|
|
Využití uměle vytvořeného slabého magnetického pole pro navigaci ve 3D prostoru
Váňa, Dominik ; Beneš, Petr (oponent) ; Havránek, Zdeněk (vedoucí práce)
Tato diplomová práce je zaměřena na využití uměle vytvořeného slabého magnetického pole pro navigaci v 3D prostoru. Teoretická část textu pojednává o obecných vlastnostech magnetického pole a jeho popisu. V další pasáži teoretické části je rozebrán přehled měřicích principů magnetického pole. Na základě různých typů měřicích principů je v práci zpracován přehled komerčně dostupných miniaturních snímačů pro měření magnetického pole s rozsahem do 10 mT. Speciálně se práce zaměřuje na magnetorezistivní princip a fluxgate snímače. Dále teoretická část obsahuje popis metod pro modelování magnetického pole jednoduchých permanentních magnetů a různých sestav magnetů. V neposlední řadě je v teoretické části proveden patentový průzkum zařízení, která se používají pro lokalizaci magnetů, které jsou instalovány do nitrodřeňového hřebu, který se používá při intramedulární stabilizaci mnohačetných zlomenin lidských kostí. Lokalizací magnetu v hřebu je možné přesně určit polohu upevňovacích otvorů. Praktická část práce obsahuje analýzu chování magnetického pole v okolí různých magnetických sestav, které byly vymodelovány v programu COMSOL Multiphysics využívající metodu konečných prvků. Modely byly vytvořeny se snahou blíže analyzovat chování magnetického pole v okolí magnetů a zároveň nalézt možné analytické funkce, pomocí kterých by bylo možné určit polohu magnetu v prostoru vůči snímací sondě. Výsledkem práce je analýza různých sestav, která obsahuje grafy různých závislostí a předpis polynomiálních funkcí, které tyto závislosti aproximují. Další částí práce je návrh sondy, která slouží k lokalizaci magnetického cíle. V práci jsou popsány dvě možné metody lokalizace. Pro diferenční metodu je vytvořen obsluhující software v prostředí LabVIEW. Sonda založená na této metodě je plně schopna lokalizovat magnet ve 2D rovině. Metoda prohledávání stavového prostoru je popsána pouze teoreticky.
|
|
|
Návrh čtecí hlavy pro magnetický čárový kód
Kadlčík, Libor ; Drexler, Petr (oponent) ; Mikulka, Jan (vedoucí práce)
Magnetický čárový kód se skládá z feromagnetických proužků natištěných na podkladovém materiálu. Množství feromagnetika v proužcích je malé, a proto snímání magnetického čárového kódu vyžaduje citlivé metody. Bude popsán princip snímačů slabého magnetického pole (feromagnetické sondy) a metod zjišťování přítomnosti malého množství feromagnetika (rezonanční obvod, diferenční sonda). Některé snímače produkují kmitočtově modulovaný signál, zaměříme se rovněž na kmitočtové demodulátory. Sejmutý čárový kód je zkreslen konvolučním zkreslením, bude popsán princip rekonstrukčních metod. Zkompletované zařízení se skládá ze snímacího oscilátoru, kmitočtového demodulátoru, zesilovače a rekonstrukčního obvodu. Kmitočtová demodulace je realizována fázovým závěsem a rozdílovým demodulátorem. Rekonstrukce je založena na metodě hledání inflexního bodu, jejímž výstupem je obdélníkový signál představující proužky čárového kódu. Návrh všech těchto bloků je popsán. Zařízení je schopno snímat magnetické čárové kódy a rovněž rekonstruovat konvolučně zkreslený sejmutý signál. Sestavený rozdílový demodulátor vykazuje malý vlastní šum a malý teplotní drift (na rozdíl od fázového závěsu). Rekonstrukční obvod bez problémů zpracovává signál náležící proužkům čárového kódu o šířce 2 mm, užší proužky (1 mm) v určitých případech působí potíže (způsobeno velkou mírou konvolučního zkreslení).
