【微型壓力傳感器起飛】

八方

【微型壓力傳感器起飛】

 

 

與傳感器連接的蝴蝶

日本研究人員建立了一個微小的傳感器，可以測量壓力蝴蝶翅膀上的差異，有助於更好地了解昆蟲飛行的動態。

研究小組希望在機翼上起飛的過程中，一些以前從未有過測量，研究不同的壓力。

這項工作將有助於建設機械昆蟲大小的傳單或發展人工翅膀。

看似不可能的演習，昆蟲在飛行過程中可以執行-如懸停和突然轉彎，是非常困難的鳥-有長有興趣的研究人員。

在許多有翅昆蟲，蝴蝶，和更具體的鳳蝶科蝴蝶，（俗稱鳳蝶）家庭擁有獨特的機翼設計，使他們能夠提升在曲折的道路，撲動頻率低。

中田英壽高橋東京大學，是誰的領導者和團隊的一部分進行研究，指出，根據傳統的空氣動力學，估計應該是力所產生的昆蟲撲翼不足以支撐其體重。

這意味著，實際的昆蟲翅膀的空氣動力超過觀察到在穩定的空氣動力學， -那裡是均勻地分佈在表面上的力-使之更容易一些“非定常氣動力現象”開始發揮作用。

高橋解釋說，這就是為什麼許多研究人員一直試圖揭示這背後的非定常力的機制。

非定常空氣動力學

要了解更多有關這些不穩定的現象，該小組已試圖測量差壓分佈 - 負責的空氣動力 - 整個昆蟲的翅膀。

這項工作有兩個主要目標 - 第一，大力發展微機電系統（MEMS）的壓差傳感器，光照充足，讓蝴蝶的飛行和高靈敏度檢測微小壓力差，也有。

第二是測量機翼上的力，主要是在起飛，從來沒有被直接測量的實際所產生的真正的自由飛行昆蟲的翅膀在空氣動力。

高橋“，解釋說：”以前的研究一直局限於大型，拴系的條件下使用機器人的時髦女郎，這使得它難以複製的實際的互動與身體運動和昆蟲的翅膀變形的空氣動力。

微型傳感器

研究人員建立了一個壓阻式懸臂，125微米×100微米×0.3微米。在懸臂的上部和下部表面之間的壓力差，使其彎曲和該變形，反過來，註冊為在傳感器中的電阻變化。

“該決議的壓差為0.02霸霸從-20到20賓夕法尼亞州也，結構非常簡單，因此，該傳感器芯片，可以輕鬆地subminiaturized”高橋說。

然後，該傳感器被連接到蝴蝶翅膀和輸出測定的銅 - 聚酰亞胺的電極和金線。

附件的總重量計，包括傳感器芯片中，電極和導線則是35毫克 - 比蝴蝶消耗在一個給定的時間，這是約100毫克的食物量輕的。

“我們測量的四點八蝴蝶翅膀上的壓差分佈在起飛。”

我們的測量表明，簡單地上升和下降的壓力差週期性和對稱翼運動。

的壓力差增加的幅度從葉根至葉尖的翅膀起飛過程中的位置移動，高橋解釋說：“研究人員還發現，在前翅頂端的瞬時壓力達到最大值的10帕，這是10倍比蝴蝶的翼載荷。

該小組指出，了解不同的空氣動力作用飛蟲，使用直接測量法，可以幫助開發人造昆蟲大小的廣告傳單，未來。

這種機器人昆蟲可以建立專門容易進入受限制的或危險的場所，如災難現場，以幫助評估的情況。

此外，這些研究可以幫助建立人工翅膀的空氣動力學實驗或實時飛行控制。

這項工作發表在Bioinspir。Biomim。  036020。

關於作者

Tushna小賣部是記者physicsworld.com

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/jul/02/tiny-pressure-sensor-takes-off