Skip to content

Static Calibration of a Force sensor based on Fiber Bragg Technology

Informazioni tesi

  Autore: Gaia Antonetti
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2013-14
  Università: Libera Università Campus Bio-medico di Roma
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria industriale
  Relatore: Emiliano Schena
  Lingua: Inglese
  Num. pagine: 99

Since 1960 fiber optic sensors began to be employed due to several advantages: they are very sensitive, immune to electromagnetic interference and physically flexible, despite being rather bulky and a loss of light occurring when there is any micro bend in the fiber. They began to be applied to different fields thanks to their advantages. The power of optical fiber was first discovered and used in telecommunications, due to its fast response and the possibility to be multiplexing in order to collect more information. These sensors were also employed in medical fields and finally in robotics, in particular tactile sensing technologies.
Several kinds of tactile sensors have been invented using different devices: the resistive, the capacitive, the piezoresistive, the piezoelectric, the magnetic and the fiber optic sensors. For this scope, FOSs have the best characteristics, that could be best suited to the application required (for example lightweight less than 1 g, low power consumption less than 1 mW, thin in depth less than 1 mm, temperature range between -20°C to 60°C ). This new world is very little explored, principally due to the high cost of the sensors. Several typologies of FOSs exist, according to their physical principle of working. Moreover, they are divided in intrinsic and extrinsic sensors: the first ones are characterized by being the sensing element themselves, like the micro-bending, where the fibers are the transducers of the external effects through the internal bends. The second ones represent the tool, through which the information is carried up to the detection system that is the transducer of the environmental effects, like Fiber Bragg Grating (FBG), interferometry-based or intensity-modulated sensor.
In recent years, numerous researchers have investigated innovative methods to realize tactile sensing elements, using FOSs. Several reviews present works actualized with FBG, as in all the optical fiber sensors they are the most advantageous types: they are tiny, easy to multiplex and very sensitive with a fast response and no hysteresis. Moreover, the repeated experiments that were conducted showed that the quality of the performance were found to be excellent, well within the parameters of the human applications considered.
The tactile force sensor proposed is a 3x3 array of nine fiber optical sensors, made of a rigid rectangular structure of acrylic resin, covered by a film of Polydimethylsiloxane. For each row three optical fibers are glued together, so that there are three FBGs in series, with different Bragg wavelengths. In order to reproduce a static calibration, several measurements are conducted, applying a force on different points of the sensors: the force range is between 0-10 N with a speed of 0.1 mm/s. In particular the set of three tests was performed to investigate the repeatability of the experiments. The experimental data is detected with a LabView program on the computer and then elaborated in the MatLab environment: the final results are represented with graphs, where the Bragg wavelength shift of each sensor is in function by the applied force, and completed tables, that report the sensitivity and the uncertainty values; the results show that in almost all the tests the susceptibility of each sensor was not under 0.0015 nm/N, even considering the sensors that the force was not directly applied to. The uncertainty values are narrow enough, with a relative uncertainty of about 15% , if the highest values are considered. However, the force resolution of each fiber is at least 10 mN, while the spatial resolution is about 10 mm2.
Finally, these results show that the behavior of the sensor is adequate for the scope of the thesis, because the parameters of the developed tactile sensor comply with the requirements of the human application. This thesis wants to accentuate the main merits and demerits of the sensor, in order to discuss the future progress that could be carried out.

CONSULTA INTEGRALMENTE QUESTA TESI

La consultazione è esclusivamente in formato digitale .PDF

Acquista
Mostra/Nascondi contenuto.
8     Chapter 1 Fiber optic Sensors Nowadays, the increasing need to measure parameters in a secure and accurate way brought to research always innovative methods; since fiber optic sensors have been found out in telecommunication field in 1960s, their use is largely studied due to their good performances and features. In this chapter, the working principle of the   most employed fiber optic sensors, an historical overview of applicative scenarios and the main properties of such sensors are reported, in order to explain the several advantages in comparison with the other technologies. Introduction Fiber optical sensor (FOS) are widespread in many fields, e.g., from telecommunication to chemical engineering, from industrial field to medicine in order to develop new measurement systems of many physical quantities, as pressure, temperature, vibration or force. This devices are used in place of the sensor employed in the past, owing to the following characteristics: • small size; • thinness; • electromagnetic interference immunity (EMI); • passive nature; • high temperature and nasty ambient condition resistance; • high sensitivity; • high repeatability; • large frequency band. For this reasons, recently, several kinds of FOS have been developed and spread in different fields of application; figure 1.1 shows the percentile use of this sensors according to their specific feature.

