Sistema tátil flexível com sensores óticos multiplexados baseados em macrocurvatura
In this work, fabrication and testing of a tactile sensing array consisting of 4 macrobend optical fiber sensors, multiplexed and encapsulated in silicone are presented. The array transmission spectra in the visible spectral range carries information used for the sensing system interrogation. Intens...
| Autor principal: | Lugarini, Diogo |
|---|---|
| Formato: | Dissertação |
| Idioma: | Português |
| Publicado em: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
2020
|
| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5236 |
| Tags: |
Adicionar Tag
Sem tags, seja o primeiro a adicionar uma tag!
|
| id |
riut-1-5236 |
|---|---|
| recordtype |
dspace |
| spelling |
riut-1-52362020-10-17T06:01:07Z Sistema tátil flexível com sensores óticos multiplexados baseados em macrocurvatura Flexible tactile array with multiplexed macro-bend optical fiber sensors Lugarini, Diogo Muller, Márcia http://orcid.org/0000-0002-4463-3526 http://lattes.cnpq.br/7757984300428347 Fabris, José Luís http://orcid.org/0000-0001-5630-1193 http://lattes.cnpq.br/1133118124160525 Lourenço Junior, Ivo de https://orcid.org/0000-0001-7729-4228 http://lattes.cnpq.br/0865676350358833 Negri, Lucas Hermann https://orcid.org/0000-0001-5140-5313 http://lattes.cnpq.br/0726448318510315 Muller, Márcia http://orcid.org/0000-0002-4463-3526 http://lattes.cnpq.br/7757984300428347 Detectores ópticos Fibras ópticas Curvatura Multiplexação Análise espectral Análise de regressão Processamento de sinais - Modelos matemáticos Optical detectors Optical fibers Curvature Multiplexing Spectrum analysis Regression analysis Signal processing - Mathematical models CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA Engenharia Elétrica In this work, fabrication and testing of a tactile sensing array consisting of 4 macrobend optical fiber sensors, multiplexed and encapsulated in silicone are presented. The array transmission spectra in the visible spectral range carries information used for the sensing system interrogation. Intensity at different wavelengths of the transmission spectrum is affected by external perturbations caused by loads applied on the array surface, allowing tactile sensing. The coupled response of the 4 sensors allowed the identification of the magnitude and position of loads applied simultaneously in up to 5 previously established sensing regions. Linear regressions were used in the analysis of the transmission spectra obtained when the array was submitted to loads from 0.0 kg to 2.0 kg. Tactile sensing with fewer sensors than the number of sensing regions has been achieved. The system was able to recognize the magnitude and location of loads with an error of 0.208 kg using Ridge regression. This error represents 10.40 % of the highest applied load per region and 3.47 % of the highest total load applied on the sensing array. Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP) Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná Neste trabalho são apresentadas as etapas de fabricação e teste de uma matriz de sensoriamento tátil constituída por 4 sensores de macrocurvatura em fibras óticas, multiplexados e encapsulados em silicone. Para a interrogação do sistema são usadas as informações contidas nos espectros de transmissão da matriz na região espectral do visível. A intensidade de transmissão, nos diferentes comprimentos de onda da luz, é afetada por perturbações externas causadas por cargas aplicadas sobre a superfície da matriz, permitindo o sensoriamento tátil. A resposta acoplada dos 4 sensores permitiu a identificação da magnitude e posição de cargas aplicadas simultaneamente em até 5 regiões de sensoriamento pré-estabelecidas. Regressões lineares foram usadas para analisar os espectros de transmissão obtidos quando da aplicação de cargas entre 0,0 kg e 2,0 kg sobre a superfície da matriz. O sensoriamento na matriz com um número de sensores menor do que o número de regiões de sensoriamento foi alcançado. O sistema mostrou-se capaz de reconhecer cargas e posições com erro de 0,208 kg usando a regressão Ridge. Este erro representa 10,40 % da maior carga aplicada por região e 3,47 % da maior carga total aplicada na matriz. 2020-10-16T14:17:27Z 2020-10-16T14:17:27Z 2020-08-26 masterThesis LUGARINI, Diogo. Sistema tátil flexível com sensores óticos multiplexados baseados em macrocurvatura. 2020. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2020. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5236 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Brasil Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial UTFPR |
| institution |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| collection |
RIUT |
| language |
Português |
| topic |
Detectores ópticos Fibras ópticas Curvatura Multiplexação Análise espectral Análise de regressão Processamento de sinais - Modelos matemáticos Optical detectors Optical fibers Curvature Multiplexing Spectrum analysis Regression analysis Signal processing - Mathematical models CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA Engenharia Elétrica |
| spellingShingle |
Detectores ópticos Fibras ópticas Curvatura Multiplexação Análise espectral Análise de regressão Processamento de sinais - Modelos matemáticos Optical detectors Optical fibers Curvature Multiplexing Spectrum analysis Regression analysis Signal processing - Mathematical models CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA Engenharia Elétrica Lugarini, Diogo Sistema tátil flexível com sensores óticos multiplexados baseados em macrocurvatura |
| description |
In this work, fabrication and testing of a tactile sensing array consisting of 4 macrobend optical fiber sensors, multiplexed and encapsulated in silicone are presented. The array transmission spectra in the visible spectral range carries information used for the sensing system interrogation. Intensity at different wavelengths of the transmission spectrum is affected by external perturbations caused by loads applied on the array surface, allowing tactile sensing. The coupled response of the 4 sensors allowed the identification of the magnitude and position of loads applied simultaneously in up to 5 previously established sensing regions. Linear regressions were used in the analysis of the transmission spectra obtained when the array was submitted to loads from 0.0 kg to 2.0 kg. Tactile sensing with fewer sensors than the number of sensing regions has been achieved. The system was able to recognize the magnitude and location of loads with an error of 0.208 kg using Ridge regression. This error represents 10.40 % of the highest applied load per region and 3.47 % of the highest total load applied on the sensing array. |
| format |
Dissertação |
| author |
Lugarini, Diogo |
| author_sort |
Lugarini, Diogo |
| title |
Sistema tátil flexível com sensores óticos multiplexados baseados em macrocurvatura |
| title_short |
Sistema tátil flexível com sensores óticos multiplexados baseados em macrocurvatura |
| title_full |
Sistema tátil flexível com sensores óticos multiplexados baseados em macrocurvatura |
| title_fullStr |
Sistema tátil flexível com sensores óticos multiplexados baseados em macrocurvatura |
| title_full_unstemmed |
Sistema tátil flexível com sensores óticos multiplexados baseados em macrocurvatura |
| title_sort |
sistema tátil flexível com sensores óticos multiplexados baseados em macrocurvatura |
| publisher |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| publishDate |
2020 |
| citation |
LUGARINI, Diogo. Sistema tátil flexível com sensores óticos multiplexados baseados em macrocurvatura. 2020. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2020. |
| url |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5236 |
| _version_ |
1805306384382689280 |
| score |
10,814766 |