Resumen

En este artículo se describe la optimización de microsensores capacitivos de presión normal basados en PDMS para aplicaciones portátiles. Se presentan el principio de funcionamiento y el proceso de fabricación de dichos microsensores. A continuación, se estudian mediante simulaciones numéricas las deformaciones bajo presión local de películas delgadas de PDMS de espesores comprendidos entre 100 μm y 10 mm con el fin de prever la sensibilidad de los microsensores considerados. El estudio señala que, para un tipo de PDMS dado, la relación de forma del sensor desempeña un papel importante en su sensibilidad. De hecho, para una determinada película de PDMS, el cambio de capacitancia esperado bajo una carga de 10 N aplicada sobre un electrodo de 1,7 mm de radio varía desde unos pocos puntos porcentuales hasta casi el 40 en función del espesor inicial de la película de PDMS. Estas observaciones se validan mediante caracterizaciones experimentales realizadas en muestras de película de PDMS de diversos grosores (de 10 μm a 10 mm) y en microsensores reales. Otros cálculos permiten poner de relieve reglas generalizadas de diseño de sensores. Teniendo en cuenta las limitaciones prácticas en la fabricación y en la implementación de los microsensores reales, las reglas de diseño basadas en la optimización de la relación de forma calculada conducen a la elaboración de microsensores de presión flexibles que muestran una sensibilidad que alcanza hasta el 10%/N.

• Materias:Biotecnología Redes de sensores Sistema de sensores Diagnóstico de fallas Tecnología de sensores Diagnóstico de fallos
• Subjects:Biotechnology Sensor networks Sensor system Fault diagnosis Sensor technology
• Palabras claves:sensibilidad, microsensores reales, reglas generalizadas de diseño de sensores, espesor inicial de la película pdms, muestras de película pdms, microsensores de presión flexibles, optimización de la relación de forma, electrodo de mm de radio, relación de forma del sensor, cálculos adicionales
• Keywords:sensitivity, actual microsensors, generalized sensor design rules, initial pdms film thickness, pdms film samples, flexible pressure microsensors, form ratio optimization, mm radius electrode, sensor form ratio, further computations