Διατάξεις αισθητήρων θέσης βασισμένες σε μαγνητοσυστολικές γραμμές καθυστέρησης

Abstract

Οι αισθητήρες και μετατροπείς παρουσιάζουν ολοένα μεγαλύτερο ενδιαφέρον λόγω της σημασίας τους σε πολλές τεχνολογικές εφαρμογές. Η συνεχής ανάγκη για μεγαλύτερη ευαισθησία, μικρότερη αβεβαιότητα και κόστος, οδηγούν στην ανάπτυξη νέων υλικών και αποτελεσματικότερων διατάξεων. Οι μαγνητοσυστολικές γραμμές καθυστέρησης (Magnetostrictive Delay Lines - MDL) χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές όπου απαιτείται μέτρηση θέσης-μετατόπισης, μηχανικής τάσης ή μαγνητικού πεδίου προσφέροντας ακριβείς μετρήσεις με σχετικά χαμηλό κόστος. Στην παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζεται η απαραίτητη θεωρία των μαγνητικών υλικών, για την επεξήγηση της μαγνητοσυστολής και τη δημιουργία των ελαστικών παλμών, απαραίτητων για την τεχνική MDL. Στη συνέχεια, αφιερώνεται ένα μέρος στα κυκλώματα διέγερσης και λήψης που κατασκευάστηκαν, ώστε να μελετηθεί στην πράξη η λειτουργία τέτοιων διατάξεων. Μελετούνται πειραματικά οι ιδιότητες των MDL στη βασική διάταξη με στόχο να καθοριστεί με ποιό τρόπο επηρεάζουν τις σχεδιαστικές επιλογές του κατασκευαστή. Τέλος, υλοποιούνται και συγκρίνονται δυο αισθητήριες διατάξεις για τον εντοπισμό της θέσης μαγνήτη και σχεδιάζονται τα διαγράμματα απόκρισής τους.