Sensor de inclinação baseado em FBG
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2019 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRJ |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/11422/21281 |
Resumo: | Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de um sensor óptico de inclinação, independente de temperatura baseado em tecnologia de grades de Bragg (FBG). O sensor proposto apresenta uma topologia modular, no qual cada módulo é composto de um par de FBGs que é fixado às faces opostas de uma viga de metal em que uma massa conhecida é fixada na extremidade livre. Quando uma inclinação é aplicada, a viga será curvada devido à ação da força gravitacional que agirá na massa, que resulta em um alongamento do par de FBGs em direções opostas, que ocasiona em um deslocamento relativo da diferença de comprimento de onda do pa de FBGs. O par de sensor FBGs ́e fixado a suportes, para aumentar a sensibilidade de deformação mecânica. Como as medições são codificadas em comprimentos de onda, o sensor proposto não sofre pelas flutuações de intensidade óptica que acontecem nas fontes de luz. O protótipo final foi calibrado e testado em bancada em intervalo de -40◦ a +40◦ de inclinação e foi obtido uma acurácia de ±0, 46◦, resolução de ±0, 0,25◦ e uma excelente linearidade. Além disso, a estabilidade térmica alcançada pelo sensor proposto foi de ±0, 64◦ na faixa de temperatura de 25 ◦ à 50 ◦C. Por fim o trabalho apresentado se torna uma opção para substituir os equipamentos convencionais que são atualmente utilizados na indústria. |
id |
UFRJ_b7f2a874467b84fdcd26ace2a3d398bc |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:pantheon.ufrj.br:11422/21281 |
network_acronym_str |
UFRJ |
network_name_str |
Repositório Institucional da UFRJ |
repository_id_str |
|
spelling |
Mok, Roberto Wuhttp://lattes.cnpq.br/0227097591549150Pontes, Maria JoséDante, AlexWerneck, Marcelo Martins2023-08-04T20:31:01Z2023-11-30T03:01:22Z2019-03http://hdl.handle.net/11422/21281Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de um sensor óptico de inclinação, independente de temperatura baseado em tecnologia de grades de Bragg (FBG). O sensor proposto apresenta uma topologia modular, no qual cada módulo é composto de um par de FBGs que é fixado às faces opostas de uma viga de metal em que uma massa conhecida é fixada na extremidade livre. Quando uma inclinação é aplicada, a viga será curvada devido à ação da força gravitacional que agirá na massa, que resulta em um alongamento do par de FBGs em direções opostas, que ocasiona em um deslocamento relativo da diferença de comprimento de onda do pa de FBGs. O par de sensor FBGs ́e fixado a suportes, para aumentar a sensibilidade de deformação mecânica. Como as medições são codificadas em comprimentos de onda, o sensor proposto não sofre pelas flutuações de intensidade óptica que acontecem nas fontes de luz. O protótipo final foi calibrado e testado em bancada em intervalo de -40◦ a +40◦ de inclinação e foi obtido uma acurácia de ±0, 46◦, resolução de ±0, 0,25◦ e uma excelente linearidade. Além disso, a estabilidade térmica alcançada pelo sensor proposto foi de ±0, 64◦ na faixa de temperatura de 25 ◦ à 50 ◦C. Por fim o trabalho apresentado se torna uma opção para substituir os equipamentos convencionais que são atualmente utilizados na indústria.In this work, the development of an optical temperature-independent tilt sensor based on fiber Bragg granting technology (FBG) is presented. The proposed sensor has a modular topology, in which each module is composed of a pair of FBGs which is fixed to the opposing faces of a metal beam in which a known mass is attached to the free end. When a slope is applied, the beam will be curved due to the action of the gravitational force acting on the mass, which results in an elongation of the pair of FBGs in opposite directions, resulting in a relative displacement of the wavelength difference of the FBGs pair. The FBG sensor pair is attached to supports to increase the sensitivity of mechanical deformation. Since the measurements are encoded in the wavelength, the proposed sensor does not suffer from the optical intensity fluctuations that occur in the light sources. The final prototype was calibrated and bench-tested in the range of -40◦ to +40◦ inclination and an accuracy of ±0, 46◦ , resolution of ±0, 25◦ , and an excellent linearity. In addition, the thermal stability achieved by the proposed sensor was 0, 64◦ in the temperature range of 25 ◦C to 50 ◦C. Finally, the work presented becomes an option to replace the conventional equipment that is currently used in the industry.Submitted by Jorge Junior (jorge.gentil@ct.ufrj.br) on 2023-04-20T15:10:30Z No. of bitstreams: 1 925350.pdf: 1647438 bytes, checksum: 3451c929f0a84cfc83392e4f9dcaacf3 (MD5)Rejected by Christianne Fontes de Andrade (cfontes@ct.ufrj.br), reason: Favor comprimir arquivo e substituir on 2023-08-01T17:37:45Z (GMT)Submitted by Jorge Junior (jorge.gentil@ct.ufrj.br) on 2023-08-02T04:31:49Z No. of bitstreams: 1 925350.pdf: 1647438 bytes, checksum: f61bdeddbdbd54d6035c096d6399b36d (MD5)Approved for entry into archive by Christianne Fontes de Andrade (cfontes@ct.ufrj.br) on 2023-08-04T20:31:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 925350.pdf: 1647438 bytes, checksum: f61bdeddbdbd54d6035c096d6399b36d (MD5)Made available in DSpace on 