Wireless Monitoring of Automobile Tires for Intelligent Tires

Matsuzaki, Ryosuke; Todoroki, Akira

doi:10.3390/s8128123

Cited by 103 publications

(70 citation statements)

References 78 publications

(71 reference statements)

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…The limitations of these sensors are due to their durability in harsh conditions and challenges with integrating it into the tire [1]. These sensors may also change the dynamics of the tire due to their rigidity [34].…”

Section: Surface Acoustic Wave Sensormentioning

confidence: 99%

Investigation into use of piezoelectric sensors in a wheeled robot tire for surface characterization

Armstrong

Sandu

Taheri

2015

Journal of Terramechanics

View full text Add to dashboard Cite

A differential steered, 13.6 kg robot was developed as an intelligent tire testing system and was used to investigate the potential of using piezoelectric film sensors in small tube-type pneumatic tires to characterize tire-ground interaction.One focus of recent research in the tire industry has been on instrumenting tires with sensors to monitor the tire, vehicle, or external environment. On small robots, tire sensors that measure the forces and deflections in the contact patch could be used to improve energy efficiency and/or mobility during a mission.The robot was assembled from a SuperDroid Robots kit and instrumented with low-cost piezoelectric film sensors from Measurement Specialties between the inner tube and the tire. An unlaminated and a laminated sensor were placed circumferentially along the tread and an unlaminated sensor was placed along the sidewall. A slip ring transferred the signals from the tire to the robot. There, the signal conditioning circuit extended the time constant of the sensors and filtered electromagnetic interference. The robot was tested with a controlled power sequence carried out on polished cement, ice, and sand at three power levels, two payload levels, and with two tire sizes.The results suggest that the sensors were capable of detecting normal pressure, deflection, and/or longitudinal strain. Added payload increased the amplitude of the signals for all sensors. On the smaller tires, sensors generally recorded a smaller, wider signal on sand compared to cement, indicating the potential to detect contact patch pressure and length. The signals recorded by the unlaminated sensor along the tread of the smaller tire were lower on ice compared to cement, indicating possible sensitivity to tractive force. Results were less consistent for the larger tires, possibly due to the large tread pattern.

show abstract

Section: Surface Acoustic Wave Sensormentioning

confidence: 99%

Investigation into use of piezoelectric sensors in a wheeled robot tire for surface characterization

Armstrong

Sandu

Taheri

2015

Journal of Terramechanics

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…10 In recent years, these deformable devices have been applied to diverse fields, and it has become increasingly important to improve their reliability against thermal stress. For example, automotive electronic devices are expected to function reliably in a temperature range from − 40°C (on a cold winter day) to 105°C (on a hot summer day).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Photo-patternable and transparent films using cellulose nanofibers for stretchable origami electronics

Hyun

Kim

et al. 2016

NPG Asia Mater

View full text Add to dashboard Cite

Substantial progress in flexible or stretchable electronics over the past decade has extensively impacted various technologies such as wearable devices, displays and automotive electronics for smart cars. An important challenge is the reliability of these deformable devices under thermal stress. Different coefficients of thermal expansion (CTE) between plastic substrates and the device components, which include multiple inorganic layers of metals or ceramics, induce thermal stress in the devices during fabrication processes or long-term operations with repetitions of thermal cyclic loading-unloading, leading to device failure and reliability degradation. Here, we report an unconventional approach to form photo-patternable, transparent cellulose nanofiber (CNF) hybrid films as flexible and stretchable substrates to improve device reliability using simultaneous electrospinning and spraying. The electrospun polymeric backbones and sprayed CNF fillers enable the resulting hybrid structure to be photolithographically patternable as a negative photoresist and thermally and mechanically stable, presenting outstanding optical transparency and low CTE. We also formed stretchable origami substrates using the CNF hybrid that are composed of rigid support fixtures and elastomeric joints, exploiting the photo-patternability. A demonstration of transparent organic light-emitting diodes and touchscreen panels on the hybrid film suggests its potential for use in next-generation electronics.

show abstract

“…В останні роки пристрої на ПАХ впроваджуються також у безпровідні радіовимірювальні системи, які містять пристрій опитування і обробки інформації та дистанційно віддалені безпровідні перетворювачі на поверхневих акустичних хвилях і застосовуються для радіомоніторингу оточуючого середовища та конт-ролю параметрів рухомих об'єктів, у тому числі вони можуть функціонувати в агресивному середовищі [12][13][14][15][16][17][18][19].…”

