KR102055655B1 - Low-cost compressive sensor using writing instrument and paper and manufacturing method thereof - Google Patents

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권동준
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Abstract

필기도구와 종이를 이용한 저가형 압축센서 및 그 제조방법이 개시된다. 본 저가형 압축센서는 종이; 상기 종이에 흑연을 포함하는 필기도구로 칠하여 흡착되고, 전기 전도 가능하도록 기점부터 종점까지 연결되는 흑연선; 및 상기 기점 및 상기 종점에 연결되는 구리선을 포함한다. 이에 의해, 필기도구 및 종이를 이용하여 간단히 제조하여 전기저항의 변화를 기반으로 압력을 측정하므로 제조단가를 줄일 수 있으며, 센서 손상이 쉽게 발생하는 RTM 및 사출분야에 1회용으로 사용이 가능한 저가형 압축센서 및 그 제조 방법을 제공할 수 있게 된다.Disclosed are a low-cost compression sensor using a writing instrument and paper, and a manufacturing method thereof. The low cost compression sensor is paper; A graphite wire which is coated on the paper with a writing tool including graphite and adsorbed, and connected from an origin to an end point so as to be electrically conductive; And a copper wire connected to the starting point and the end point. This enables simple manufacturing using writing instruments and paper to measure pressure based on the change in electrical resistance, thereby reducing manufacturing costs and enabling low-cost compression for one-time use in RTM and injection applications where sensor damage easily occurs. It is possible to provide a sensor and a method of manufacturing the same.

Description

필기도구와 종이를 이용한 저가형 압축센서 및 그 제조 방법{Low-cost compressive sensor using writing instrument and paper and manufacturing method thereof}Low-cost compressive sensor using writing instrument and paper and manufacturing method

본 발명은 필기도구과 종이를 이용한 저가형 압축센서 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저렴한 재료인 연필 등의 필기도구와 종이를 이용하여 간단히 제조 가능한 압축센서 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a low-cost compression sensor using a writing instrument and paper, and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a compression sensor and a method of manufacturing the same, which can be easily manufactured using writing instruments such as pencil and paper, which are inexpensive materials.

IOT(internet of things, 만물인터넷), 웨어러블 시대를 맞이하여 다양한 센서 기술 개발에 대한 수요가 끊임없이 증가하고 있다. In the age of the Internet of Things (IOT) and the wearable era, the demand for developing various sensor technologies is constantly increasing.

특히, 압력센서는 일상 생활환경 부문, 헬스 케어 부문, 기계 및 자동차 부문 등 여러 분야에서 복합적으로 사용되는 센서이지만, 재료 및 공정비용이 매우 높은 단점이 있었다. 이는 전극으로 주로 사용되는 금, 은, 금속 기반의 나노와이어, 인듐 주석 옥사이드(ITO), 탄소 나노튜브(CNT)의 가격이 상대적으로 높기 때문이다. In particular, the pressure sensor is a sensor that is used in a combination of various fields, such as the daily living environment, health care, mechanical and automotive sectors, but the material and process costs are very high. This is because the price of gold, silver, metal-based nanowires, indium tin oxide (ITO), and carbon nanotubes (CNT), which are mainly used as electrodes, are relatively high.

이러한 압력센서는 고가의 장비를 이용 때문에, 여러번 사용해야 수지타산이 맞게 되고, 센서에 직접적으로 손상이 가하면 사용이 제한된다. 특히, 센서의 크기가 커질수록 압력센서의 가격이 매우 높아지게 되는 문제점이 있다. Since these pressure sensors use expensive equipment, they have to be used several times, so that the pressure sensor is used, and if the sensor is directly damaged, its use is limited. In particular, as the size of the sensor increases, the price of the pressure sensor becomes very high.

이에, 고가의 장비와는 다르게, 손상을 요구하는 압력 측정 분야에서 1회용으로 간단하게 압력을 측정할 수 있는 압력 센서가 요구되는 바이다. Thus, unlike expensive equipment, there is a need for a pressure sensor that can measure pressure simply for single use in the pressure measurement field requiring damage.