2023-08-04T20:31:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 925350.pdf: 1647438 bytes, checksum: f61bdeddbdbd54d6035c096d6399b36d (MD5) Previous issue date: 2019-03porUniversidade Federal do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUFRJBrasilInstituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de EngenhariaCNPQ::ENGENHARIASGrade de BraggSensor de inclinaçãoInclinômetro ópticoSensor de inclinação baseado em FBGinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisabertoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRJinstname:Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)instacron:UFRJLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81853http://pantheon.ufrj.br:80/bitstream/11422/21281/4/license.txtdd32849f2bfb22da963c3aac6e26e255MD54ORIGINAL925350.pdf925350.pdfapplication/pdf1647438http://pantheon.ufrj.br:80/bitstream/11422/21281/3/925350.pdff61bdeddbdbd54d6035c096d6399b36dMD5311422/212812023-11-30 00:01:22.915oai:pantheon.ufrj.br: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Repositório de PublicaçõesPUBhttp://www.pantheon.ufrj.br/oai/requestopendoar:2023-11-30T03:01:22Repositório Institucional da UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)false |
dc.title.pt_BR.fl_str_mv |
Sensor de inclinação baseado em FBG |
title |
Sensor de inclinação baseado em FBG |
spellingShingle |
Sensor de inclinação baseado em FBG Mok, Roberto Wu CNPQ::ENGENHARIAS Grade de Bragg Sensor de inclinação Inclinômetro óptico |
title_short |
Sensor de inclinação baseado em FBG |
title_full |
Sensor de inclinação baseado em FBG |
title_fullStr |
Sensor de inclinação baseado em FBG |
title_full_unstemmed |
Sensor de inclinação baseado em FBG |
title_sort |
Sensor de inclinação baseado em FBG |
author |
Mok, Roberto Wu |
author_facet |
Mok, Roberto Wu |
author_role |
author |
dc.contributor.authorLattes.pt_BR.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/0227097591549150 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Mok, Roberto Wu |
dc.contributor.referee1.fl_str_mv |
Pontes, Maria José |
dc.contributor.referee2.fl_str_mv |
Dante, Alex |
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv |
Werneck, Marcelo Martins |
contributor_str_mv |
Pontes, Maria José Dante, Alex Werneck, Marcelo Martins |
dc.subject.cnpq.fl_str_mv |
CNPQ::ENGENHARIAS |
topic |
CNPQ::ENGENHARIAS Grade de Bragg Sensor de inclinação Inclinômetro óptico |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Grade de Bragg Sensor de inclinação Inclinômetro óptico |
description |
Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de um sensor óptico de inclinação, independente de temperatura baseado em tecnologia de grades de Bragg (FBG). O sensor proposto apresenta uma topologia modular, no qual cada módulo é composto de um par de FBGs que é fixado às faces opostas de uma viga de metal em que uma massa conhecida é fixada na extremidade livre. Quando uma inclinação é aplicada, a viga será curvada devido à ação da força gravitacional que agirá na massa, que resulta em um alongamento do par de FBGs em direções opostas, que ocasiona em um deslocamento relativo da diferença de comprimento de onda do pa de FBGs. O par de sensor FBGs ́e fixado a suportes, para aumentar a sensibilidade de deformação mecânica. Como as medições são codificadas em comprimentos de onda, o sensor proposto não sofre pelas flutuações de intensidade óptica que acontecem nas fontes de luz. O protótipo final foi calibrado e testado em bancada em intervalo de -40◦ a +40◦ de inclinação e foi obtido uma acurácia de ±0, 46◦, resolução de ±0, 0,25◦ e uma excelente linearidade. Além disso, a estabilidade térmica alcançada pelo sensor proposto foi de ±0, 64◦ na faixa de temperatura de 25 ◦ à 50 ◦C. Por fim o trabalho apresentado se torna uma opção para substituir os equipamentos convencionais que são atualmente utilizados na indústria. |
publishDate |
2019 |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2019-03 |
dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2023-08-04T20:31:01Z |
dc.date.available.fl_str_mv |
2023-11-30T03:01:22Z |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
format |
masterThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
http://hdl.handle.net/11422/21281 |
url |
http://hdl.handle.net/11422/21281 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal do Rio de Janeiro |
dc.publisher.program.fl_str_mv |
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica |
dc.publisher.initials.fl_str_mv |
UFRJ |
dc.publisher.country.fl_str_mv |
Brasil |
dc.publisher.department.fl_str_mv |
Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal do Rio de Janeiro |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UFRJ instname:Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) instacron:UFRJ |
instname_str |
Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) |
instacron_str |
UFRJ |
institution |
UFRJ |
reponame_str |
Repositório Institucional da UFRJ |
collection |
Repositório Institucional da UFRJ |
bitstream.url.fl_str_mv |
http://pantheon.ufrj.br:80/bitstream/11422/21281/4/license.txt http://pantheon.ufrj.br:80/bitstream/11422/21281/3/925350.pdf |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
dd32849f2bfb22da963c3aac6e26e255 f61bdeddbdbd54d6035c096d6399b36d |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) |
repository.mail.fl_str_mv |
|
_version_ |
1784097288817213440 |