|
|
|
Využití uměle vytvořeného slabého magnetického pole pro navigaci ve 3D prostoru
Váňa, Dominik ; Beneš, Petr (oponent) ; Havránek, Zdeněk (vedoucí práce)
Tato diplomová práce je zaměřena na využití uměle vytvořeného slabého magnetického pole pro navigaci v 3D prostoru. Teoretická část textu pojednává o obecných vlastnostech magnetického pole a jeho popisu. V další pasáži teoretické části je rozebrán přehled měřicích principů magnetického pole. Na základě různých typů měřicích principů je v práci zpracován přehled komerčně dostupných miniaturních snímačů pro měření magnetického pole s rozsahem do 10 mT. Speciálně se práce zaměřuje na magnetorezistivní princip a fluxgate snímače. Dále teoretická část obsahuje popis metod pro modelování magnetického pole jednoduchých permanentních magnetů a různých sestav magnetů. V neposlední řadě je v teoretické části proveden patentový průzkum zařízení, která se používají pro lokalizaci magnetů, které jsou instalovány do nitrodřeňového hřebu, který se používá při intramedulární stabilizaci mnohačetných zlomenin lidských kostí. Lokalizací magnetu v hřebu je možné přesně určit polohu upevňovacích otvorů. Praktická část práce obsahuje analýzu chování magnetického pole v okolí různých magnetických sestav, které byly vymodelovány v programu COMSOL Multiphysics využívající metodu konečných prvků. Modely byly vytvořeny se snahou blíže analyzovat chování magnetického pole v okolí magnetů a zároveň nalézt možné analytické funkce, pomocí kterých by bylo možné určit polohu magnetu v prostoru vůči snímací sondě. Výsledkem práce je analýza různých sestav, která obsahuje grafy různých závislostí a předpis polynomiálních funkcí, které tyto závislosti aproximují. Další částí práce je návrh sondy, která slouží k lokalizaci magnetického cíle. V práci jsou popsány dvě možné metody lokalizace. Pro diferenční metodu je vytvořen obsluhující software v prostředí LabVIEW. Sonda založená na této metodě je plně schopna lokalizovat magnet ve 2D rovině. Metoda prohledávání stavového prostoru je popsána pouze teoreticky.
|
|
|
Návrh čtecí hlavy pro magnetický čárový kód
Kadlčík, Libor ; Drexler, Petr (oponent) ; Mikulka, Jan (vedoucí práce)
Magnetický čárový kód se skládá z feromagnetických proužků natištěných na podkladovém materiálu. Množství feromagnetika v proužcích je malé, a proto snímání magnetického čárového kódu vyžaduje citlivé metody. Bude popsán princip snímačů slabého magnetického pole (feromagnetické sondy) a metod zjišťování přítomnosti malého množství feromagnetika (rezonanční obvod, diferenční sonda). Některé snímače produkují kmitočtově modulovaný signál, zaměříme se rovněž na kmitočtové demodulátory. Sejmutý čárový kód je zkreslen konvolučním zkreslením, bude popsán princip rekonstrukčních metod. Zkompletované zařízení se skládá ze snímacího oscilátoru, kmitočtového demodulátoru, zesilovače a rekonstrukčního obvodu. Kmitočtová demodulace je realizována fázovým závěsem a rozdílovým demodulátorem. Rekonstrukce je založena na metodě hledání inflexního bodu, jejímž výstupem je obdélníkový signál představující proužky čárového kódu. Návrh všech těchto bloků je popsán. Zařízení je schopno snímat magnetické čárové kódy a rovněž rekonstruovat konvolučně zkreslený sejmutý signál. Sestavený rozdílový demodulátor vykazuje malý vlastní šum a malý teplotní drift (na rozdíl od fázového závěsu). Rekonstrukční obvod bez problémů zpracovává signál náležící proužkům čárového kódu o šířce 2 mm, užší proužky (1 mm) v určitých případech působí potíže (způsobeno velkou mírou konvolučního zkreslení).
|
host ::
RSS.