Force-Sensitive Reistors: Applications, Circuits & Characteristics

FORCE SENSITIVE RESISTORS Ali Karimpour Associate Professor Ferdowsi University of Mashhad Pooria Shivani Mahjoori 9112400451

Outline Topics to be covered include: • Introduction. • Basic construction & operation of FSR. • FSR applications. • Common circuits. • FSR characteristics. • Advantages & Disadvantages. Introduction.

Introduction • Is a material whose resistance changes when a force or pressure is applied. • Also known as: Force sensor or Pressure sensor. • Interlink Electronics FSR 400 series Force Sensitive Resistor (FSR)

FSR Topics to be covered include: • Introduction. • Basic construction & operation of FSR. • FSR applications. • Common circuits. • FSR characteristics. • Advantages & Disadvantages.

Basic construction & operation • Spacer • Conductive substrate • FSR carbon-based ink layer FSR layer Spacer Z Conductor substrate (With printed ) Interdigitated circuit pattern Interdigitated circuit pattern Active area

Basic construction & operation

Applications • Digital Music instruments.

Applications • Digital Music instruments. • Portable electronics. • Game consoles. • Digital weights.

Applications • Digital Music instruments. • Portable electronics. • Game consoles. • Digital weights. • Car occupancy sensors.

Applications • Digital Music instruments. • Portable electronics. • Game consoles. • Digital weights. • Car occupancy sensors. • Foot pronation.

Applications • Digital Music instruments. • Portable electronics. • Game consoles. • Digital weights. • Car occupancy sensors. • Foot pronation. • Artificial lambs.

FSR Topics to be covered include: • Introduction. • Basic construction & operation of FSR. • FSR applications. • Common circuits. • FSR characteristics. • Advantages & Disadvantages. 13

Common circuits

Common circuits • Inverting structure

Common circuits • Non inverting structure 16

Common circuits • On/Off switch

Common circuits Calibration and Counting range

Characteristics

Advantages & Disadvantages • Advantages: - Small size. - Low cost. - Requires a simple interface. - Can operate satisfactorily in hostile environments. • Disadvantages: - Not accurate. - Not precise. - Low repeatability. - Non linear curve. - Negative sensitivity.

Questions • 1. نحوه عملکرد مقاومت سنجش نیرو (FSR) را به اختصار توضیح دهید؟ FSR ها غالبا از سه لایه ی مدار رسانا ، جوهرFSR و فضا دهنده تشکیل شده اند که لایه فضا دهنده باعث می شود که در حالت عادی، جوهر با رسانا در تماس نبوده و مقاومتی از دو سر سنسور مشاهده شود. هر چه نیروی وارد بر سنسور بیشتر باشد، جوهر تماس بیشتری با لایه رسانا پیدا کرده و قسمت بیشتری از مدار آن را اتصال کوتاه میکند. نتیجتا با افزایش نیروی وارد بر سنسور، مقاومت آن به طور لگاریتمی کاهش می یابد و نیرو اینگونه سنجیده می شود.

Questions • 2. چند مورد از کاربرد های مقاومت سنجش نیرو (FSR) را بیان کنید؟ از مهمترین کاربرد ها می توان به آلات موسیقی الکترونیکی و وسایل بازی کامپیوتری(دسته های بازی و ..) اشاره کرد. همچنین دربرخی وسایل الکترونیکی قابل حمل (موبایل ها و تبلت ها)،ترازو های دیجیتال، پارکینگ های خودرو و بعضی مصارف پزشکی از جمله دستگاه های سنجش میزان تقعر کف پا و ساخت اعضای مصنوعی بدن نیز استفاده می شوند. 24

Questions • 3. مزایا و معایب مقاومت های سنجش نیرو نسبت به سایر سنسور های مشابه چیست؟ - مزایا: اندازه کوچک، قیمت کم، مدارات مورد نیازه ساده و عملکرد قابل قبول در محیط های پر تنش. - معایب: صحت و دقت پایین، تکرار پذیری کم، منحنی مشخصه غیر خطی ، حساسیت منفی. 25

The End Thanks for your attention

Force-Sensitive Reistors: Applications, Circuits & Characteristics