77
R
Z1
…R
Z4
=500±75 Ом; ρ
S
(R
Z
)=11±1 Ом
R
Т
=4000…9000 Ом; ρ
S
(R
Т
)=1000…1700 Ом/
;
H=300 мкм болғанда h=35…95 мкм; H=400 мкм болғанда h=110…310 мкм
Сурет 2.26 - Сегіз қырлы профилді және деформацияланған –өтелген
терморезисторлы жартылай өткізгішті сезімтал элементтер (R
Т
)
а)
б)
а– баптау және термокомпенсациялы элементі; б– иондалған терморезисторлы және жоғары
қоспаланған коммутациялық бөгет
Сурет 2.27 - Жартылай өткізгішті сезімтал элементтер
78
1 – мембрана; 2 – қалыңдатылған шалғай негізі; 3 – концентраторлы механикалық кернеу
Сурет 2.28 - Профилденген мембрананың сыртқы түрі
МСЭ иерархиясын жасаудың келесі деңгейлері (5 немесе 6) құрылымы мен
қалыптасуы аяқталған өлшеу модулы (ӨМ) болып табылады. Конфигурациясы
мен бағасы әртүрлі корпустарға орнатыла алатындығы ӨМ бағалы қасиеті
болып табылады. Әртүрлі ФШД арналған негізгі құрылымды ӨМ келтірейік
(сурет 2.29-2.34).
1-шыны втулка-ұстатқыш; 2-СЭ; 3-тезосызба; 4-ВЛК; 5- жұқа пленкалы өткізгіш; 6-байланыс
ауданы; 7-иілгіш өткізгіш; 8- жұқа пленкалы баптау элемент; 9-жұқа пленкалы резистор; 10-
шығыс өткізгіштер
Сурет 2.29 - Қысым датчигінің әмбебап өлшеу модулы
79
1, 2 – мембраналар; 3, 4 – конденсатор қаптамалары; 4, 5 – байланыс аудандары
Сурет 2.30 - Абсолюттік қысымның сиымдылық датчигінің
микромеханикалық өлшеу модулы
а)
б)
а – жинақталған ӨМ; б – сиымдылықты СЭ
Сурет 2.31 - Сиымдылықты қысым датчигінің 3D – моделді
микромеханикалық өлшеу модулы
80
а)
б)
а – салыстырмалы қысым; б – дифференциалды қысым
Сурет 2.32 - Жоғары тұрақты пьезорезистивті өлшеу модулдарының сыртқы
түрі
Сурет 2.33 - Абсолюттік қысым датчигінің 3D – модельді жартылай өткізгішті
өлшеу модулі
Сурет 2.34 - Абсолюттік қысым мен температураның аралас датчигінің
жартылай өткізгішті өлшеу модулінің құрылымы
81
Екінші бөлім бойынша тұжырым
1. Әртүрлі конфигурациялы стратегиялық объектілер мен қоршаған ортаны
бақылау мен мониторинг жүйелерінің көп деңгейлі құрылу концепциясы
ұсынылды.
2. Көп параметрлі датчиктердегі физикалық шамаларды түрлендірудің
базалық принциптеріне талдау және таңдау жүргізілді.
3. Датчиктердің ақпараттық, құрылымдық, электрлік ерекшеліктері мен
элементтерінің әртүрлі моделдеріне синтез және талдау жүргізілді.
4. Қоршаған ортаны бақылау мен мониторинг жүйелеріне қатысты көп
параметрлі датчиктердің құрылымдық-технологиялық ерекшеліктері зерттелді
және осы жүйелерде пайдаланылатын датчиктерге арналған техникалық
талаптар жобаланды.
5. Көп қызметті микроэлектронды датчиктердің құраушыларын жасауда
қолданылатын құрылымдық шешімдер анықталды.