대한민국공개특허 제10-2017-0036870호 (발명의 명칭: 고감도 압력 센서 및 이의 제조 방법)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2017-0036870 (Name of the invention: high sensitivity pressure sensor and its manufacturing method)

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 저가의 재료인 연필 등의 필기도구와 종이를 이용하여 압축센서를 제조하고, 압력을 가할 때 전기저항의 변화를 이용하여 압력 정도를 측정하는 저가형 압축센서 및 그 제조 방법을 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to manufacture a compression sensor using paper and writing utensils such as pencil, which is a low-cost material, using a change in electrical resistance when applying pressure To provide a low-cost compression sensor and a manufacturing method for measuring the degree of pressure.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 저가형 압축센서는,종이, 상기 종이에 흑연을 포함하는 필기도구로 칠하여 흡착되고, 전기 전도 가능하도록 기점부터 종점까지 연결되는 흑연선 및 상기 기점 및 상기 종점에 연결되는 구리선, 상기 종이 상에 상기 흑연선이 도포된 영역 전체를 덮도록 상기 종이보다 면적이 넓고, 두께가 일정한 판이며, 상기 종이가 처짐이 발생하지 않도록 상기 종이의 양측면의 전면을 동일한 힘으로 누르는 상판 및 하판을 포함하는 것을 특징으로 한다.Low-cost compression sensor according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, the paper, the graphite wire and the graphite is connected to the starting point to the end point so that the paper is painted and adsorbed with a writing tool containing graphite on the paper, and electrically conductive And a copper wire connected to the end point, a plate having a larger area than the paper and having a constant thickness so as to cover the entire region coated with the graphite wire on the paper, and the front surfaces of both sides of the paper so that the paper does not sag. It characterized in that it comprises a top plate and a bottom plate pressed by the same force.

또한, 상기 구리선에 연결되고, 상기 흑연선이 흡착된 종이에 압력이 가해지면, 상기 흑연선의 전기 저항 변화를 기반으로 압력을 센싱하는 압력 측정 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The apparatus may further include a pressure measuring means connected to the copper wire and sensing pressure based on a change in electrical resistance of the graphite wire when pressure is applied to the paper on which the graphite wire is adsorbed.

또한, 상기 흑연선은, 압력이 가해지는 면과 상기 흑연선 사이에 닿는 면이 최대가 되도록, 원형 또는 다각형의 회오리 모양으로 흡착되는 것을 특징으로 한다.In addition, the graphite wire is adsorbed in a circular or polygonal whirlwind shape such that the surface contacted between the pressure line and the graphite wire reaches a maximum.

또한, 저가형 압축센서의 제조 방법은, 종이를 준비하는 단계, 상기 종이 위에 흑연을 포함하는 필기도구로 칠 하여, 전기 전도 가능하도록 기점부터 종점까지 연결되는 흑연선을 흡착시키는 단계, 상기 기점 및 상기 종점에 구리선을 연결하는 단계, 상기 종이 상에 상기 흑연선이 도포된 영역 전체를 덮도록 상기 종이보다 면적이 넓고, 두께가 일정한 판이며, 상기 종이가 처짐이 발생하지 않도록 상기 종이의 양측면의 전면을 동일한 힘으로 누르는 상한 및 하판을 구비하는 단계, 상기 종이를 상기 상판 및 상기 하판의 사이에 끼우는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the method of manufacturing a low-cost compression sensor, the step of preparing a paper, painting with a writing tool containing graphite on the paper, the step of adsorbing graphite wire connected from the starting point to the end point so as to be electrically conductive, the starting point and the Connecting a copper wire to an end point, the plate being wider than the paper and having a constant thickness so as to cover the entire area where the graphite wire is coated on the paper, the front surfaces of both sides of the paper so that the paper does not sag Comprising the upper and lower plates pressing the same force, characterized in that it comprises the step of sandwiching the paper between the upper and lower plates.

