본 논문에서는 섬모 유형의 고전도성 고무 전극 기반의 시스템으 로서 인체의 굴곡면에 최적화되어진 형태의, 상용 섬유 상에서 생체 전위 측정이 가능한 시스템을 제안하고자 한다. 전극은 은-코팅 나노 구리 입 자와, 유연소자로서 각광받는 폴리디메틸실록산 (PDMS) 의 혼합물을 통 하여 제작되었으며, 금속입자의 농도는, 10 S 이상의 고전도성을 유지할 수 있도록 70 % 이상으로 고정되었다. 인체와 센서 말단간의 전기적 특 성과 같은 경우, 저항성과 정전용량성의 병렬로서 표현될 수 있다. 정전용 량성은 접촉면적에 있어 반비례하고 센서와의 거리에 있어 비례하는 특성 을 가진다. 한편, 저항성과 같은 경우 센서의 단면적에 반비례하고 저항체 의 길이에 비례하는 특성을 지닌다. 인체의 전기신호가 전극의 전단 증폭 회로에 원활하게 전달되기 위해서는 인체와 센서 간의 ...
본 논문에서는 섬모 유형의 고전도성 고무 전극 기반의 시스템으 로서 인체의 굴곡면에 최적화되어진 형태의, 상용 섬유 상에서 생체 전위 측정이 가능한 시스템을 제안하고자 한다. 전극은 은-코팅 나노 구리 입 자와, 유연소자로서 각광받는 폴리디메틸실록산 (PDMS) 의 혼합물을 통 하여 제작되었으며, 금속입자의 농도는, 10 S 이상의 고전도성을 유지할 수 있도록 70 % 이상으로 고정되었다. 인체와 센서 말단간의 전기적 특 성과 같은 경우, 저항성과 정전용량성의 병렬로서 표현될 수 있다. 정전용 량성은 접촉면적에 있어 반비례하고 센서와의 거리에 있어 비례하는 특성 을 가진다. 한편, 저항성과 같은 경우 센서의 단면적에 반비례하고 저항체 의 길이에 비례하는 특성을 지닌다. 인체의 전기신호가 전극의 전단 증폭 회로에 원활하게 전달되기 위해서는 인체와 센서 간의 임피던스를 줄이는 것이 필수적이다. 유연소자 기반의 섬모 패턴과 같은 경우, 섬모 패턴이 동일 면적당 최대화한 면적의 형태로서 적은 임피던스를 형성한다. 또한 면적당 패턴으로부터의 압력 투사로 인하여 인체와 센서간 장애물을 효과 적으로 극복하고 인체의 전기신호를 원활하게 측정할 수 있다.
본 논문에서는 섬모 유형의 고전도성 고무 전극 기반의 시스템으 로서 인체의 굴곡면에 최적화되어진 형태의, 상용 섬유 상에서 생체 전위 측정이 가능한 시스템을 제안하고자 한다. 전극은 은-코팅 나노 구리 입 자와, 유연소자로서 각광받는 폴리디메틸실록산 (PDMS) 의 혼합물을 통 하여 제작되었으며, 금속입자의 농도는, 10 S 이상의 고전도성을 유지할 수 있도록 70 % 이상으로 고정되었다. 인체와 센서 말단간의 전기적 특 성과 같은 경우, 저항성과 정전용량성의 병렬로서 표현될 수 있다. 정전용 량성은 접촉면적에 있어 반비례하고 센서와의 거리에 있어 비례하는 특성 을 가진다. 한편, 저항성과 같은 경우 센서의 단면적에 반비례하고 저항체 의 길이에 비례하는 특성을 지닌다. 인체의 전기신호가 전극의 전단 증폭 회로에 원활하게 전달되기 위해서는 인체와 센서 간의 임피던스를 줄이는 것이 필수적이다. 유연소자 기반의 섬모 패턴과 같은 경우, 섬모 패턴이 동일 면적당 최대화한 면적의 형태로서 적은 임피던스를 형성한다. 또한 면적당 패턴으로부터의 압력 투사로 인하여 인체와 센서간 장애물을 효과 적으로 극복하고 인체의 전기신호를 원활하게 측정할 수 있다.
In this thesis, we propose a system based on a highly conductive rubber electrode of ciliated type, which is optimized for the curved surface of the human body, capable of measuring biopotential on commercial fibers. The electrode was manufactured through a mixture of silver-coated n...
In this thesis, we propose a system based on a highly conductive rubber electrode of ciliated type, which is optimized for the curved surface of the human body, capable of measuring biopotential on commercial fibers. The electrode was manufactured through a mixture of silver-coated nano-copper particles and polydimethylsiloxane (PDMS), which is popular as a flexible device, and the concentration of the metal particles was fixed at 70% or more to maintain high conductivity of 10 S or more. In the case of electrical characteristics between the human body and the sensor end, it can be expressed as parallelism of resistance and capacitance. Capacitiveness is inversely proportional to the contact area and is proportional to the distance to the sensor. On the other hand, in the case of resistance, it has a characteristic inversely proportional to the cross-sectional area of the sensor and proportional to the length of the resistor. It is essential to reduce the impedance between the human body and the sensor in order for the human body's electrical signal to be smoothly transmitted to the front end amplification circuit of the electrode. In the case of a flexible device-based ciliary pattern, the ciliary pattern is in the form of a maximized area per the same area and forms a small impedance. In addition, it is possible to effectively overcome obstacles between the human body and the sensor due to the pressure projection from the pattern per area, and to smoothly measure the electrical signal of the human body.
In this thesis, we propose a system based on a highly conductive rubber electrode of ciliated type, which is optimized for the curved surface of the human body, capable of measuring biopotential on commercial fibers. The electrode was manufactured through a mixture of silver-coated nano-copper particles and polydimethylsiloxane (PDMS), which is popular as a flexible device, and the concentration of the metal particles was fixed at 70% or more to maintain high conductivity of 10 S or more. In the case of electrical characteristics between the human body and the sensor end, it can be expressed as parallelism of resistance and capacitance. Capacitiveness is inversely proportional to the contact area and is proportional to the distance to the sensor. On the other hand, in the case of resistance, it has a characteristic inversely proportional to the cross-sectional area of the sensor and proportional to the length of the resistor. It is essential to reduce the impedance between the human body and the sensor in order for the human body's electrical signal to be smoothly transmitted to the front end amplification circuit of the electrode. In the case of a flexible device-based ciliary pattern, the ciliary pattern is in the form of a maximized area per the same area and forms a small impedance. In addition, it is possible to effectively overcome obstacles between the human body and the sensor due to the pressure projection from the pattern per area, and to smoothly measure the electrical signal of the human body.
주제어
#Impedance between human and device Cilia patterned Biopotential measuring Sensing on cloth Micro-electric-mechanical system
학위논문 정보
저자
유무경
학위수여기관
광운대학교
학위구분
국내석사
학과
전자융합공학과
지도교수
심준섭
발행연도
2021
키워드
Impedance between human and device Cilia patterned Biopotential measuring Sensing on cloth Micro-electric-mechanical system
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