A flexible and array-type surface temperature sensor (FASTS) was developed for measuring the temperature distribution on human body or the surface of an object. For further detail of the FASTS, it could be used to measure bloodstream flowing in human body. The FASTS consist of conductive paste(Ag) used for upper and bottom electrode(5㎛), polymer-based paste(S, Cl, C, O, P, etc.) taking charge of resistor(20~30㎛) between electrodes on polyethylene substrate. The FASTS was fabricated by screen printing and cured at 150℃ for 3minutes. This sensor showed the characteristics of negative temperature coefficients (NTC) thermistor over a temperature range 278.15K~373.15K. It means the electrical resistance decreases greatly with increasing temperature. For reducing the temperature tolerance of the whole range of experiment, A new method using matrix was employed to calculate the resistance of FASTS and also found out this sensor had the temperature tolerance in the range of +/-0.001℃ when Steinhart-Hart equation used in the chosen range.
FASTS was in trouble with cross-talked the same as an array-type sensor is and then real resistance value was verified by calculating nonlinear equation used Gauss-Seidal method and also could count the path of resistance using many-sided figures.
본 연구에서는 인체 또는 물체 표면의 온도분포를 측정할 수 있는 유연 어레이 타입의 표면 온도센서를 제작하였다. 이 표면 온도 센서에 대해 더 자세히 말하자면 인체에서 혈류의 흐름을 측정 할 수 있는 표면온도센서를 제작하였다. 먼저 폴리에틸렌 기판위에 전도성 페이스트를 프린팅 하였고 이는 하부전극으로 사용되었으며, 황, 염소, 탄소, 산소, 인 등으로 이루어진 폴리머 기반 페이스트는 하부 전극 위에 프린팅 되며 저항체로 쓰였다. 마지막으로 전도성 페이스트로 프린팅하여 상부전극으로 사용하였다. 이 표면 온도 센서는 최적의 조건인 150℃, 3분 열처리를 통해 제작되었다. 이 온도센서는 278.15K~373.15K 에서 온도가 상승하면 저항이 감소하는 NTC 써미스터의 특징을 보였다. 실험한 전체영역의 오차를 줄이고자 행렬을 이용한 Steinhart-Hart equation을 사용하였고, 기존의 Steinhart-Hart equation을 이용할 경우 좁은 영역의 오차는 +/-0.001℃까지 줄일 수 있었다. 어레이 타입에서 발생하는 크로스 톡 문제를 도형을 이용하여 저항의 경로를 계산하였고 경로 계산에서 발생한 함수를 Gauss-Seidal 방법을 이용하여 실 저항값을 구할 수 있었다.
