Neste trabalho é apresentado um método para medição de deslocamentos sem contato, utilizando sensores magnetoresistivos, os quais são sensibilizados pela variação do campo magnético produzido por um imã permanente em deslocamento no espaço. Os sensores magnetoresistivos possuem, internamente, uma ponte de Wheathestone, onde a resistência varia conforme varia o campo magnético, de modo que o circuito mais indicado para este caso é um amplificador e um filtro para cada sensor. O principal objetivo do trabalho é a obtenção de uma técnica para medir deslocamentos sem contato, e estender os resultados para medida de movimentos mandibulares. A montagem consiste de duas placas de celeron, distantes 30mm uma da outra e unidas por parafusos de polietileno. Em cada uma destas placas foram dispostos quatro sensores, num total de oito, sendo que para cada um deles existe um circuito de amplificação e filtragem do sinal de saída. Sob uma chapa de alumínio foi fixado este equipamento e uma mesa de calibração em 3D, a qual, após a obtenção da matriz de calibração, foi substituída por um emulador de movimento mandibular. Os parâmetros do modelo foram estimados através do método dos mínimos quadrados com auxílio do software Matlab, Release 12. Este software também foi utilizado para o sistema de aquisição de dados durante a realização dos experimentos. A imprecisão dos resultados obtidos na determinação dos deslocamentos, está na ordem de décimos de milímetros. O trabalho apresenta, também, o mapeamento do campo magnético do magneto utilizado nos experimentos através do software FEM2000 – Método de elementos finitos aplicado ao eletromagnetismo.

Estágio realizado no Royal Institute of Technology (KTH), Stockholm, Sweden e orientado pelo Prof. Doutor Karl Henrik Johansson / Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores - Major Automação. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Biologia, Pós-graduação em Nanociência e Nanobiotecnologia, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-04-27T18:16:20Z No. of bitstreams: 1 2015_PauloRobertodosSantos.pdf: 3035381 bytes, checksum: b61c480db51b39b4ede83c3ae01411fe (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2016-05-04T14:39:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_PauloRobertodosSantos.pdf: 3035381 bytes, checksum: b61c480db51b39b4ede83c3ae01411fe (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-04T14:39:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_PauloRobertodosSantos.pdf: 3035381 bytes, checksum: b61c480db51b39b4ede83c3ae01411fe (MD5) / Testes com ensaio imunológico tornaram-se uma importante ferramenta para diagnóstico clínico e em desenvolvimento de pesquisa. É cada vez mais crescente a aplicação de nanopartículas magnéticas em ensaios imunológicos afim de separar e quantificar antígenos. Normalmente o diâmetro da nanopartícula em conjunto com a cobertura é de algumas dezenas de nanômetros até alguns micrômetros. Na medicina, essas nanopartículas podem ser usadas tanto “in vivo” (partículas introduzidas no corpo do paciente) como “in vitro” (ensaios imunológicos e outros tipos de manipulação). No caso do uso “in vivo” existe a limitação do tamanho que é de até da ordem de poucas centenas de nanômetros. Nesta dissertação propomos um protótipo para o estudo e desenvolvimento de um sistema de baixo custo para detecção de nanopartículas magnéticas em meio líquido utilizando sensores magnéticos disponíveis no mercado. / Tests with immunoassay become an important tool in clinical diagnostics and in research development. It is ever increasing application of magnetic nanoparticles in immunological assays in order to separate and quantify antigens. Typically the diameter of the nanoparticle together with the cover is a few tens of nanometers to a few micrometers . In medicine, these nanoparticles can be used both " in vivo " ( particles introduced into the patient's body) and "in vitro " ( immunoassays and other manipulation) . In the case of use " in vivo " There is a size limitation which is up to the order of a few hundred nanometers. In this work we propose a prototype for the study and development of a low cost system for detection of magnetic nanoparticles in liquid media using magnetic sensors available on the market.