Section: Iunclassified

“…Аналіз літературних даних і постановка про-блеми Зазвичай, в акустоелектронних перетворювачах фізичних величин на ПАХ використовується чутли-вість спеціальних зрізів п'єзоелектричних матеріалів до напружень та деформацій. Недоліком перетворю-вачів, в яких здійснюється деформація звукопроводу, є низька надійність, внаслідок можливого руйну-вання мембрани через крихкість п'єзоелектричного звукопроводу при перевантаженнях та складність виготовлення мембран у звукопроводі, на основі якого виготовляється модуль на ПАХ для кожного заданого динамічного діапазону вимірювальної вели-чини [1][2][3][11][12][13][14][15][16][17].Принцип дії перетворювачів температури, волого-сті, напруженостей електромагнітного поля базується на зміні фазової швидкості та акустичної довжини пристрою на ПАХ при дії навколишнього середовища на поверхню звукопроводу [1-2, 13, 16] або на зміні коефіцієнта відбиття ПАХ від зустрічно-штирових перетворювачів (ЗШП), що сполучені із зовнішніми чутливими елементами, на які діє фізична величина [18]. …”

unclassified

Acoustoelectronic transducers with contactless sensitive elements

Bitov¹,

Zhovnir²,

Pysarenko³

et al. 2017

Electronics and Communications

View full text Add to dashboard Cite

Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського" kpi.uaРеферат-Запропоновані функціональні схеми та приведені результати оцінки метрологічних параметрів аку-стоелектронних перетворювачів фізичних величин на основі використання параметрів електричного поля, що ви-никає при поширенні поверхневих акустичних хвиль (ПАХ) на п'єзоелектричних поверхнях.Використання дисперсії фазової швидкості ПАХ, що виникає при збуренні мембраною електричного поля ПАХ, дозволяє створювати високочутливі перетворювачі мікропереміщення, тиску, прискорення, гідроакустичних сиг-налів на основі універсального вторинного акустоелектронного перетворювача, а конструкція первинного пере-творювача (мембрани) визначається заданими коефіцієнтом перетворення та динамічним діапазоном вимірюваль-ної фізичної величини.Використання рухомого безконтактного зустрічно-штирового перетворювача в електричному полі ПАХ, що по-ширюється на п'єзоелектричній поверхні, дозволяє створювати високочутливі акустоелектронні перетворювачі лінійного та кутового переміщення, швидкості та прискорення в широкому діапазоні.Бібл. 21, рис.3.Ключові слова -поверхнева акустична хвиля (ПАХ); перетворювач мікропереміщення та тиску; перетворювач лінійних та кутових переміщень; п'єзоелектричний хвилевід; зустрічно-штировий перетворювач. I.ВСТУП В теперішній час приділяється велика увага акус-тоелектронним перетворювачам (АЕП) на поверхне-вих акустичних хвилях (ПАХ), які при відносно неви-соких частотах (десятки -сотні мегагерц) забезпечу-ють, завдяки малим довжинам хвиль, простоті їх збу-дження та приймання, високу чутливість перетво-рення інформаційних сигналів в широкому динаміч-ному діапазоні при застосуванні частотних та фазо-вих методів вимірювання. Такі перетворювачі можуть використовуватись для вимірювання сили та тиску, прискорення, лінійних, кутових переміщень та швидкості, вологості, температури та складу газового середовища, напруженостей електричного та магніт-ного полів тощо [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11].В останні роки пристрої на ПАХ впроваджуються також у безпровідні радіовимірювальні системи, які містять пристрій опитування і обробки інформації та дистанційно віддалені безпровідні перетворювачі на поверхневих акустичних хвилях і застосовуються для радіомоніторингу оточуючого середовища та конт-ролю параметрів рухомих об'єктів, у тому числі вони можуть функціонувати в агресивному середовищі [12][13][14][15][16][17][18][19].A. Аналіз літературних даних і постановка про-блеми Зазвичай, в акустоелектронних перетворювачах фізичних величин на ПАХ використовується чутли-вість спеціальних зрізів п'єзоелектричних матеріалів до напружень та деформацій. Недоліком перетворю-вачів, в яких здійснюється деформація звукопроводу, є низька надійність, внаслідок можливого руйну-вання мембрани через крихкість п'єзоелектричного звукопроводу при перевантаженнях та складність виготовлення мембран у звукопроводі, на основі якого виготовляється модуль на ПАХ для кожного заданого динамічного діапазону вимірювальної вели-чини [1][2][3...

show abstract

Wireless Monitoring of Automobile Tires for Intelligent Tires

Cited by 103 publications

References 78 publications

Investigation into use of piezoelectric sensors in a wheeled robot tire for surface characterization

Investigation into use of piezoelectric sensors in a wheeled robot tire for surface characterization

Photo-patternable and transparent films using cellulose nanofibers for stretchable origami electronics

Acoustoelectronic transducers with contactless sensitive elements

Contact Info

Product

Resources

About