توسعه یک حسگر دیجیتال تنش برشی بر اساس اختلاف فاز القایی، به منظور پیشگیری از زخم بستر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مهندسی مکاترونیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس

2 عضو هیئت علمی/ دانشگاه تربیت مدرس

3 مهندسی مکانیک- ساخت و تولید، دانشکده مهندسی مکانیک، تهران، ایران

10.22034/ijme.2024.434979.1916

چکیده

در این مقاله یک سنسور جدید ارائه شده که بر اساس اختلاف فاز، تنش برشی را اندازه‌گیری می کند. در این روش ابتدا، با استفاده از یک فنر، نیروی حاصل از تنش برشی، تبدیل به جابجایی شده و سپس جابجایی اندازه گیری می شود. اساس کار اندازه گیری جابجایی، القای جریان بین دو کویل مسطح است که در مقابل هم قرار دارند. یکی از این کویل ها ثابت بوده و دیگری جابجا می شود. هر یک گام که کویل متحرک روی کویل ثابت حرکت می کند، ولتاژ خروجی آن به اندازه 2ℼ تغییر فاز می دهد. چون اختلاف فاز حاصل شده متناسب با جابجایی است، مقدار حرکت کویل متحرک را می توان از روی اندازه گیری اختلاف فاز به دست آورد. بر این اساس یک سنسور دو بعدی طراحی و شبیه سازی شده که در دو جهت x و y قابلیت اندازه گیری دارد. شبیه سازی به صورت مکانیکی ـ مغناطیسی انجام شده است، یعنی به ازای جابجایی الکترود ها اختلاف فاز خروجی حاصل شده به صورت تفکیک شده در هر دو راستای x و y به دست آمده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Development of a digital shear stress sensor based on induced phase difference, in order to prevent bedsores

نویسندگان [English]

  • Kiana Sadat Mousavi Jarahi 1
  • Yousef Hojjat 2
  • Behzad Ghavami Namin 3
1 Mechatronics Engineering, Department of mechanical engineering, Tarbiat modares university, Tehran, Iran
2 Faculty Member, Tarbiat Modares University
3 Department of mechanical engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
چکیده [English]

In this article, a new sensor is presented that measures the shear stress based on the phase difference. In this method, first, using a spring, the force resulting from the shear stress is converted into displacement, and then the displacement is measured. The basis of displacement measurement is the induction of current between two flat coils that are opposite each other. One of these coils is fixed and the other is movable. Each step that the moving coil moves on the fixed coil, its output voltage changes its phase by 2ℼ. Because the resulting phase difference is proportional to the displacement, the amount of movement of the moving coil can be obtained from the measurement of the phase difference. Based on this, a two-dimensional sensor has been designed and simulated that can measure in both x and y directions. The simulation has been done mechanically-magnetically, that is, for moving the electrodes, the output phase difference has been obtained separately in both x and y directions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Magnetic induction
  • shear force
  • phase difference