Este trabalho tem como objetivo o estudo e o desenvolvimento de um transdutor magnético de posição, cujo princípio de funcionamento é baseado na relação entre a distribuição do fluxo magnético em sua estrutura, provido por uma fonte de fluxo magnético constante, c.c. ou c.a., e a posição linear da parte móvel do transdutor ao longo de sua direção de deslocamento ou excursão. O transdutor pode ter entreferros de medição para medir a indução magnética nas culatras laterais, com fluxo magnético de excitação constante, c.c. ou c.a., ou não ter entreferros de medição, caso em que apenas fluxo magnético de excitação c.a. é empregado. Em ambos os casos, com fluxo magnético de excitação c.a., bobinas exploradoras foram usadas para medir o fluxo magnético estabelecido nas culatras de acordo com a posição da parte móvel do transdutor. Para o primeiro caso foi desenvolvido um protótipo no qual o material das culatras é aço maciço. Para o segundo foram desenvolvidos dois protótipos, um com barra de aço maciça, e o outro com núcleo de lâminas de Fe-Si. Além de se desenvolver uma modelagem analítica para estudar o transdutor, empregou-se, como ferramenta auxiliar de simulação, uma modelagem eletromagnética por elementos finitos. Os resultados teóricos, simulados e experimentais são esclarecedores e demonstram que o transdutor confeccionado com lâminas de Fe-Si e excitação através de fluxo magnético c.a. apresenta uma saída linear. É demonstrado também que a metodologia proposta e utilizada na modelagem e na concepção do transdutor são adequadas e indicam o domínio da teoria e da tecnologia propostas. As configurações sugeridas são extensivamente analisadas por este trabalho No caso do transdutor com fluxo magnético c.a. proposto e resultante desse estudo, sua topologia pode ser considerada inovadora, não sofrendo um efeito de histerese no seu sinal de saída devido à histerese magnética de suas culatras ferromagnéticas como acontece no transdutor com fluxo magnético c.c.. Isso, entre outras razões, ensejou o depósito de sua patente. Adicionalmente, é robusto, de fácil confecção, com enrolamentos que não requerem uma montagem de precisão como em outros transdutores eletromagnéticos de posição, e de baixo custo.

Neste trabalho experimental, apresenta-se várias propostas para a construção de sensores termoelétricos para a medida da radiação solar. 0s sensores construídos segundo estas propostas obedecem 4 configurações geométricas, e têm seus princípios de funcionamento de acordo com dois sistemas: Preto e Branco e de Grande Capacidade Calorífica. 0s materiais utilizados são facilmente encontrados no mercado brasileiro, e a técnica de construção é simples e assegura a reprodutibilidade dos instrumentos. Uma das grandes vantagens oferecidas por alguns destes instrumentos é a possibilidade da utilização de instrumentos auxliares de leitura, baratos e comuns no mercado brasileiro. Enfim, os instrumentos construídos para este trabalho são considerados bons, fornecem um sinal de saída alto e um custo relativamente baixo, quando comparado aos instrumentos importados. / In this experimental work, we are presenting some proposals for the construction of themo-electrical sensors to measure solar radiation. According to these proposals, the sensors built so far have four geometrical constructions and their functioning are based on two systems: Black an White and Ful I-black. The material used can be easily on the Brazilian market; their construction tecnique is simple which garantees the reproductibility of the instruments. One of the greatest advantages of some of these instruments is the possibility of using auxiliary reading instruments which are cheap and available on the B r a z i l ian rnarket. Final ly , the instruments constructed throughout t h i s work are considered good; they have a high output and can be built at a low cost when compared with imported ones.