이에 의해, 필기도구 및 종이를 이용하여 간단히 제조하여 전기저항의 변화를 기반으로 압력을 측정하므로 제조단가를 줄일 수 있으며, 센서 손상이 쉽게 발생하는 RTM 및 사출분야에 1회용으로 사용이 가능한 저가형 압축센서 및 그 제조 방법을 제공할 수 있게 된다.This enables simple manufacturing using writing instruments and paper to measure pressure based on the change in electrical resistance, thereby reducing manufacturing costs and providing low-cost compression for single-use use in RTM and injection applications where sensor damage easily occurs. It is possible to provide a sensor and a method of manufacturing the same.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저가형 압축센서를 설명하기 위해 제공되는 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저가형 압축센서를 설명하기 위해 제공되는 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 흑연선이 흡착된 종이를 설명하기 위해 제공되는 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 저가형 압축센서의 센싱 과정을 설명하기 위해 제공되는 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 저가형 압축센서의 전기 저항 변화를 설명하기 위해 제공되는 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 저가형 압축센서의 압축 반복에 따른 전기 저항의 변화를 설명하기 위해 제공되는 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 저가형 압축센서 제조 방법을 설명하기 위해 제공되는 흐름도, 그리고
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 저가형 압축센서 제조 방법을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.1 is a view provided to explain a low-cost compression sensor according to an embodiment of the present invention,
2 is a view provided to explain a low-cost compression sensor according to an embodiment of the present invention,
3 is a view provided to explain the paper is adsorbed graphite wire according to an embodiment of the present invention,
4 is a view provided to explain a sensing process of a low-cost compression sensor according to an embodiment of the present invention;
5 is a view provided to explain the electrical resistance change of the low-cost compression sensor according to an embodiment of the present invention,
6 is a view provided to explain the change in the electrical resistance according to the compression iteration of the low-cost compression sensor according to an embodiment of the present invention,
7 is a flowchart provided to explain a method for manufacturing a low-cost compression sensor according to an embodiment of the present invention, and
8 is a view provided to explain a low-cost compression sensor manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. 이하에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다. 본 발명의 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described in more detail with respect to the present invention. Embodiments introduced below are provided as an example to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited to the embodiments described below of the present invention and may be embodied in other forms.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저가형 압축센서를 설명하기 위해 제공되는 도면, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저가형 압축센서를 설명하기 위해 제공되는 도면, 그리고 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 흑연선(200)이 흡착된 종이(100)를 설명하기 위해 제공되는 도면이다.1 is a view provided to explain a low-cost compression sensor according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a view provided to describe a low-cost compression sensor according to an embodiment of the present invention, and Figure 3 is a present invention The graph provided to explain the paper 100 is adsorbed graphite wire 200 according to an embodiment of the.

본 발명의 저가형 압축센서는, 저가의 재료인 연필(P) 등의 필기도구와 종이(100)를 이용하여 압축센서를 제조하고, 압력을 가할 때 전기저항의 변화를 이용하여 압력 정도를 측정하기 위해 마련된다.In the low-cost compression sensor of the present invention, a compression sensor is manufactured using a writing tool such as pencil (P) and paper 100, which are inexpensive materials, and the pressure is measured using a change in electrical resistance when applying pressure. Is prepared for.

이를 위해, 저가형 압축센서는 종이(100), 흑연선(200), 구리선(300) 및 압력 측정 수단(400)을 포함하도록 구성된다.To this end, the low-cost compression sensor is configured to include a paper 100, graphite wire 200, copper wire 300 and the pressure measuring means 400.

종이(100)는 흑연선(200)을 흡착시키기 위해 마련된다. A4용지 등의 종이(100)는 다공성 및 친밀도가 크므로, 흑연(Graphite)의 흡착이 쉽게 이루어질 수 있다. 210mm x 297mm 크기의 A4 용지를 예로 들었으나, 흑연 입자를 흡착시킬 수 있다면, 다양한 종류의 종이가 사용될 수 있을 것이다. 또한, 압력이 가해지는 면의 크기에 따라 다양한 크기의 종이가 사용될 수 있을 것이다. The paper 100 is provided to adsorb the graphite wire 200. Since paper 100 such as A4 paper has high porosity and intimacy, adsorption of graphite may be easily performed. Although A4 paper having a size of 210 mm by 297 mm is taken as an example, various kinds of paper may be used if graphite particles can be adsorbed. In addition, paper of various sizes may be used depending on the size of the surface to which pressure is applied.

