dc.creator.ID |
FONTANA, M. |
pt_BR |
dc.creator.Lattes |
http://lattes.cnpq.br/6557924427592953 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1 |
LIMA, Antonio Marcus Nogueira. |
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dc.contributor.advisor1ID |
LIMA, A. M. N. |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/2237395961717699 |
pt_BR |
dc.contributor.referee1 |
BARROS, Péricles Rezende. |
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dc.contributor.referee2 |
DEEP, Gurdip Singh. |
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dc.description.resumo |
Nesse trabalho estuda-se a caracterização e modelagem das propriedades ópticas de
sensores de dióxido de vanádio (VO2). Esses sensores sofrem uma transformação cristalográfica
induzida por temperatura e exibem o fenômeno de histerese. Para a modelagem das
propriedades ópticas no piano de fase foi necessário adaptar o modelo clássico de Preisach
e o modelo de aproximação ao limite adiabático. No modelo de Preisach foi necessário
redefinir o operador da histerese elementar, escolher uma função de distribuição e adotar
uma nova interpretação do triangulo de Preisach. No modelo de aproximação ao limite
adiabático foi modificado a função que representa o ciclo de equilíbrio adiabático.
Uma plataforma experimental foi desenvolvida para submeter o filme de VO2 a uma
variação de temperatura controlada e, desse modo, permitir a caracterização de suas propriedades
ópticas. As propriedades de remoção e congruência e 0 fenômeno de acomodação,
também, foram testadas experimentalmente. A variação da temperatura da plataforma experimental
foi obtida utilizando um módulo Peltier. A linearização em torno de um ponto
de operação possibilitou que o módulo Peltier pudesse ser representado por um sistema linear
de segunda ordem com os parâmetros dependentes da temperatura. O módulo Peltier
foi identificado para nove pontos de operação e um controlador de temperatura do tipo
PID escalonado foi projetado utilizando a técnica de cancelamento de pólos e zeros.
A função de distribuição utilizada no modelo de Preisach modificado foi determinada
a partir das curvas decrescentes de primeira ordem utilizando um algoritmo genético. A
identificação dos parâmetros do modelo de aproximação ao limite adiabático modificado foi
obtida diretamente dos valores experimentais do lago principal da histerese característica.
Os modelos obtidos experimentalmente foram utilizados para gerar lagos de histerese que
foram comparados com dados experimentais. Os resultados obtidos são considerados satisfatórios.
Entretanto, os modelos desenvolvidos reproduzem apenas de forma aproximada
o fenômeno da histerese do filme de V02- As discrepâncias entre a modelagem e os dados
experimentais podem ser atribuídas, principalmente para a propriedade de congruência, a
limitações na implementação numérica do modelo, ao controle preciso da temperatura do
filme e a limitações da plataforma experimental. |
pt_BR |
dc.publisher.country |
Brasil |
pt_BR |
dc.publisher.department |
Centro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEI |
pt_BR |
dc.publisher.program |
PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA |
pt_BR |
dc.publisher.initials |
UFCG |
pt_BR |
dc.subject.cnpq |
Engenharia Elétrica |
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dc.title |
Caracterização e modelagem das propriedades ópticas de sensores de dióxido de vanádio. |
pt_BR |
dc.date.issued |
2001-07-18 |
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dc.description.abstract |
I n this work the characterization and modelling of the optical properties of a vanadium
dioxide sensor ( V 0 2 ) are studied. These sensors present a crystalographic transformation
induced by temperature and exhibit hysteresis. For the modelling of the optical properties
in the phase plan i t was necessary to adapt the classic Preisach model and the adiabatic limit
approximation model. In the Preisach model it was necessary to redefine the elementary
hysteresis operator, to choose a distribution function and to adopt a new interpretation
of the Preisach triangle. In the adiabatic limit approximation model the expression that
represents the adiabatic equilibrium limits was also modified.
An experimental platform was developed to submit the film of V02 to a controlled
temperature variation in order to allow the characterization of its optical properties. The
wiping-out and congruency properties and the accommodation phenomenon were observed
experimentally. The temperature was controlled by using a Peltier module. The linearization
around an operation point made possible the Peltier module to be represented by a
second order linear system with temperature dependent parameters. The model of the
Peltier module was identified for nine operating points and a scheduling PID temperature
controller was designed by the zero-pole cancellation technique.
The distribution function used in the modified Preisach model was determined from the
first-order descending transition curves by using a genetic algorithm. The parameters of
the modified adiabatic limit approximation model were obtained directly from the experimental
data of the major hysteresis loop. The models obtained experimentally were used to
generate hysteresis loops that were compared with the experimental data. The obtained results
are considered satisfactory. However, the developed models reproduce approximately
the hysteresis phenomenon of the film of VQ2. The discrepancies between the calculated
and the experimental data, mainly for the congruency property, can be attributed to limitations
in the numeric implementation of the model, to the film temperature control and
the experimental platform limitations. |
pt_BR |
dc.identifier.uri |
http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/10949 |
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dc.date.accessioned |
2020-01-14T18:33:42Z |
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dc.date.available |
2020-01-14 |
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dc.date.available |
2020-01-14T18:33:42Z |
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dc.type |
Dissertação |
pt_BR |
dc.subject |
Histerese |
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dc.subject |
Dióxido de Vanádio |
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dc.subject |
Propriedades Ópticas |
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dc.subject |
Modelo de Preisoch |
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dc.subject |
Hysteresis |
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dc.subject |
Vanadium Dioxide |
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dc.subject |
Optical Properties |
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dc.subject |
Preisoch Model |
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dc.rights |
Acesso Aberto |
pt_BR |
dc.creator |
FONTANA, Márcio. |
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dc.publisher |
Universidade Federal de Campina Grande |
pt_BR |
dc.language |
por |
pt_BR |
dc.title.alternative |
Characterization and modeling of the optical properties of vanadium dioxide sensors. |
pt_BR |
dc.identifier.citation |
FONTANA, Márcio. Caracterização e modelagem das propriedades ópticas de sensores de dióxido de vanádio. 2001. 111 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal da Paraíba – Campus II - Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2001. |
pt_BR |