Neste trabalho é apresentado um método para medição de deslocamentos sem contato, utilizando sensores magnetoresistivos, os quais são sensibilizados pela variação do campo magnético produzido por um imã permanente em deslocamento no espaço. Os sensores magnetoresistivos possuem, internamente, uma ponte de Wheathestone, onde a resistência varia conforme varia o campo magnético, de modo que o circuito mais indicado para este caso é um amplificador e um filtro para cada sensor. O principal objetivo do trabalho é a obtenção de uma técnica para medir deslocamentos sem contato, e estender os resultados para medida de movimentos mandibulares. A montagem consiste de duas placas de celeron, distantes 30mm uma da outra e unidas por parafusos de polietileno. Em cada uma destas placas foram dispostos quatro sensores, num total de oito, sendo que para cada um deles existe um circuito de amplificação e filtragem do sinal de saída. Sob uma chapa de alumínio foi fixado este equipamento e uma mesa de calibração em 3D, a qual, após a obtenção da matriz de calibração, foi substituída por um emulador de movimento mandibular. Os parâmetros do modelo foram estimados através do método dos mínimos quadrados com auxílio do software Matlab, Release 12. Este software também foi utilizado para o sistema de aquisição de dados durante a realização dos experimentos. A imprecisão dos resultados obtidos na determinação dos deslocamentos, está na ordem de décimos de milímetros. O trabalho apresenta, também, o mapeamento do campo magnético do magneto utilizado nos experimentos através do software FEM2000 – Método de elementos finitos aplicado ao eletromagnetismo.

Este trabalho aborda o design, a fabricação e a caracterização de um sensor óptico de posição, o múltiplo PSD (Position Sensitive Detector). O sensor é composto de 64 PSDs unidimensionais em paralelo. O PSD é um sensor do qual o sinal de saída é uma medida direta do centro de gravidade do spot do feixe de luz que incide sobre ele, devido ao foto-efeito lateral. O múltiplo PSD foi fabricado com tecnologia planar de silício. No processo de fabricação foram utilizadas três máscaras litográficas e realizadas duas implantações iônicas de boro para formação de uma camada tipo-p no substrato de silício tipo-n. O sensor foi caracterizado elétrica e opticamente. Da caracterização elétrica, obtiveram-se informações dos contatos de alumínio e da resistência dos PSDs (resistência média de 570 kΩ), através das medidas I-V. Das medidas I-V feitas entre PSDs vizinhos obteve-se uma tensão de ruptura de 25 V. A caracterização óptica mostrou que os PSDs têm boa linearidade (cerca de 0,1 % de não linearidade) e resolução melhor que 10 μm. Análises com variação de potência do feixe de luz foram realizadas. A partir de 10 μW de potência do feixe, observou-se uma saturação da sensibilidade do PSD em aproximadamente 10 mV/mm e da foto-tensão lateral em aproximadamente 60 mV, quando o feixe estava incidindo num ponto fixo na área ativa a cerca de 5 mm de um contato, numa variação da potência de 78 nW a 65 μW. Medidas de balanceamento com dois feixes também foram realizadas, sendo obtidas funções de transferência com a variação das potências dos dois feixes para distâncias entre feixes de aproximadamente 2 e 11 mm. Elas mostraram que a sensibilidade aumenta com o aumento da potência e a distância entre os feixes. Foram feitas medidas com os dois feixes incidindo em pontos simétricos ao ponto de tensão nula. Alterando a potência de um dos feixes, a foto-tensão lateral varia no mesmo sentido da variação entre as potências dos feixes. Essa medida confirma a utilização do dispositivo como um diferenciador de sinal óptico, que pode ser usado em várias aplicações, e.g. em um espectrômetro diferencial. / This work deals with design, fabrication and characterization of an optical position sensor, so-called multiple PSD. The sensor is made of 64 one-dimensional PSDs made parallel to each other. A Position Sensitive Detector - PSD is a sensor which produces a signal that is a direct measure for the centre of gravity of the incident light beam due to the lateral photo-effect. The silicon planar technology was used to make multiple PSDs. Three photo masks were used in the fabrication process in which two boron ion implantations were employed to make a p-type layer in an n-type silicon substrate. Electrical and optical characterizations were realized on the sensor. From electrical characterization, information about the resistive layer and aluminium contacts on resistive layers was obtained. The mean resistance was 570 kΩ. I-V characteristics were measured between neighbour PSDs, from where one can see the breakdown voltage in about 25 V. The optical characterization showed the PSDs have about 0,1% nonlinearity and resolution better than 10 μm. Analyses with variations of the light beam’s power were made. These measurements showed that for a power from about 10 μW, the PSD sensibility saturated in about 10 mV/mm as well as the lateral photo voltage in about 60 mV, when the light beam was hitting the active area on a fixed point located about 5 mm from a contact, within 78 nW to 65 μW range power. In balancing measurements with two light beams placed about 2 mm (and later 11 mm) away from each other and with power variation, transfer functions were obtained. They showed sensitivity grows with increase of power and distance between the light beams. Measurements with the two beams hitting two symmetrical points to the null voltage point were made, from where one can see lateral voltage is null for beams with the same power. Changing the power of one of the beams, the lateral voltage moves in the same direction of the variation between the beam powers. This result confirms the use of a PSD like an optical differentiator, in this way it can be used in several applications, e.g. in a differential spectrometer.