흑연선(200)은 전기 저항의 변화를 감지하기 위해 마련된다. 이를 위해, 흑연선(200)은 저가의 종이(100) 위에 흑연을 포함하는 연필(P) 등의 필기도구로 칠하여 흡착될 수 있다. 예를 들어, 흑연선(200)은 전도성 흑연을 많이 함유하는 4B 연필로 칠해질 수 있다. 미술용의 4B 연필을 예를 들었으나, 전도성 흑연을 포함하는 연필 또는 샤프 등의 다양한 필기도구로 칠해질 수 있음은 물론이다. The graphite line 200 is provided to detect a change in electrical resistance. To this end, the graphite wire 200 may be adsorbed onto the inexpensive paper 100 by writing with a writing tool such as pencil P containing graphite. For example, the graphite wire 200 may be painted with a 4B pencil containing a lot of conductive graphite. Although the 4B pencil for art is illustrated, it can of course be painted with various writing instruments, such as a pencil containing sharp graphite or a sharp.

종이(100) 위에 연필(P) 등의 흑연을 포함하는 필기도구로 칠해지면, 도 3의 FE-SEM(Field Emission Scanning Electron Microscope)으로 나타낸 도면과 같이 흑연선(200)이 흡착될 수 있다. 다른 재료와 달리 종이(100)는 흑연선(200)을 흡착하는데 문제가 없는 것이 확인된다.When painted with a writing tool including graphite such as pencil P on the paper 100, the graphite wire 200 may be adsorbed as shown in the field emission scanning electron microscope (FE-SEM) of FIG. 3. Unlike other materials, it is confirmed that the paper 100 has no problem in adsorbing the graphite wire 200.

그리고 흑연선(200)은 전기 전도 가능하도록 기점부터 종점까지 연결될 수 있다. 도 1의 (b)와 같이, 흑연선(200)은 기점부터 종점까지 끊기지 않고 연결되도록 마련될 수 있다. In addition, the graphite line 200 may be connected from the starting point to the end point so as to be electrically conductive. As shown in FIG. 1B, the graphite line 200 may be provided to be connected to the end point from the starting point to the end point.

흑연선(200)이 종이(100)위에 흡착되면, 흑연선(200)의 흑연 입자는 반발력에 의해 서로 일정한 간격을 유지하며 퍼져 있게 된다. 이러한 흑연 입자들에 압력을 가하게 되면, 인접한 흑연 입자가 서로 접촉하여, 서로 연결되고, 전기전도성을 띄는 흑연 입자들의 연결에 의해 전기 저항이 감소하게 된다. 이러한 전기 저항의 변화를 기반으로 압력을 센싱할 수 있다.When the graphite wire 200 is adsorbed on the paper 100, the graphite particles of the graphite wire 200 is spread while maintaining a constant interval from each other by the repulsive force. When pressure is applied to these graphite particles, adjacent graphite particles come into contact with each other, which are connected to each other, and the electrical resistance is reduced by the connection of the electrically conductive graphite particles. Pressure can be sensed based on this change in electrical resistance.

또한, 흑연선(200)은 압력이 가해지는 면과 흑연선(200) 사이에 닿는 면이 최대가 되도록, 회오리 모양으로 칠해질 수 있다. 예를 들어, 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 원형의 회오리 모양으로 연결될 수 있다. 이러한 회오리 모양도 도 1의 (b)와 같이 기점부터 종점까지 끊기지 않고 연결되는 형상이다.In addition, the graphite wire 200 may be painted in a whirlwind shape so that the surface contacting the pressure line and the graphite wire 200 is maximized. For example, as shown in Figure 1 (a), can be connected in a circular whirlwind shape. Such a whirlwind shape is also a shape that is connected without breaking from the starting point to the end point as shown in FIG.

예를 들어, 흑연선(200)은 도 1에 도시된 바와 같이, 기점을 시작으로 원을 그리며, 보다 작은 반경의 원이 형성되도록 점차 칠해나갈 수 있고, 중심점에서 다시 방향을 전환해, 작은 반경의 원에서 큰 반경의 원이 되도록 칠해나가 종점까지 칠해질 수 있다. 인접한 선과의 간격이 일정한 간격이 되도록 칠해질 수 있을 것이다.For example, as shown in FIG. 1, the graphite line 200 draws a circle starting from a starting point, and may gradually paint to form a circle having a smaller radius, and may change direction at the center point again, thereby causing a small radius. It can be painted from a circle to a circle of large radius and then painted to the end point. The spacing from adjacent lines may be painted to be a constant distance.

