Browsing by Author "Vieira, Manuel"
Now showing 1 - 2 of 2
Results Per Page
Sort Options
- Ad-hoc network of smart sensors for mechanical load measurementPublication . Vieira, Manuel; Coelho, João Paulo; Ribeiro, J.E.Strain gauges load cells are transducers devices capable of converting changes in applied mechanical load into an electrical analog signal. Those devices have a large spectrum of applications ranging from domestic to industrial or even medical appliances just to name a few. In this work, they are used in the electronic instrumentation of a force platform that will be used to carry out the analysis and characterization of human biomechanical walking. In this platform, four load cells are installed, each one capable of measuring forces along two different axis. A total of eight strain-gauges per load cell are employed. Hence, analog signal transmission, besides requiring a large number of connection wires, is prone to interference and noise. Moreover, with this solution, scalability requires severe changes in the connection topology. In order to circumvent those problems, an alternative in-situ signal conditioning and digital data transmission system was devised. This approach, as far as investigated, presents an innovative solution to signal conditioning and data transmission for load-cells. In particular, the presented solution allows the creation of an ad-hoc network of load cells, using the I²C protocol with a master interface that allows the users to interact and change the parameters of each load cell. This instrumentation structure has been successfully tested and the obtained results are documented in this article
- Sensor inteligente para medição de cargas mecânicasPublication . Vieira, Manuel; Coelho, João Paulo; Ribeiro, J.E.A medição precisa da força é necessária para muitas aplicações, nomeadamente, para a determinação da resistência mecânica dos materiais, controlo de qualidade durante a produção, pesagem e segurança de pessoas. Dada a grande necessidade de medição de forças, têm-se desenvolvido, ao longo do tempo, várias técnicas e instrumentos para esse fim. Entre os vários instrumentos utilizados, destacam-se os sensores de força, também designadas por células de carga, pela sua simplicidade, precisão e versatilidade. O exemplo mais comum é baseado em extensómetros elétricos do tipo resistivo, que aliados a uma estrutura formam uma célula de carga. Este tipo de sensores possui sensibilidades baixas e em repouso, presença de offset diferente de zero, o que torna complexo o seu condicionamento de sinal. Este trabalho apresenta uma solução para o condicionamento e aquisição de dados para células de carga que, tanto quanto foi investigado, é inovador. Este dispositivo permite efetuar o condicionamento de sinal, digitalização e comunicação numa estrutura atómica. A ideia vai de encontro ao paradigma dos sensores inteligentes onde um único dispositivo eletrónico, associado a uma célula de carga, executa um conjunto de operações de processamento de sinal e transmissão de dados. Em particular permite a criação de uma rede ad-hoc utilizando o protocolo de comunicação IIC. O sistema é destinado a ser introduzido numa plataforma de carga, desenvolvida na Escola Superior de Tecnologia e Gestão de Bragança, local destinado à sua implementação. Devido à sua estratégia de conceção para a leitura de forças em três eixos, contém quatro células de carga, com duas saídas cada, totalizando oito saídas. O hardware para condicionamento de sinal já existente é analógico, e necessita de uma placa de dimensões consideráveis por cada saída. Do ponto de vista funcional, apresenta vários problemas, nomeadamente o ajuste de ganho e offset ser feito manualmente, tornando-se essencial um circuito com melhor desempenho no que respeita a lidar com um array de sensores deste tipo.