APLICAÇÃO DE MATERIAIS COM MAGNETOSTRICÇÃO GIGANTE EM SENSORES DE DESLOCAMENTO SEM CONTACTO

A magnetostricção é a propriedade dos materiais ferromagnéticos de se deformarem pela presença de um campo magnético externo. Trata-se de uma propriedade inerente ao material, que não muda com o tempo. Materiais que apresentam deformações da ordem de 10-3 são conhecidos como materiais de magnetostricção gigante (GMM). Esta dissertação de mestrado estuda a aplicação destes materiais em sensores de deslocamento onde não há contacto entre o elemento cursor (um ímã) e o elemento sensor (GMM). O princípio de funcionamento consiste em aplicar um gradiente de campo magnético ao GMM que está fixo. O gradiente de campo magnético é gerado por um ímã preso ao componente ou estrutura na qual se quer medir o deslocamento. As variações no campo magnético no material GMM originados pelo deslocamento do ímã (estrutura), provocam uma deformação no GMM, que é detectada com extensômetros do tipo Strain Gauge ou Redes de Bragg. Neste trabalho apresenta-se a caracterização da deformação de GMM em relação a um campo constante aplicado, e análises do seu comportamento para diferentes geometrias. Efeitos de pressão, polarização com um segundo ímã, e diferentes gradientes de campo magnético são também estudados. É observado um comportamento local para a deformação quando a medida é realizada em diferentes regiões do GMM. Os resultados obtidos permitiram a medição de deslocamentos de alguns micra estando o elemento sensor a até 10 mm de distância do elemento cursor.Magnetostriction is a property of ferromagnetic materials to deform in the presence of a magnetic field. Magnetostriction is an inherent property of magnetic materials, which is unchangeable with time. Materials exhibiting strains in the order of 10-3 are known as giant magnetostrictive materials (GMM).In this dissertation we study the application of these materials in displacement sensors where there is not contact between the cursor element (magnet) and sensor element (GMM). Its principle of operation consists of applying a magnetic field gradient to a GMM located at a fixed position. The magnetic field gradient is produced by a magnet attached to the component or structure in which the displacement will be measured.The variation on the magnetic field in the GMM position originated from the displacement of the magnet, results in a strain in the GMM that can be detected with a Strain Gauge or Bragg Grating extensometers. In this work is presented the characterization of the strain on GMM cuboids against a constant magnetic field and the analysis of its behavior for different geometries. Effects of pressure, polarization with a second magnet, and different gradients of magnetic field are also studied. It is observed a local behavior for strains when it is measured in different regions of GMM cuboid. The results obtained allow us to measure displacements of about few micra when the sensor is at a distance of 10 mm from the cursor element