한편, 구리선(300)은 압력 측정 수단(400)과 흑연선(200)을 연결하기 위해 마련된다. 이를 위해, 흑연선(200)의 기점과 종점에 연결될 수 있다. On the other hand, the copper wire 300 is provided to connect the pressure measuring means 400 and the graphite wire 200. To this end, it may be connected to the starting point and the end point of the graphite line 200.

흑연선(200)과의 연결을 위해, 실버 페이스트(silver paste) 또는 에폭시(epoxy) 접착제를 이용할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 기점과 종점에서 흑연선(200)과의 접점에 접착제를 발라 종이(100)에 고정되도록 할 수 있다. For the connection with the graphite wire 200, a silver paste or an epoxy adhesive may be used. As shown in FIG. 2, an adhesive may be applied to the contact point of the graphite line 200 at the starting point and the ending point to be fixed to the paper 100.

한편, 압력 측정 수단(400)은 종이(100)에 압력이 가해지면, 흑연선(200)의 전기 저항 변화를 기반으로 압력을 센싱하기 위해 마련된다. 이를 위해, 압력 측정 수단(400)은 구리선(300)과 연결되는 흑연선(200)에 전류가 도통되도록 전압을 인가할 수 있고, 흑연선(200)에 의해 변화하는 전기 전도도 값을 측정할 수 있도록 마련된다.On the other hand, when the pressure is applied to the paper 100, the pressure measuring means 400 is provided to sense the pressure based on the change in the electrical resistance of the graphite wire (200). To this end, the pressure measuring means 400 may apply a voltage so that a current is conducted to the graphite wire 200 connected to the copper wire 300, and measure an electric conductivity value changed by the graphite wire 200. To be arranged.

이에, 흑연선(200)이 흡착된 종이(100)에 압력이 가해지면, 흑연선(200)의 전기 저항의 변화를 기반으로 압력을 센싱할 수 있다. Thus, when pressure is applied to the paper 100 to which the graphite line 200 is adsorbed, the pressure may be sensed based on a change in the electrical resistance of the graphite line 200.

전술한 바와 같이, 흑연선(200)으로 이루어지는 흑연에 압력을 가하게 되면, 인접한 흑연들이 서로 연결될 수 있고, 전기전도성을 띄는 흑연들이 연결되어, 전기 저항이 감소하게 된다. 이러한 원리를 기반으로 압력 측정 수단(400)은 종이에 가해지는 압력을 센싱할 수 있다. 전기 저항의 변화와 관련하여서는 도 4 내지 도 6에서 보다 구체적으로 후술하기로 한다.As described above, when pressure is applied to the graphite formed of the graphite wire 200, adjacent graphites may be connected to each other, and graphite having electrical conductivity is connected to reduce electrical resistance. Based on this principle, the pressure measuring means 400 may sense the pressure applied to the paper. The change in the electrical resistance will be described in more detail later with reference to FIGS. 4 to 6.

이에, 연필(P) 등의 필기도구와 종이(100)를 이용하여 간단히 센서를 제조하여 압력을 측정하므로 제조단가를 줄일 수 있으며, 제조 단가가 감소하므로, 센서 손상이 쉽게 발생하는 RTM 및 사출분야에 1회용으로 사용이 가능한 저가형 압축센서를 제공할 수 있게 된다.Thus, by simply manufacturing the sensor using a writing tool such as pencil (P) and the paper 100 to measure the pressure can reduce the manufacturing cost, the manufacturing cost is reduced, so that damage to the sensor easily occurs RTM and injection fields It is possible to provide a low-cost compression sensor that can be used for one-time use.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 저가형 압축센서의 센싱 과정을 설명하기 위해 제공되는 도면, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 저가형 압축센서의 전기 저항 변화를 설명하기 위해 제공되는 도면, 그리고 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 저가형 압축센서의 압축 반복에 따른 전기 저항의 변화를 설명하기 위해 제공되는 도면이다.4 is a view provided to explain the sensing process of the low-cost compression sensor according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a view provided to explain the electrical resistance change of the low-cost compression sensor according to an embodiment of the present invention And, Figure 6 is a view provided to explain the change in the electrical resistance according to the repeated compression of the low-cost compression sensor according to an embodiment of the present invention.

