Un "poil de grillon artificiel" utilisé comme capteur de débit sensible a du mal à détecter les faibles, signaux basse fréquence - ils ont tendance à être noyés par le bruit. Mais maintenant, un peu de bricolage avec la souplesse des supports des minuscules cheveux a permis de multiplier par 25 le rapport signal sur bruit. C'est à son tour que l'on peut désormais mesurer des débits faibles. Des chercheurs du MESA+ Institute for Nanotechnology ont présenté les détails de cette technologie dans le Nouveau Journal de Physique .

Ces petits poils, qui sont fabriqués à l'aide de techniques microtechniques, sont soigneusement disposés en rangées et imitent les poils extrêmement sensibles que les grillons utilisent pour détecter les prédateurs. Quand un cheveu bouge, la capacité électrique à sa base change, rendre le mouvement mesurable. S'il y a toute une gamme de poils, alors cet effet peut être utilisé pour mesurer les modèles d'écoulement. De la même manière, les changements de flux d'air indiquent aux grillons qu'ils sont sur le point d'être attaqués.

Radio AM mécanique

Dans le cas des signaux basse fréquence, le bruit inhérent au système de mesure lui-même tend à jeter un coup d'œil aux travaux en noyant les signaux mêmes que le système a été conçu pour mesurer. Une idée très intéressante est de "déplacer" ces signaux dans la gamme des hautes fréquences, où le bruit est un facteur beaucoup moins important. Les chercheurs de MESA+ y parviennent en modifiant périodiquement la raideur du ressort des poils. Ils le font en appliquant une tension électrique.

Cet ajustement fait également vibrer les cheveux à une fréquence élevée. Cela ressemble à la technologie utilisée dans les anciennes radios AM, où le signal musical est codé sur une onde de fréquence plus élevée. Dans le cas du capteur, sa "radio" est un appareil mécanique. Les flux à basse fréquence sont mesurés par de minuscules poils vibrant à une fréquence plus élevée. Le signal peut alors être récupéré, avec beaucoup moins de bruit. Soudainement, un signal auparavant non mesurable apparaît, grâce à cette "up-conversion".

Cette modulation d'amplitude électromécanique (EMAM) élargit considérablement la gamme d'applications des capteurs capillaires. Maintenant que le rapport signal sur bruit a été amélioré d'un facteur 25, il est possible de mesurer des signaux beaucoup plus faibles. Selon les chercheurs, cette technologie pourrait être un moyen très utile d'améliorer les performances de nombreux autres types de capteurs.

L'étude a été menée par le groupe Transducers Science and Technology, qui fait partie de l'Institut MESA + de nanotechnologie de l'Université de Twente. Elle est réalisée dans le cadre de BioEARS (Prof. Gijs Krijnen's VICI project), avec le financement de la STW Technology Foundation.

L'article de Harmen Droogendijk, Remco Sanders et Gijs Krijnen, intitulé "Découvrir les signaux du bruit de mesure par modulation d'amplitude électromécanique" a été publié dans le Nouveau Journal de Physique , une revue en libre accès.