CONSULTA INTEGRALMENTE QUESTA TESI

La consultazione è esclusivamente in formato digitale .PDF

Acquista

FAQ

Per consultare la tesi è necessario essere registrati e acquistare la consultazione integrale del file, al costo di 29,89€.
Il pagamento può essere effettuato tramite carta di credito/carta prepagata, PayPal, bonifico bancario, bollettino postale.
Confermato il pagamento si potrà consultare i file esclusivamente in formato .PDF accedendo alla propria Home Personale. Si potrà quindi procedere a salvare o stampare il file.
Maggiori informazioni
Ingiustamente snobbata durante le ricerche bibliografiche, una tesi di laurea si rivela decisamente utile:
  • perché affronta un singolo argomento in modo sintetico e specifico come altri testi non fanno;
  • perché è un lavoro originale che si basa su una ricerca bibliografica accurata;
  • perché, a differenza di altri materiali che puoi reperire online, una tesi di laurea è stata verificata da un docente universitario e dalla commissione in sede d'esame. La nostra redazione inoltre controlla prima della pubblicazione la completezza dei materiali e, dal 2009, anche l'originalità della tesi attraverso il software antiplagio Compilatio.net.
  • L'utilizzo della consultazione integrale della tesi da parte dell'Utente che ne acquista il diritto è da considerarsi esclusivamente privato.
  • Nel caso in cui l'Utente volesse pubblicare o citare una tesi presente nel database del sito www.tesionline.it deve ottenere autorizzazione scritta dall'Autore della tesi stessa, il quale è unico detentore dei diritti.
  • L'Utente è l'unico ed esclusivo responsabile del materiale di cui acquista il diritto alla consultazione. Si impegna a non divulgare a mezzo stampa, editoria in genere, televisione, radio, Internet e/o qualsiasi altro mezzo divulgativo esistente o che venisse inventato, il contenuto della tesi che consulta o stralci della medesima. Verrà perseguito legalmente nel caso di riproduzione totale e/o parziale su qualsiasi mezzo e/o su qualsiasi supporto, nel caso di divulgazione nonché nel caso di ricavo economico derivante dallo sfruttamento del diritto acquisito.
  • L'Utente è a conoscenza che l'importo da lui pagato per la consultazione integrale della tesi prescelta è ripartito, a partire dalla seconda consultazione assoluta nell'anno in corso, al 50% tra l'Autore/i della tesi e Tesionline Srl, la società titolare del sito www.tesionline.it.
L'obiettivo di Tesionline è quello di rendere accessibile a una platea il più possibile vasta il patrimonio di cultura e conoscenza contenuto nelle tesi.
Per raggiungerlo, è fondamentale superare la barriera rappresentata dalla lingua. Ecco perché cerchiamo persone disponibili ad effettuare la traduzione delle tesi pubblicate nel nostro sito.
Scopri come funziona

DUBBI? Contattaci

Contatta la redazione a
[email protected]

Ci trovi su Skype (redazione_tesi)
dalle 9:00 alle 13:00

Oppure vieni a trovarci su

Parole chiave

sensore
temperatura
forza
onda
calibrazione
statica
tattile
fbg
lunghezza

Non hai trovato quello che cercavi?


Abbiamo più di 45.000 Tesi di Laurea: cerca nel nostro database

Oppure consulta la sezione dedicata ad appunti universitari selezionati e pubblicati dalla nostra redazione

Ottimizza la tua ricerca:

  • individua con precisione le parole chiave specifiche della tua ricerca
  • elimina i termini non significativi (aggettivi, articoli, avverbi...)
  • se non hai risultati amplia la ricerca con termini via via più generici (ad esempio da "anziano oncologico" a "paziente oncologico")
  • utilizza la ricerca avanzata
  • utilizza gli operatori booleani (and, or, "")

Idee per la tesi?

Scopri le migliori tesi scelte da noi sugli argomenti recenti


Come si scrive una tesi di laurea?


A quale cattedra chiedere la tesi? Quale sarà il docente più disponibile? Quale l'argomento più interessante per me? ...e quale quello più interessante per il mondo del lavoro?

Scarica gratuitamente la nostra guida "Come si scrive una tesi di laurea" e iscriviti alla newsletter per ricevere consigli e materiale utile.


La tesi l'ho già scritta,
ora cosa ne faccio?


La tua tesi ti ha aiutato ad ottenere quel sudato titolo di studio, ma può darti molto di più: ti differenzia dai tuoi colleghi universitari, mostra i tuoi interessi ed è un lavoro di ricerca unico, che può essere utile anche ad altri.

Il nostro consiglio è di non sprecare tutto questo lavoro:

È ora di pubblicare la tesi