INDICE
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INTRODUZIONE………...………...I 1 L’ESPERIMENTO STROMA ... 1 2 LA CELLA MICROFLUIDICA ... 6 2.1 Introduzione... 62.2 La stazione Spaziale Internazionale... 6
2.3 Kubik facility ... 8
2.3.1 Centrifuge insert... 9
2.3.2 Posizionamento delle celle... 10
2.3.3 Dissipazione e limiti di potenza ... 10
2.3.4 Bus di attivazione ... 11
2.4 Requisiti di progetto... 12
2.4.1 Requisiti meccanici ... 13
2.4.2 Requisiti elettrici... 13
2.5 STROMA design ... 14
2.5.1 Configurazione della cella... 14
2.5.2 Struttura meccanica della cella ... 15
2.5.2.1 Il corpo della cella... 16
2.5.2.2 La testa di sgancio ... 18 2.6 Elettronica di controllo ... 19 2.6.1 Interfaccia e protezione... 21 2.6.2 Controller ... 22 2.6.3 Regolazione e distribuzione... 22 2.7 Firmware ... 26 2.7.1 Flight mode ... 27 2.7.2 Egse mode... 28 2.8 Design budget ... 29
2.9 Apparecchiatura di supporto per le prove a terra ... 29
2.9.1 EGSE... 29
2.9.1.1 EGSE software... 31
2.9.2 MGSE ... 32
2.10 Tools per l’integrazione e l’inserimento dei fluidi ... 33
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3.1 Shape memory alloys(sma)... 34
3.2 Il nitinol ... 34
3.2.1 Metallurgia delle leghe Ni-Ti(Nickel-titanio)... 35
3.3 Caratteristiche microscopiche e macroscopiche dei materiali sma ... 37
3.3.1 Effetto memoria di forma ad unica via (one way sm) ... 40
3.3.2 Effetto memoria di forma a due vie (two way sm) ... 40
3.3.3 Superelasticità ... 41
3.3.4 Range di temperatura di funzionamento delle sma ... 42
3.4 Misura della temperatura di trasformazione ... 43
3.5 Attuatori con sma ... 46
3.6 Studio di una molla sma ... 48
3.6.1 Modello termico di una molla sma... 49
3.6.2 Modello con trasformazione di fase di una molla SMA ... 52
3.6.3 Modello meccanico di una molla SMA ... 54
3.7 Caratterizzazione delle molle SMA del progetto STROMA... 57
3.7.1 Misura della resistenza elettrica... 57
3.7.2 Misura della forza... 57
3.7.3 Risultati delle misure di forza delle molle SMA ... 63
3.7.4 Prime conclusioni per la caratterizzazione delle molle... 64
4 SISTEMA DI CARATTERIZZAZIONE AUTOMATIZZATO... 65
4.1 Introduzione... 65
4.2 Lo strain gage... 66
4.3 La cella di carico... 69
4.3.1 Criteri di scelta della cella di carico ... 72
4.4 Collegamento della cella di carico alla strumentazione di lettura ... 75
4.5 Tensione di riferimento... 76
4.6 Stadio di amplificazione... 78
4.7 Stadio di filtraggio... 81
4.8 Circuito di annullamento dell’offset... 84
4.9 Montaggio della scheda... 88
4.10 Montaggio del setup di misura... 89
4.11 Misura di forza... 90
5 CONCLUSIONI ... 93
