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Title: Sensor inalámbrico de deformación basado en una antena de microcinta
Authors: López Giraldo, Francisco Eugenio
Reyes Vera, Erick Estefen
Ossa Molina, Oscar David
Keywords: Antenas
Radiación
Lineas de transmisión
Deformación
Sensores
Simulación númerica
Issue Date: 2019
Publisher: Instituto Tecnológico Metropolitano
Abstract: In this work, we analyze the design and construction of deferent kind of strain sensors based on patch antennas. The patch antenna strain sensor constitutes a device with a planar profile that changes its electrical parameters due to a load applied. The aim is to design and to produce a strain sensor based on patch antennas, which has suffered a modification in its design, and that exhibits performance improvements in comparison with a conventional patch antenna. It was examined deferent sensor design in order to identify how is the relationship between sensor design and its performance. All sensor model was analyzed by a numerical perspective, where a structural and electromagnetic analysis was carried for each sensor design, and it allowed to determinate which antenna has a better performance. Next, an optimization process was carried in order to and the most sensible sensor. Finally, it was validated the numerical result by an experimental tension test using specialized equipment and controlled environmental conditions. The results showed that the resonant frequency of the antenna has a maximum variation of 24;25 MHz and a sensitivity of 4 KHz= με", with a relative error of 7.5 % in comparison with the simulation results. The work we done allowed to prove that there is a key relationship between the design's parameters and sensor performance, which can be employed to and the best sensor functionality according to specific requests
Description: En este trabajo, se analiza el diseño y la construcción de diferentes sensores de deformación basados en antenas de microcinta. La estructura de esta antena constituye un dispositivo planar el cual presenta cambios en sus parámetros eléctricos debido a una deformación aplicada. El objetivo es diseñar y construir un sensor de deformación basado en una antena de microcinta modificada, que presente mejoras en comparación con los diseños convencionales. Se examinaron diferentes metodologías de diseño con el fin de identificar cómo se relaciona el diseño del sensor con su funcionamiento. Los diseños fueron explorados por medio de un enfoque computacional, donde mediante el análisis estructural y electromagnético, se pudo determinar la antena modificada con mejor funcionamiento. Un proceso de optimización se llevó a cabo con el fin de mejorar la sensibilidad. Finalmente, se validó experimentalmente los resultados por medio de una prueba de tensión utilizando equipos especializados y en condiciones controladas. Los resultados mostraron que la frecuencia de resonancia tuvo un corrimiento máximo de 24;25 MHZ y una sensibilidad de 4 kHz= με ", con un error del 7;5% en comparación con los resultados computacionales. Lo realizado permitió evidenciar que hay una relación entre los parámetros de diseño y el funcionamiento sensor, los cuales pueden ser manipulados para encontrar el mejor funcionamiento según un requerimiento en específico
URI: https://repositorio.itm.edu.co/jspui/handle/ITM/1398
Appears in Collections:Maestría en Automatización y Control Industrial

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