전술한 바와 같이, 본 발명의 저가형 압축센서는, 저가의 재료인 연필(P) 등의 필기도구와 종이(100)를 이용하여 압축센서를 제조하고, 압력을 가할 때 전기저항의 변화를 이용하여 압력 정도를 측정하기 위해 마련된다.As described above, the low-cost type compression sensor of the present invention manufactures a compression sensor using a writing tool such as pencil P, which is a low-cost material, and paper 100, and uses a change in electrical resistance when applying pressure. It is prepared to measure the degree of pressure.

예를 들어, 본 발명의 저가형 압축센서는, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 종이(100)의 일부분, 즉 회오리 모양으로 흡착된 흑연선(200)이 위치하는 부분이 압축되도록 위치시키고, 압력이 가해지는 면이 닿아 압축되도록 할 수 있다. 실버 페이스트(silver paste) 또는 에폭시(epoxy) 접착제가 발라진, 구리선과 흑연선(200)의 접점 부분은, 손상을 방지하기 위해 바깥으로 위치하여 압축되지 않게 된다. 압력이 가해지는 면은 부도체로 마련될 수 있다.For example, as shown in (a) of FIG. 4, the low-cost compression sensor of the present invention is positioned such that a portion of the paper 100, that is, a portion where the graphite line 200 adsorbed in a tornado shape is located is compressed. And pressurized surfaces can be contacted and compressed. The contact portion of the copper wire and the graphite wire 200, coated with silver paste or epoxy adhesive, is located outward to prevent damage and is not compressed. The side to which pressure is applied may be provided as a non-conductor.

그러면, 도 4의 (b)와 같이 저가형 압축센서가 압축될 수 있고, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 압력이 증가할수록, 저항값이 감소하게 된다. 전술한 바와 같이 흑연 입자(g)는 도 5의 (a)와 비교하여 도 5의 (b)에서 보다 인접하도록 위치하여 전기 전도도를 증가시킬 수 있으며, 전기 저항은 감소하게 된다.Then, the low-cost compression sensor can be compressed as shown in FIG. 4 (b), and as shown in FIG. 5 (b), as the pressure increases, the resistance value decreases. As described above, the graphite particles g may be positioned closer to each other in FIG. 5B than in FIG. 5A to increase the electrical conductivity, and the electrical resistance decreases.

그리고 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이, 압력이 가해지는 면이 다시 종이(100)로부터 떨어져 압력이 가해지지 않으면, 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이 점차 전기 저항이 증가하여 본래의 전기 저항값을 회복하게 된다.As shown in (c) of FIG. 4, if the surface to which the pressure is applied is not separated from the paper 100 again, the pressure is gradually increased as shown in (c) of FIG. The electrical resistance of is restored.

이러한 전기 저항값의 변화를 기반으로 압력을 센싱할 수 있게 된다.The pressure can be sensed based on the change in the electrical resistance value.

또한, 도 6을 참조하면, 본 발명의 저가형 압축센서에 50회 압축을 가하였을 때 전체적인 전기저항의 흐름은 감소하고 있으나, 각각의 압축에 따른 전기저항은 감소 및 증가하는 것으로 보아, 센싱 횟수가 증가함에도 압력을 감지할 수 있는 것이 확인된다. 즉, 여러 번 사용하여도 전기저항 감지 기능을 유지하게 된다.In addition, referring to FIG. 6, when 50 compressions are applied to the low-cost compression sensor of the present invention, the overall electrical resistance flow decreases, but the electrical resistance according to each compression decreases and increases. It is confirmed that the pressure can be sensed even with the increase. In other words, the electric resistance detection function is maintained even after multiple uses.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 저가형 압축센서 제조 방법을 설명하기 위해 제공되는 흐름도, 그리고 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 저가형 압축센서 제조 방법을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.7 is a flowchart provided to explain a method for manufacturing a low cost compression sensor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a view provided to explain a method for manufacturing a low cost compression sensor according to an embodiment of the present invention.

우선, A4 용지 등의 종이(100)를 준비할 수 있다(S710).First, paper 100 such as A4 paper can be prepared (S710).

