Sensorkort, elektroplätering & statisk elektricitet

Hej!

Veckan som var gick väldigt fort, kanske för att det var ganska hektiskt och mycket att tänka på. Förutom att vara i labbet och jobba med instrumentet så kräver ett stort projekt som detta en hel del tid framför datorn. Det är många spännande event i framtiden som kräver en hel del planering och organisering, vi kommer berätta mer om allt detta när det närmar sig.

Förra veckan fick vi nya sensorkort samt en väl efterlängtad instrumentförstärkare med kontrollerbar förstärkning (AD8253). Med maximal förstärkning får vi en bra 600mV signal med en fältstyrka på omkring 300V/m. Med en referens volt på 2,5V och ADC störning omkring  5.5 µV (ADS1274) så borde vi kunna mäta fält upp till 1.25MV/m och ner till 2.75 mV/m (förutsatt ingen extra störning). I andra ord, 8½ digits of dynamic range.

Vi började även experimentera med elektroplätering. Elektroplätering är en teknik där man belägger en metal med ett tunt lager av en annan metal på den första. Det görs ofta för att ge den undre, ofta billigare metallen, bättre egenskaper för att klara av olika förhållanden. Exempelvis att klara sig mot oxidering, klara av strömledning bättre eller få bättre värmeisolerings förmågor. Denna teknik har använts länge och är vanlig inom bilindustrin. De stora, blanka stötfångarna på äldre Amerikanska bilar är chrome pläterade. Detta har då gjorts ovanpå billigare metaller, järn, i syfte att ge bilen en rostskyddad beläggning, och såklart för designens skull. Vi, å andra sidan, experimenterar med att belägga vår aluminium struktur med koppar samt i framtiden nickel och guld. Detta har två syften. Ett, vi vet att slutarplattan på sensorn är täckt av ett lager aluminiumoxid vilken fungerar som en isolator och skapar en statisk laddning. Detta i sin tur ger oss en offset i data från själva sensorn. Nummer två, vi behöver täcka strukturen i guld på grund av termiska skäl.

Som vi skrev i ett tidigare inlägg så var vi på ForskarFredag denna Fredag. Eventet hade en något yngre målgrupp. Så denna vecka som var har även handlat mycket om att fundera ut hur man förklarar det vi håller på med i en något, förenklad, version. Det var faktiskt inte så lätt som man kanske kan tro och krävde att vi i teamet tillsammans tog fram våra mer pedagogiska sidor. Tillslut kom vi dock fram till en lämplig demonstration om statisk elektricitet. Demonstrationen innehöll en plastlåda, frigolit-nötter och en Van Der Graaf generator. Installationen var tänkt att demonstrera vad som händer med dammet på månen när det blir laddat av solen under dagen och av den kosmiska strålningen under natten. Plastlådan symboliserade  månen och hade ett lager aluminiumfolie i botten för att fungera som ”månytan”. I lådan hade vi frigolit-nötter som fick agera mån-damm. För att få frigoliten att sväva tog vi hjälp av Van Der Graafen och placerade denna ovanför, de nu laddade, nötterna vilket gjorde att dem drogs upp. När de väl rörde vid anoden, fråntogs laddningen och de föll ned mot botten igen för att bli laddade på nytt. Det verkade väldigt uppskattat bland både de yngre och de äldre. Ifall du följer vårt Instagram-konto (@spacesciencesweden) så har du möjligtvis redan sett uppdateringar från kvällen. Vi hade några från PR teamet med oss, som filmade och fotade under eventet. En sammanfattning i form utav bilder och film kommer upp på bloggen snart!

blogg

//Hello!

Last week we got new sensor amplifier cards plus some much-awaited instrument amplifiers with pin controllable gain (AD8253). With maximum amplification we get a nice, strong 600 mV signal for a field strength of around 300 V/m. With a reference voltage of 2.5 V and ADC noise around 5.5 µV (ADS1274) this means we should be able to measure fields up to 1.25 MV/m down to 2.75 mV/m (assuming no extra noise). In other words, 8½ digits of dynamic range.

We have also started experimenting with electroplating. Electroplating is the technique of coating one metal with a thin layer of another metal on-top of the first one. Mostly it is done to give the first, often cheaper metal, better characteristics to withstand oxides, or to give it other properties such as better electric conductivity or thermal insulating capabilities. It has been used for a long time and primarily we get in contact with it in the auto industry. The big, shiny bumpers of older American cars is chrome-plated. This has been done on-top of a cheaper metal, iron, in order to give it and rustproof coating and, of course, for the design. We on the other hand is experimenting in coating our aluminum structure with copper and in the future nickle and gold. This has two purposes. One, we know that the shutter-plate of the sensor is covered by a layer of aluminum oxide and this is acting like an insulator and builds a static charge. This in turn is giving us an offset in the data from the sensor it self. Secondly, we need to gold coat the structure for thermal reasons.

As we wrote in a earlier post we attended ForskarFredag, an EU supported international event, this Friday. The event is targeted towards a younger audience. So this week have also been much about figuring out how to explain what we do in a rather simplified way. It was actually not as easy as you may think and demanded the group to summon all of our pedagogical skills and a bit of guesswork, but eventually we came up with a demonstration about static electricity. It contained a plastic box, styrofoam packaging peanuts and a Van Der Graaf generator. The setup was designed to show what happens to the dust on the lunar surface when it gets charged by the sun during the day and the cosmic radiation during the night. The plastic box was our mini moon and had a sheet of aluminum foil in the bottom to act as a “lunar-ground”. On-top of this we had the packaging peanuts as stand-in lunar dust. To get the peanuts to levitate we took the anode of the Van Der Graaf generator an placed it above the, now charged, peanuts and let them levitate. Once they touch the anode, they dissipate their charge and fall down towards the ground and gets recharged again.  It seemed pretty appreciated by the children, and also by the adults. If you are following our Instagram account (@spacesciencesweden) you may already have seen some content from the evening. We had a couple from our PR team with us, whom were filming and took a lot of photos. A summary of the event will be up on the blog soon!

0 Kommentarer

Lämna en kommentar

Kommentera

E-postadressen publiceras inte. Obligatoriska fält är märkta *