به گزارش پایگاه خبری تحلیلی تسریر، به نقل از خبرگزاری فارس، تاکنون حسگرهای مختلفی برای اندازه‌گیری تنش برشی توسعه داده شده است. یکی از کاربردهای این حسگرها اندازه‌گیری تنش برشی وارد شده به بدن بیمارانی است که برای مدت طولانی در بستر استراحت می کنند. فشار و تنش برشی طولانی مدت بر بعضی از نقاط بدن بیمار می‌تواند منجر به زخم بستر شود.
کیانا سادات موسوی که این پژوهش در قالب پایان نامه کارشناسی ارشد وی در رشته مهندسی مکاترونیک انجام شده است، گفت: با استفاده از این حسگرها، می‌توان تنش برشی وارد بر بدن بیمار را اندازه‌گیر ی کرده و در صورت لزوم، برخی تغییرات را در موقعیت بیمار اعمال کرد تا فشار از برخی نقاط بدن بیمار برداشته شود و از زخم بستر جلوگیری شود.
وی ادامه داد: در عمده حسگرهای تنش برشی با استفاده از یک المان الاستیک (فنر)، تنش برشی به جابجایی تبدیل شده و جابجایی برشی بین صفحات حسگر به صورت آنالوگ اندازه گیری می‌شود. در حسگرهای آنالوگ تغییر فاصله عمودی بین صفحات برشی می‌تواند باعث خطا در اندازه‌گیری تنش برشی شود. در این پژوهش یک حسگر دیجیتال برای اندازه‌گیری تنش برشی توسعه داده شده که در آن، جابجایی توسط یک انکودر سلفی دوبعدی بر اساس اختلاف فاز و به صورت دیحیتال اندازه گیری می‌شود.
موسوی اضافه کرد: انکودرهای سلفی دارای دو کویل تخت هستند که در مقابل یکدیگر قرار گرفته اند و حرکت نسبی آن‌ها باعث ایجاد اختلاف فاز در کویل خروجی می‌شود، بنابراین، اندازه گیر ی در این انکودرها مستقل از تغییر فاصله کویل‌ها خواهد بود.
وی اضافه کرد: حسگر توسعه داده شده، شامل چهار کویل ثابت و چهار کویل متحرک است که دو به دو در مقابل هم قرار دارند و خروجی‌های حسگر از کویل‌های متحرک گرفته می‌شود. برای تشخیص برای حرکت، در هر صورت، اندازه‌گیری توسط دو جفت کویل انجام می‌شود که نسبت به یکدیگر یک چهارم گام اختلاف فاز دارند. در هر گام که کویل‌های متحرک روی کویل‌های ثابت حرکت می‌کنند، ولتاژ خروجی به اندازه π۲ تغییر فاز می‌دهد. اختلاف فاز حاصل شده متناسب با جابجایی است بنابراین، جابجایی کویل متحرک را می‌توان از روی اندازه‌گیری اختلاف فاز خروجی نسبت به ورودی به دست آورد.
موسوسی تأکید کرد: اگرچه این حسگر با هدف استفاده پزشکی ساخته شده، اما در کاربردهای دیگر، به خصوص کاربردهای صنعتی نیز قابل استفاده است. در این پژوهش، ابتدا یک طرح ابتکاری برای حسگر ارائه و به صورت مکانیکی- مغناطیسی شبیه‌سازی شد. سپس یک نمونه آزمایشگاهی حسگر ساخته شد که در دو سو x و y قابلیت اندازه‌گیر ی دارد. حسگر تنش برشی دیجیتال که در این پژوهش ارائه شده ، به دلیل دقت بالا ، تاثیر‌ناپذیری از فاصله دو صفحه برشی، رزولوشن خوب، می‌تواند حسگر مفیدی در صنایع مختلف باشد. دامنه اندازه گیری حسگر ساخته شده در حدود۳.۵ میلی متر و رزولوشن اسمی آن در ۴ میکرون است. با استفاده از فنری با سختی۲۵۰۰ این سنسور نیروی برشی ۰ تا ۱۹ نیوتن را با رزولوشن اسمی ۴ میکرون اندازه‌گیری می‌کند. با استفاده از فنرهایی با سختی‌های مختلف، اندازه‌گیری طیف وسیعی از تنش‌های برشی با این حسگر امکان پذیر است.
این پژوهش در قالب پایان‌نامه کارشناسی ارشد کیانا سادات موسوی با راهنمایی یوسف حجت در دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تربیت مدرس انجام شد.
انتهای پیام