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-10-26T12:30:16Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 19886064 bytes, checksum: f017199a92b654adc9435dc54d74297c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-26T12:30:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 19886064 bytes, checksum: f017199a92b654adc9435dc54d74297c (MD5) Previous issue date: 2017-07-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os transistores são dispositivos de três terminais com propriedades bem definidas, capaz de chavear ou amplificar sinais elétricos. Esses dispositivos representam uma das revoluções científico-tecnológicas de maior impacto sobre a sociedade moderna. Existem vários tipos de transistores, porém nesta dissertação daremos destaque ao transistor de base metálica (TBM). Os TBM’s são constituídos por uma camada metálica ultrafina, conhecida como base, posicionada entre duas camadas semicondutoras conhecidas como emissor e coletor. Os TBM’s são largamente utilizados em circuitos de alta frequência por não necessitarem de tempo para recombinação dos portadores minoritários, uma vez que estes não apresentam papel fundamental nas junções do tipo Schottky [1,8]. Neste trabalho serão estudados os TBM’s, porém a base ser ́a composta por um metal ferro- magnético, material que apresenta magnetorresistência do tipo anisotŕopica (AMR) [5]. Esses transistores são conhecidos como transistores de base metálica magnéticos. Sendo assim, as características elétricas do dispositivo dependerão do campo magnético ao qual está submetido, tornando-o promissor para aplicações tecnológicas, como, por exemplo, sensores magnéticos. Foi utilizada a eletrodeposição como principal técnica para produzir filmes finos de ligas de FeNi e ZnO. Antes da confecção dos dispositivos, os filmes de FeNi e ZnO foram caracterizados morfologicamente, topologicamente, eletricamente e magneticamente, afim de certificar a qualidade do dispositivo final. Os filmes de FeNi apresentaram boa aderência ao substrato utilizado, foi escolhido um filme acima do tempo de percolação e observou-se uma AMR de 0.13% na configuração longitudinal e 0.31% na configuração transversal. Além disso, um campo coercivo de ~ 70Oe. Foram realizadas curvas de Transistor a temperatura ambiente e a 50K, na ausência e na presença de campo magnético. O dispositivo apresentou um ganho de α = 0.96% e α = 0.10% na configuração de base-comum (CBC) para T=300K e T=50K, respectivamente. As caracterizações magnéticas apontaram variações em torno de 1% na corrente de coletor na CBC, sendo portanto, um aumento de ∼ 10x em relação a AMR da liga FeNi. / Transistors are three-terminal devices with well-defined properties, capable of switching or amplifying electrical signals. These devices represent one of the scientific-technological revolutions that have the greatest impact on a modern society. There are several types of transistors, however in this dissertation we will highlight the metallic base transistor (TBM).The TBMs consist of an ultra thin metallic layer, known as a base, placed between two semiconductor layers known as emitter and collector. The TBMs are widely used in high frequency circuits because they do not require time for the reconfiguration of minority carriers, since these do not play a fundamental role in the Schottky-type junctions [1,8]. In this work to be studied the MBT’s, but the metal base will be composed of a ferromagnetic, layer that has magnetoresistance of the anisotropic type (AMR) [5]. These transistors are knowing as magnetic metal base transistor. Thus, electrical characteristics of the device will depend on the magnetic field, to which it is subjected, making it promising for technological applications, such as magnetic sensors. Electrodeposition was used as the main technique for producing thin alloy layers of FeNi and ZnO. Before devices confection, the layers of FeNi e ZnO were by characterized morphologically, topologically, electrically and magnetically, in order to certify the quality of the final device. The layers of FeNi has a good adhesion to the substrate used, a layer above the percolation time was chosen and was observed one AMR of 0, 13% in the longitudinal configuration and 0, 31% in the transversal configuration. In addition, a coercive field of ∼ 70Oe. Transistor curves were realized at room temperature and at 50K. The device showed a gain of α = 0.96 and α = 0.10 in the common-base configuration (CBC) for T=300K and T=50K, respectively. The magnetic characterizations they point out are around 1% in the collector current in the CBC, thus, an increase of ∼ 10x in relation to the AMR of the FeNi alloy.

