This dissertation shows us the processes to develop a sensor capable of measuring deformations
of surfaces. The work englobes the processes of production and assemblage of the transducers,
the electronics boards to read the signals from the transducers and, finally, the development
of algorithms used to transform the signal of the sensor in readable information either for
humans and other computers.
The work starts with the study of the production and assemblage methods of the transducers.
In this part, we used the screen printing technique to print the different layers of the
transducer.
After obtaining the printed transducer, we tested it, measuring only the main characteristics,
as the variation of resistance with pressure. This gave us important information to proceed with
the dimensioning of the measurement chain.
The second part of this project, was focused in the design of the measurement chain. For this
work, we projected a device that can adapt automatically to different values of sensors’
resistance.
Because the transducers tested in this project have a hysteretic behavior, a mathematical
model used to model the magnetic hysteresis was adapted to be used with piezoresistive
sensors.
This work meets the initial goal which was building a complete data acquisition system for a
printed piezoresistive sensor. The proposed mathematical algorithm to model the resistance of
piezoresistive sensors opens doors for future projects.Esta dissertação vem mostrar o processo completo para o desenvolvimento de um sensor capaz
de medir deformações de superfícies. O trabalho passa assim pelos processos de produção e
montagem dos transdutores, pelos circuitos eletrónicos desenhados para fazer as leituras do
transdutor e finalmente pelos algoritmos utilizados para transformar o sinal do sensor numa
informação que pode ser interpretada por humanos ou por outras máquinas.
Desta forma, o trabalho inicia-se por um estudo dos métodos de produção e montagem dos
transdutores. No final optou-se pela técnica de screen printing para produzir os transdutores e
os elétrodos. Quanto ao método de montagem, optou-se por fazer uma sobreposição das
camadas impressas.
Após termos o transdutor impresso conseguimos testá-lo e assim obter informações como a
variação da resistência. Estes são parâmetros muito importantes para o dimensionamento da
cadeia de medida, que foi o segundo passo deste trabalho. Foi desenhada uma cadeia de medida
capaz de fazer a leitura de diferentes sensores ao mesmo tempo. Este circuito é também capaz
de se adaptar a diferentes sensores automaticamente.
Como os sensores testados neste projeto apresentaram histerese, para contornar esta situação,
um modelo de aproximação utilizado com materiais magnéticos foi adaptado para os sensores
piezoresistivos.
O trabalho cumpre o objetivo proposto no início deste projeto que era construir um sistema
completo de aquisição de dados de um sensor piezoresistivo impresso. No final foi introduzido
a adaptação do algoritmo que abre portas para futuros trabalhos
