Αισθητήρας θέσης βασισμένος σε μαγνητοσυστολικές γραμμές καθυστέρησης για συστήματα 3d printing

Abstract

Στην σύγχρονη εποχή η καθημερινότητα του ανθρώπου στηρίζεται σε όλο και μεγαλύτερο βαθμό σε πληθώρα αισθητήρων, σε συστήματα δηλαδή που μεταφράζουν στοιχεία και οντότητες από τον φυσικό κόσμο, σε δεδομένα πιο διαχειρίσιμα ως προς την επεξεργασία, διευκολύνοντας την αλληλεπίδραση του ανθρώπου με το περιβάλλον του. Δεδομένης λοιπόν της χρησιμότητας των συσκευών αυτών, δημιουργείται μια αυξανόμενη ανάγκη βελτίωσης της ακρίβειας αλλά και μείωσης του κόστους τους, μέσω της αξιοποίησης νέων τεχνολογιών. Μία ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα εφαρμογή των αισθητήρων είναι η εύρεση της γραμμικής θέσης ενός αντικειμένου (αισθητήρας θέσης) που μπορεί να επιτευχθεί με την τεχνολογία των μαγνητοσυστολικών γραμμών καθυστέρησης (Magnetostrictive Delay Lines- MDL) με ικανοποιητική ακρίβεια και σχετικά χαμηλό κόστος. Μια τέτοια εφαρμογή μπορεί να αξιοποιηθεί σε συστήματα που στηρίζονται στη γραμμική κίνηση, όπως 3d printing systems. Στην παρούσα διπλωματική εργασία, αρχικά παρουσιάζεται το θεωρητικό υπόβαθρο πίσω από τους μαγνητικούς αισθητήρες, καθώς και το φαινόμενο της μαγνητοσυστολής στο οποίο στηρίζεται η τεχνολογία MDL. Στην συνέχεια θα γίνει αναφορά στην τεχνολογία των 3d printers και στην ανάγκη των συστημάτων αυτών για χρήση αισθητήρων θέσης, και πώς μπορεί να καλυφθεί με την εκμετάλλευση των MDL. Ακολουθεί η ανάλυση των κυκλωμάτων στα οποία στηρίζεται ο αισθητήρας θέσης που θα υλοποιηθεί, καθώς και η περιγραφή της συνολικής διάταξης η οποία θα χρησιμοποιηθεί για πειραματισμούς αναφορικά στις ιδιότητες του MDL. Τέλος, αφιερώνεται ένα κομμάτι της εργασίας στην εξέταση της αποτελεσματικότητας του υλοποιημένου αισθητήρα θέσης και τον πιθανό τρόπο ενσωμάτωσης του σε ένα σύστημα 3d printer.