Quasi-distributed sensing of forces with optical fiber Bragg grating transducers

This work describes the development of a tactile sensing array instrumented with fiber Bragg gratings. The system can detect up to four loads simultaneously applied on the array in different positions by using compressive sensing. The sensing array is composed of six Bragg gratings encapsulated in a sheet of silicone elastomer with the aid of a mold manufactured with a 3D printer. Response and sensitivity to applied loads and temperature changes, were assessed for one encapsulated FBG. Results obtained in tests of force mapping with the sensor array divided into eight sensing areas are presented. Average SNR higher than 19 dB and relative mean errors less than 10.5 % were obtained. The ability of the sensor array to detect forces applied by the finger tips is also demonstrated.Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do ParanáEste trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema de sensoriamento tátil com transdutores de rede de Bragg em fibra ótica capaz de detectar até quatro cargas aplicadas simultaneamente em diferentes posições, utilizando a técnica de sensoriamento compressivo. Seis redes de Bragg, encapsuladas em borracha de silicone com auxílio de um molde confeccionado através de uma impressora 3D, formam a matriz de sensores táteis. Apresentam-se às respostas e sensibilidades do sensor com respeito às deformações mecânicas longitudinais e variações de temperatura. Por fim, apresentam-se os resultados obtidos durante os testes de mapeamento de forças aplicadas na matriz de sensores dividida em oito regiões de sensoriamento. Os resultados mostram SNRs médias maiores do que 19 dB e erros relativo médio menores que 10,5 %. Em adição, mostra-se o funcionamento da matriz de sensores táteis quando são aplicadas forças táteis por meio dos dedos da mão