Un nodo de sensor de inclinación que incorpora un algoritmo de fusión de datos para el monitoreo de salud estructural basado en vibraciones
Autores: Testoni, Nicola; Zonzini, Federica; Marzani, Alessandro; Scarponi, Valentina; De Marchi, Luca
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Un nodo de sensor de inclinación que incorpora un algoritmo de fusión de datos para el monitoreo de salud estructural basado en vibraciones
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Miniaturizado
Red de sensores
MEMS
Aceleraciones
Velocidades angulares
Fusión de datos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 47
Citaciones: Sin citaciones
Este trabajo describe una red de sensores miniaturizada basada en nodos de sensores microelectromecánicos (MEMS) de bajo consumo, ligeros y de pequeño tamaño, capaces de medir simultáneamente aceleraciones tridimensionales y velocidades angulares tridimensionales. Se aplica un algoritmo de fusión de datos en tiempo real basado en filtros complementarios para extraer ángulos de inclinación. El dispositivo resultante está diseñado para mostrar un rendimiento competitivo en todo el rango de frecuencia de las unidades inerciales. Además de la capacidad para proporcionar medidas precisas tanto en condiciones estáticas como dinámicas, se ha diseñado un proceso de optimización para hacer que el procedimiento de fusión se ejecute eficientemente en el sensor. Se llevó a cabo una campaña experimental en una viga de acero fijada equipada con una red que comprende varios nodos de sensores para evaluar la fiabilidad de la arquitectura desarrollada. Las métricas de rendimiento revelaron un acuerdo satisfactorio con el modelo físico, lo que hace que la red sea adecuada para escenarios de monitoreo de inclinación en tiempo real.
Descripción
Este trabajo describe una red de sensores miniaturizada basada en nodos de sensores microelectromecánicos (MEMS) de bajo consumo, ligeros y de pequeño tamaño, capaces de medir simultáneamente aceleraciones tridimensionales y velocidades angulares tridimensionales. Se aplica un algoritmo de fusión de datos en tiempo real basado en filtros complementarios para extraer ángulos de inclinación. El dispositivo resultante está diseñado para mostrar un rendimiento competitivo en todo el rango de frecuencia de las unidades inerciales. Además de la capacidad para proporcionar medidas precisas tanto en condiciones estáticas como dinámicas, se ha diseñado un proceso de optimización para hacer que el procedimiento de fusión se ejecute eficientemente en el sensor. Se llevó a cabo una campaña experimental en una viga de acero fijada equipada con una red que comprende varios nodos de sensores para evaluar la fiabilidad de la arquitectura desarrollada. Las métricas de rendimiento revelaron un acuerdo satisfactorio con el modelo físico, lo que hace que la red sea adecuada para escenarios de monitoreo de inclinación en tiempo real.