determinar los coeficientes de compensación de material (181) en una superficie plana, y/o los coeficientes de compensación de material (181) se almacenan en una memoria y el dispositivo sensor deformable está configurado para usar dichos coeficientes de compensación de material almacenados en una memoria, y- al menos otra señal medida del sensor deformable, que dicha al menos otra señal medida se midió en la posición de instalación cuando ningún objeto a medir tenía efecto sobre el sensor deformable, - medios de transmisión para transmitir al menos algunos de los valores obtenidos y/o valores calibrados, y- opcionalmente, una unidad externa (550, 570) para recibir los valores transmitidos.11. Un procedimiento para determinar un valor de interés, comprendiendo el procedimiento- proporcionar un dispositivo sensor deformable que comprende un sensor deformable (100) y un dispositivo electrónico (120),el sensor deformable (100) que comprende- una capa elástica con un módulo de Young de al menos 0,01 MPa y una primera deformación de fluencia de al menos el 10 % a una temperatura de 20 °C,- un primer electrodo estirable (301) unido a la capa elástica, y- un cableado conductor de electricidad estirable (400),en el que- el primer electrodo estirable es capaz de estirarse, a una temperatura de 20 °C, al menos un 5 % sin romperse, y- el cableado conductor de electricidad estirable (400) es capaz de estirarse, a una temperatura de 20 °C, al menos un 5 % sin romperse,en el que- el dispositivo electrónico (120) está acoplado eléctricamente al primer electrodo estirable (301) a través del cableado (400), y el dispositivo electrónico está configurado para obtener una primera señal del primer electrodo estirable (301),caracterizado porque el procedimiento comprende:- proporcionar un primer valor usando el primer electrodo estirable (301) del sensor deformable,- leer el primer valor usando el dispositivo electrónico (120),- comparar el primer valor con los coeficientes de compensación de ensamblaje (182), dichos coeficientes de compensación de ensamblaje se basan en- los coeficientes de compensación de material, y el dispositivo sensor deformable está configurado para determinar los coeficientes de compensación de material (181) en una superficie plana, y/o los coeficientes de compensación de material (181) se almacenan en una memoria y el dispositivo sensor deformable está configurado para usar dichos coeficientes de compensación de material almacenados en una memoria, y- al menos otra señal medida del sensor deformable, que dicha al menos otra señal medida se midió en una posición de instalación cuando ningún objeto a medir tenía efecto sobre el sensor deformable, - determinar un primer valor calibrado en base a los coeficientes de compensación de ensamblaje y el primer valor leído.12. Un procedimiento de instalación para instalar un sensor deformable, comprendiendo el procedimiento de instalación:- proporcionar un dispositivo sensor deformable que comprende un sensor deformable (100) y un dispositivo electrónico (120),el sensor deformable que comprende- una capa elástica con un módulo de Young de al menos 0,01 MPa y una primera deformación de fluencia de al menos el 10 % a una temperatura de 20 °C,- un primer electrodo estirable (301) unido a la capa elástica (150, 130A, 130B, 200), y- un cableado conductor de electricidad estirable (400),en el que- el primer electrodo estirable es capaz de estirarse al menos un 5 % a una temperatura de 20 °C sin romperse, y- el cableado conductor de electricidad estirable (400) es capaz de estirarse al menos un 5 % a una temperatura de 20 °C sin romperse,en el que el dispositivo electrónico (120) está acoplado eléctricamente al primer electrodo estirable (301) a través del cableado (400), dicho dispositivo electrónico está configurado para obtener una primera señal del primer electrodo estirable (301),caracterizado porque el procedimiento de instalación comprende- proporcionar coeficientes de compensación de material (181) determinando los coeficientes de compensación de material (181) en una superficie plana y/o usando los coeficientes de compensación de material almacenados en una memoria,- instalar el sensor deformable (100) contra una primera superficie,- medir al menos una señal en la primera superficie cuando ningún objeto a medir tiene un efecto sobre el sensor deformable,- determinar valores que indiquen que ningún objeto a medir tiene un efecto sobre el sensor deformable en la primera superficie,- comparar los valores que indican que ningún objeto a medir tiene efecto sobre el sensor de la primera superficie con los coeficientes de compensación de material (181) para determinar los coeficientes de compensación del ensamblaje (182).13. Un uso del sensor deformable de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 9, para obtener señales de- una superficie curva, o- una superficie de doble curvapara que el sensor deformable tenga la forma de la superficie.14. Un programa informático para determinar un valor de interés, en el que el programa informático, cuando se ejecuta en un ordenador, está configurado para hacer que el ordenador- reciba una señal de entrada (Sent) indicativa de una primera señal medida por un sensor deformable de acuerdo con la reivindicación 1 sobre una primera superficie,- determinar un valor calibrado a partir de la señal de entrada (Sent) mediante el uso de coeficientes de compensación de ensamblaje (182) en la primera señal de entrada (Sent),dichos coeficientes de compensación de ensamblaje se basan en- coeficientes de compensación de material, cuyos coeficientes de compensación de material (181) se determinaron en una superficie plana y/o se almacenaron en una memoria y se usaron desde la memoria, y- al menos otra señal medida del sensor deformable, que dicha al menos otra señal medida se midió en la posición de instalación del sensor deformable cuando ningún objeto a medir tenía efecto sobre el sensor deformable,- generar una señal de salida (Ssal) que comprende el valor calibrado, y- opcionalmente, mostrar el valor calibrado a un usuario.
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