{pt_PT=Magnetoresistive sensors for industrial positioning applications} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=Em muitas indústrias diferentes existe hoje em dia uma grande procura competitiva por sistemas de posicionamento de tamanho e custo reduzido, capazes de funcionar em condições adversas, ainda assim com resultados precisos. Sensores de Magnetorresistência Anisotrópica (AMR) fornecem uma solução de baixo custo e consumo energético, sendo usados em encoders lineares com precisão de µm. Estes sensores são facilmente produzidos em massa e podem ser utilizados em diversas aplicações, sendo capazes de funcionar em ambientes sujos, ao contrário dos encoders óticos. Para estudar a utilização dos sensores AMR em aplicações industriais de posicionamento, foram fabricados sensores no INESC-MN, utilizando dois materiais diferentes para buffer, Ta e NiFeCr, sendo o núcleo do sensor um filme fino de Permalloy (NiFe). Foi estudado o efeito de annealing nas propriedades estruturais e magnéticas dos sensores, com annealing feito a 350℃. O annealing teve um efeito total, estruturalmente, ao final de uma hora, e melhorias no rácio de AMR também foram verificadas, tendo-se obtido valores até 3.04%, em sensores fabricados com um buffer de NiFeCr. ´ Os sensores funcionam em pontes Wheatstone completas, fornecendo sinais fortes o suficiente para não necessitarem de amplificação, com amplitudes até 40mV. Um setup de scanning foi modificado no INESC-MN, com a adição de uma placa de aquisição com a eletrónica adequada para medir o sinal à saída das pontes. Com o setup implementado é possível identificar problemas comuns como a desigualdade e desvios das pontes, tornando-o uma ferramenta importante para determinar a qualidade dos sensores., en=Across many different industries there is nowadays a very large competitive demand for positioning systems with reduced size and cost, that can operate in harsh conditions, while still providing accurate results. Anisotropic Magnetoresistive (AMR) sensors provide a simple, low cost and low power consumption solution, being used in linear encoders accuracy down to the µm. These sensors are easily mass produced and can be used in a wide range of applications, being able to function in dirty environments, unlike their optical counterparts. To study the use of AMR sensors in industrial positioning applications, sensors were fabricated at INESC-MN, using two different buffer materials, Ta and NiFeCr, with the core of the sensor being a thin film of Permalloy (NiFe). The effect of annealing on the structural and magnetic properties of the sensors was studied, with annealing done at 350℃. The annealing has its full effect, structurally, after one hour of annealing, and improvements in AMR were also verified, with AMR ratios up to 3.04%, on sensors fabricated with a NiFeCr buffer. The sensors function in full Wheatstone bridges, providing large signals that require no amplification, with amplitudes up to the 40mV. A scanning setup was modified at INESC-MN, with the addition of a custom acquisition board with the proper electronics in place to measure the full bridge outputs. With the implemented scanner setup, it is possible to identify common issues such as bridge mismatches and offsets, making it an important tool for determining the quality of the produced sensors.}

Discussão: novembro 8, 2021, 9:30

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

AUTOR

Guilherme Afonso Custódio Brites (ist181776)

ORIENTADOR

Susana Isabel Pinheiro Cardoso de Freitas

Departamento de Física (DF)

Professor Associado