82
3 КӨППАРАМЕТРЛІ ДАТЧИКТЕРДІҢ СЫЗБА-ТЕХНИКАЛЫҚ
ЖӘНЕ БАҒДАРЛАМАЛЫҚ ОРЫНДАЛУ НҰСҚАЛАРЫН ЗЕРТТЕУ
ЖӘНЕ ЖОБАЛАУ
3.1 Көппараметрлі датчиктерді іске асырудың сызба-техникалық
шешімдерін зерттеу және талдау
Бұрын белгіленгендей, көппараметрлі және интеллектуалды датчиктері бар
көптеген қызметтер электрондық түрлендіргіштер (ЭТ) арқылы пайда болады.
Олардың құрамына күшейткіштер, түрлендіргіштер, мультиплексорлар,
микропроцессорлар және басқалары ендірілген. Сонымен қатар, осындай
микропроцессорлық датчиктер тораптар мен ЭТ элементтерінің өзара
байланыстарын,
сондай-ақ
оларды
басқаруды
қамтамасыз
ететін
мамандандырылған бағдарламаларсыз қызмет ете алмайды [55].
Бірінші бөлімде біз жоғары деңгейде өлшеуге мүмкіндік беретін жиілік
шығыс сигналын генерациялау мүмкіндігі бар жиілік датчиктерінің ерекше
тобын қарастырып өттік. Сонымен қатар, жиілік сигнал кіріс параметрінен
модуляцияның: амплитудалық, жиілік, фазалық алуан түрлеріне өзгеріп, ФШД
көп параметрлік етіп жасауға мүмкіндік береді. Төтенше оқиғаларды
мониторингтеу жүйелеріне қатысты жиілік шығысы бар ФШД қысымды,
температура мен ылғалдықты бір уақытта өлшеуі мүмкін [56]. Сонымен қатар,
датчиктің жылдам әрекет етуі мен өлшем қателігінің белгілері бойынша
бағаланатын жиілік датчиктерінің жоғары деңгейдегі ақпараттық қабілеті бар
[57].
Қарастырылған мысалда жоғары деңгейдегі ақпараттық қабілетті
қамтамасыз ету аспектісінде жоғары жиілікті резонаторлық датчиктердің
(ЖЖРД) негізгі басылымдықтары нақты көрінеді. Осы датчиктерде негізгі
ақпараттық параметрі ретінде 10
7
Гц-тен 10
10
Гц дейінгі шегінде таңдалатын
шығыс жоғары деңгейлі сигналдың f
р
өте жоғары резонансты жиілігі болып
табылады. Жоғары жиілікті резонатордың Q
Н
төзімділігінің бірнеше жүздік
шегінде нақты жүктемелеу кезінде резонансты жиілікті бір мәрте өлшеу ара
қашықтығы
P
H
È
f
Q
t
белгісі бойынша таңдалуы мүмкін. Мәселен, Q
H
=250 және
fр = 2,5·10
7
кезінде t
и
= 10
-5
болады, ал δ
д
дискредитацияның қателігі 0,4%
құрайды.
Осы датчиктің салыстырмалы қателігінің мәні δ
и
=1% аспағаны белгілі
болса, дискредитацияның қателігін есепке ала отырып, δ = (δ
и
+ δ
д
)
0,5
=0,012
жиынтық салыстырмалы түріндегі қателікті аламыз, бұл ЖЖРД ақпараттық
қабілеті V=(δ·t)
-1
= (0,012·10
-5
)
-1
=8,33·10
6
құрайды.
Датчиктердің көптеген басқа түрлеріне қол жеткізімсіз ЖЖРД ақпараттық
қабілетінің соншалықты жоғары деңгейдегі мәндері есебінен ЖЖРД
басымдылығына өту үдерістерін бақылау мүмкін болады. ЖЖРД жоғары
деңгейіндегі шығыс жоғары жиілік сигналы қуатты импульстік кедергілеріне
төзімді, эфир бойынша кең жолақты радио қабылдайтын құралдарымен
Достарыңызбен бөлісу: |