그리고 종이(100) 위에 흑연을 포함하는 연필(P) 등의 필기도구로 칠하여 흑연선(200)을 흡착시킬 수 있다(S720). 흑연선(200)은 기점부터 종점까지 끊기지 않고 연결되도록 마련된다. 예를 들어, 전도성 흑연이 함유되는 4B 연필 등의 필기도구를 이용하여 종이(100) 위에 칠할 수 있다. 샤프 등 흑연을 포함하는 다양한 필기도구가 사용될 수 있음은 물론이다.In addition, the graphite wire 200 may be adsorbed onto the paper 100 by writing with a writing tool such as pencil P containing graphite (S720). The graphite line 200 is provided to be connected without breaking from the starting point to the end point. For example, a writing tool such as a 4B pencil containing conductive graphite may be applied onto the paper 100. Of course, various writing instruments including graphite such as Sharp may be used.

센싱 감도의 향상을 위해, 흑연선(200)은 원형 또는 다각형의 회오리 모양으로 흡착될 수 있다. 이러한 회오리 모양을 통해, 힘을 가한 면과 흑연선 사이에 닿는 면이 최대가 되므로, 감도를 향상시킬 수 있다. 도 8의 (a)를 참조하면, 연필(P)을 이용하여, 기점부터 시작하여 회오리 모양의 흑연선(200)을 종이 위에 칠하고 있다.In order to improve sensing sensitivity, the graphite line 200 may be adsorbed in a circular or polygonal whirlwind shape. Through the tornado shape, the surface contacting between the force-applied surface and the graphite line is maximized, so that the sensitivity can be improved. Referring to FIG. 8A, a tornado-shaped graphite line 200 is painted on paper using a pencil P starting from the starting point.

기점과 종점에는 구리선이 연결될 수 있다(S730). 도 8의 (b)를 참조하면, 기점과 종점에 구리선(300)이 연결되도록 결합시킬 수 있다.The copper wire may be connected to the starting point and the end point (S730). Referring to FIG. 8B, the copper wire 300 may be coupled to the starting point and the ending point.

그리고 구리선(300)과 흑연선(200)의 연결을 위해, 실버 페이스트(silver paste) 또는 에폭시(epoxy) 접착제를 이용할 수 있다. 실버 페이스트(silver paste) 또는 에폭시(epoxy) 접착제를 발라 구리선이 기점 및 종점에 고정되도록 한다. 도 8의 (c)에 도시된 바와 같이, 구리선(300)과 흑연선(200)이 연결되는 기점과 종점에는 접착제가 이용될 수 있다.In addition, a silver paste or an epoxy adhesive may be used to connect the copper wire 300 and the graphite wire 200. Apply silver paste or epoxy adhesive to ensure the copper wire is fixed at the starting and end points. As illustrated in (c) of FIG. 8, an adhesive may be used at the starting point and the end point at which the copper wire 300 and the graphite wire 200 are connected.

첨언하면, 양측의 구리선에는 압력 측정 수단(400)이 결합되어, 전기 저항의 변화를 측정할 수 있을 것이다. 압력 측정 수단(400)에 의해 구리선(300)과 연결되는 흑연선(200)에 전류가 도통될 수 있고, 흑연선(200)이 흡착된 종이(100)에 압력이 가해지면, 인접한 흑연 입자가 서로 접촉하여 서로 연결되고, 전기전도성을 띄는 흑연 입자들의 연결에 의해 전기 저항이 감소하게 된다. 이러한 전기 저항의 변화를 기반으로 압력을 센싱할 수 있다. Incidentally, the pressure measuring means 400 may be coupled to the copper wires at both sides to measure the change in the electrical resistance. When the current may be conducted to the graphite wire 200 connected to the copper wire 300 by the pressure measuring means 400, and when pressure is applied to the paper 100 to which the graphite wire 200 is adsorbed, adjacent graphite particles are formed. The electrical resistance is reduced by the connection of the graphite particles which are in contact with each other and are connected to each other and exhibit electrically conductive. Pressure can be sensed based on this change in electrical resistance.