Neste trabalho é apresentado um método para medição de deslocamentos sem contato, utilizando sensores magnetoresistivos, os quais são sensibilizados pela variação do campo magnético produzido por um imã permanente em deslocamento no espaço. Os sensores magnetoresistivos possuem, internamente, uma ponte de Wheathestone, onde a resistência varia conforme varia o campo magnético, de modo que o circuito mais indicado para este caso é um amplificador e um filtro para cada sensor. O principal objetivo do trabalho é a obtenção de uma técnica para medir deslocamentos sem contato, e estender os resultados para medida de movimentos mandibulares. A montagem consiste de duas placas de celeron, distantes 30mm uma da outra e unidas por parafusos de polietileno. Em cada uma destas placas foram dispostos quatro sensores, num total de oito, sendo que para cada um deles existe um circuito de amplificação e filtragem do sinal de saída. Sob uma chapa de alumínio foi fixado este equipamento e uma mesa de calibração em 3D, a qual, após a obtenção da matriz de calibração, foi substituída por um emulador de movimento mandibular. Os parâmetros do modelo foram estimados através do método dos mínimos quadrados com auxílio do software Matlab, Release 12. Este software também foi utilizado para o sistema de aquisição de dados durante a realização dos experimentos. A imprecisão dos resultados obtidos na determinação dos deslocamentos, está na ordem de décimos de milímetros. O trabalho apresenta, também, o mapeamento do campo magnético do magneto utilizado nos experimentos através do software FEM2000 – Método de elementos finitos aplicado ao eletromagnetismo.

Neste trabalho experimental, apresenta-se várias propostas para a construção de sensores termoelétricos para a medida da radiação solar. 0s sensores construídos segundo estas propostas obedecem 4 configurações geométricas, e têm seus princípios de funcionamento de acordo com dois sistemas: Preto e Branco e de Grande Capacidade Calorífica. 0s materiais utilizados são facilmente encontrados no mercado brasileiro, e a técnica de construção é simples e assegura a reprodutibilidade dos instrumentos. Uma das grandes vantagens oferecidas por alguns destes instrumentos é a possibilidade da utilização de instrumentos auxliares de leitura, baratos e comuns no mercado brasileiro. Enfim, os instrumentos construídos para este trabalho são considerados bons, fornecem um sinal de saída alto e um custo relativamente baixo, quando comparado aos instrumentos importados. / In this experimental work, we are presenting some proposals for the construction of themo-electrical sensors to measure solar radiation. According to these proposals, the sensors built so far have four geometrical constructions and their functioning are based on two systems: Black an White and Ful I-black. The material used can be easily on the Brazilian market; their construction tecnique is simple which garantees the reproductibility of the instruments. One of the greatest advantages of some of these instruments is the possibility of using auxiliary reading instruments which are cheap and available on the B r a z i l ian rnarket. Final ly , the instruments constructed throughout t h i s work are considered good; they have a high output and can be built at a low cost when compared with imported ones.