122
Қоршаған ортаны ластаудың мониторинг жүйесінің көліктік нұсқасының
жалпы жүйеден айырмашылығы – сымсыз байланыстың нысандық буынның
борттық модулы БМ және датчик модулына арналған Bluetooth жүйесінің 22
және 23 қабылдағыштардың болуы. Қоршаған ортаны ластаудың нысандық
буынының екі модулдік автомобильдік нұсқасында ДМ орналастыру
қажеттілігімен шартталған. Ол ауыр жұмыс жағдайларында, пайдаланған газдар
датчиктерінің жанында – автомобиль газ шығару түтікшелері. Ол кезде борттық
модулы автомобиль салонында жүргізуші жанында орналасады. Автомобильдің
борттық модулы және датчик модулына сымсыз байланысы автомобиль
құралдары арқылы осы модулдар арасындағы өткізгішті байланыстың
қажеттігін жояды.
Жиілікті түрлендіргіші бар қысым датчигі (4.6-сурет).
Сурет 4.6 - Қысым өлшеуге арналған құрылғының функционалдық схемасы
Қысым датчигінің тензокөпір (ТЗК) шығысында орнындағы сигналдың
жиілікті түрлендіргіші құрамында У1 операциялық күшейткішінде орындалған
ИНТ интегратордан және У2 операциялық күшейткішінде орындалған
компаратордан, сонымен қатар теріс кері байланыс тізбегіндегі С1 және С2
конденсаторлары мен R1, R2 және R4 резисторларынан тұрады. Соған қоса R1
және R2 резисторлары қысым датчигінің ТЗК тензорезисторлары жасалған
материалдардан жасалған және оның негізінде мембрананың сыртқы сызбасы
бойынша орнатылған [72, с.1].
Дифференциалдық қысым датчиктерінде болатындай, ТЗК қандай да бір
тараптан тепе-теңсіздік жағдайы туындағанда тензокөпір иықтарының
кедергісін салыстырмалы өлшеу шамасы –0,01-ден +0,01-ге дейін (εR
0
0,01 ) диапазондағы өлшенетін қысымға қатысты өзгеретін болады.
Шаманың бірліктен айтарлықтай кіші екендігін ескере отырып, түрлендіргіштің
шығыс сигналы
Fшығ жиілігі девиациясы төмендегі формула бойынша
анықталатын болады
123
È
ÂÛÕ
1
2
1
2
R
C
m
F
R
(4.1)
мұндағы С1–С1 конденсаторының сыйымдылығы; Rи–интегратор
резисторының кедергісі.
Температура әсерін есепке алмағанда -0,01-ден +0,01-ге дейін
(салыстырмалы бірліктердің) диапазонындағы (4.1) өрнегіне сай εR тензокөпір
тепе-теңсіздігінен шығатын сигнал жиілігінің тәуелділігі, схемалардың келесі
параметрлері жағдайында: тензокөпір кедергісі RТЗК= 700 Ом, интегратор
кедергісі Rи = 52 630 Ом және R4= 1250 000 Ом, конденсатор сыйымдылығы С1
= 20 пФ қосымша резисторлар R2 және R1 болмағанда (n = m = 0), - тепе-
теңсіздіктің барлық диапазонында желілік сипатқа ие болады (оң да, теріс те
салаларда), тензокөпірдің тепе-теңсіздігінен шығатын сигнал f жиілігі εR = –
0,01 болғанда 5033 Гц-тен εR = +0,01 болғанда 15 000 Гц-ке дейін және εR = 0
болғанда 10 000 Гц-ке тең болып өзгереді.
Тензокөпір иықтары кедергілерінің (өлшенетін қысымға қатыссыз) және
тензорезисторға тікелей жақын орналасқан қосымша R2 және R1
резисторларының кедергілерінің өзгеретін жағдайдағы температура әсерін
ескере отырып, бірақ өлшенетін қысымнан механикалық деформацияларға
сезімталдығы жоқ аймақта түрлендіргіштің шығыс жиілігі үшін шығыс
сигналының жиілігі келесі формуламен анықталатын болады.
4
2
2
1
1
2
1
2
1
R
n
R
C
m
T
F
T
RT
È
RT
T
RT
(4.2)
мұнда εR = ΔR/R – қысым әсеріндегі ТЗК тензокөпірдің R кедергісін
салыстырмалы өлшеу; m = R2/R және n = R1/R – тензокөпірдің R кедергісіне R2
және R1 тең қатынастарының коэффициенттері; Rи – интегратор резисторының
кедергісі, мәні
T
T
n
n
1
T
T
m
m
1
T
T
R
1
тензорезисторлар
материалының тензокөпір температурасы мен кедергісінің температуралық
коэффициентінің шамасын өлшеумен байланысты тензорезисторлардың
кедергілерін салыстырмалы өлшеуге тәуелді.
4.7-суретте
+0,01
тензакөпірінің
тепе-теңсіздік
жағдайындағы
температурадан және R2 мен R1 (n мен m) қатынасынан түрлендіргіштің шығыс
жиілігінің тәуелділігі көрсетілді.
124
Сурет 4.7 - Температурадан және R2 мен R1 (n мен m) қатынасынан
түрлендіргіштің шығыс жиілігінің тәуелділігі және тензокөпір тепе-теңсіздігі
=0,01
m = R2/R және n = R1/R (m = n = 1; 4; және т.б.)ара қатынастарын
үлкейтумен R2 және R1 құрылғыларының схемасына қосу және оларды қысым
датчигі
мембранасы
негізіне
орналастыру
барысында,
4.7-суретте
көрсетілгендей, шығыс сигналы жиілігінің түрленуінің температуралық
қателігінің азаюы орын алады.
R2 және R1 шамаларын үлкейтумен, мысалы, төрт есе (R2 = R1= 2800 Ом),
температуралық қателік +0,01 тепе-теңсіздігі жағдайында 10,34% аспайды.
Көпқызметтік датчиктердің жүзеге асырылған құрылымдары
Диссертациялық жұмысты орындау барысында микроэлектронды
датчиктер жасаудың құрылымдық-технологиялық шешімдерін зерттеу
жүргізілді, оның нәтижесінде эксперименталды үлгілер жасалынды [82-90].
Сурет 4.8 - Қысым мен температураның шағын датчигінің электронды ЗD –
үлгісі
Достарыңызбен бөлісу: |