이에, 연필 등의 필기도구와 종이를 이용하여 간단히 압축센서를 제조하여, 제조단가를 줄일 수 있으며, 센서 손상이 쉽게 발생하는 RTM 및 사출분야에 1회용으로 사용이 가능한 저가형 압축센서 제조 방법을 제공할 수 있게 된다. Accordingly, by simply manufacturing a compression sensor using writing tools such as pencils and paper, the manufacturing cost can be reduced, and a low-cost compression sensor manufacturing method that can be used for one-time use in RTM and injection fields where sensor damage easily occurs is provided. You can do it.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다. While the above has been shown and described with respect to preferred embodiments of the present invention, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, it is usually in the technical field to which the invention belongs without departing from the spirit of the invention claimed in the claims. Various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or the prospect of the present invention.

100: 종이 200: 흑연선
300: 구리선 400: 압력 측정 수단
P: 연필 g: 흑연 입자100: paper 200: graphite wire
300: copper wire 400: pressure measuring means
P: pencil g: graphite particles

Claims (4)

종이;
상기 종이에 흑연을 포함하는 필기도구로 칠하여 흡착되고, 전기 전도 가능하도록 기점부터 종점까지 연결되는 흑연선;
상기 기점 및 상기 종점에 연결되는 구리선; 및
상기 종이 상에 상기 흑연선이 도포된 영역 전체를 덮도록 상기 종이보다 면적이 넓고, 두께가 일정한 판이며, 상기 종이가 처짐이 발생하지 않도록 상기 종이의 양측면의 전면을 동일한 힘으로 누르는 상판 및 하판;
을 포함하는 저가형 압축센서.
paper;
A graphite wire which is coated on the paper with a writing tool including graphite and adsorbed, and connected from an origin to an end point so as to be electrically conductive;
A copper wire connected to the starting point and the end point; And
An upper plate and a lower plate which have a larger area than the paper and have a constant thickness so as to cover the entire area where the graphite line is coated on the paper, and press the front surfaces of both sides of the paper with the same force so that the paper does not sag. ;
Low cost compression sensor comprising a.
제1항에 있어서,
상기 구리선에 연결되고, 상기 흑연선이 흡착된 종이에 압력이 가해지면, 상기 흑연선의 전기 저항 변화를 기반으로 압력을 센싱하는 압력 측정 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저가형 압축센서.
The method of claim 1,
And a pressure measuring means connected to the copper wire and sensing pressure based on a change in electrical resistance of the graphite wire when pressure is applied to the paper to which the graphite wire is adsorbed.
제2항에 있어서,
상기 흑연선은, 압력이 가해지는 면과 상기 흑연선 사이에 닿는 면이 최대가 되도록, 원형 또는 다각형의 회오리 모양으로 흡착되는 것을 특징으로 하는 저가형 압축센서.
The method of claim 2,
The graphite wire is a low-cost compression sensor, characterized in that the suction on the circular or polygonal whirlwind shape so that the surface between the pressure and the surface touching the graphite line is the maximum.
종이를 준비하는 단계;
상기 종이 위에 흑연을 포함하는 필기도구로 칠하여, 전기 전도 가능하도록 기점부터 종점까지 연결되는 흑연선을 흡착시키는 단계;
상기 기점 및 상기 종점에 구리선을 연결하는 단계;
상기 종이 상에 상기 흑연선이 도포된 영역 전체를 덮도록 상기 종이보다 면적이 넓고, 두께가 일정한 판이며, 상기 종이가 처짐이 발생하지 않도록 상기 종이의 양측면의 전면을 동일한 힘으로 누르는 상한 및 하판을 구비하는 단계; 및
상기 종이를 상기 상판 및 상기 하판의 사이에 끼우는 단계;
를 포함하는 저가형 압축센서의 제조방법.Preparing paper;
Painting with a writing tool including graphite on the paper, and adsorbing graphite lines connected from the starting point to the end point to enable electric conduction;
Connecting a copper wire to the starting point and the end point;
Upper and lower plates that have a larger area than the paper and have a constant thickness so as to cover the entire area where the graphite lines are applied on the paper, and press the front surfaces of both sides of the paper with the same force so that the paper does not sag. Providing; And
Sandwiching the paper between the upper and lower plates;
Method of manufacturing a low-cost compression sensor comprising a.
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