Caracterização e modelagem das propriedades ópticas de sensores de dióxido de vanádio. - FONTANA, Márcio. (2001)
Nesse trabalho estuda-se a caracterização e modelagem das propriedades ópticas de sensores de dióxido de vanádio (VO2). Esses sensores sofrem uma transformação cristalográfica induzida por temperatura e exibem o fenômeno de histerese. Para a modelagem das propriedades ópticas no piano de fase foi necessário adaptar o modelo clássico de Preisach e o modelo de aproximação ao limite adiabático. No modelo de Preisach foi necessário redefinir o operador da histerese elementar, escolher uma função de distribuição e adotar uma nova interpretação do triangulo de Preisach. No modelo de aproximação ao limite adiabático foi modificado a função que representa o ciclo de equilíbrio adiabático. Uma plataforma experimental foi desenvolvida para submeter o filme de VO2 a uma variação de temperatura controlada e, desse modo, permitir a caracterização de suas propriedades ópticas. As propriedades de remoção e congruência e 0 fenômeno de acomodação, também, foram testadas experimentalmente. A variação da temperatura da plataforma experimental foi obtida utilizando um módulo Peltier. A linearização em torno de um ponto de operação possibilitou que o módulo Peltier pudesse ser representado por um sistema linear de segunda ordem com os parâmetros dependentes da temperatura. O módulo Peltier foi identificado para nove pontos de operação e um controlador de temperatura do tipo PID escalonado foi projetado utilizando a técnica de cancelamento de pólos e zeros. A função de distribuição utilizada no modelo de Preisach modificado foi determinada a partir das curvas decrescentes de primeira ordem utilizando um algoritmo genético. A identificação dos parâmetros do modelo de aproximação ao limite adiabático modificado foi obtida diretamente dos valores experimentais do lago principal da histerese característica. Os modelos obtidos experimentalmente foram utilizados para gerar lagos de histerese que foram comparados com dados experimentais. Os resultados obtidos são considerados satisfatórios. Entretanto, os modelos desenvolvidos reproduzem apenas de forma aproximada o fenômeno da histerese do filme de V02- As discrepâncias entre a modelagem e os dados experimentais podem ser atribuídas, principalmente para a propriedade de congruência, a limitações na implementação numérica do modelo, ao controle preciso da temperatura do filme e a limitações da plataforma experimental.