125
1–қабылдау штуцері, 2–ПЧЭ, 3–КП, 4а–корпус, 4б–қақпақ, 5–сыртқы электр шығысы, 6–ішкі
электр шығысы, 7–қуыс, 8–терморезистор (Rа), 9–пьезорезистор (R1–R4), R
к1
–R
к5
–
компенсациялық резисторлар
Сурет 4.9 - Қысым мен температураның микроэлектронды біріктірілген датчигі
Жартылай өткізгіш сезімтал элемент (4.9-сурет, 1-қалып) құрамы шыны
шығыршықпен электростаттық тәсілмен байланысқан кремнийлі кристалдан
тұрады. Кремнийлі кристалл денесінде кірістірілген технологиясы әдістерімен
пьезорезисторлы және терморезисторлы элементтер қалыптасқан. Өткізгіштері
бар 6 көпірлі схемасы нормаландыратын жұқапленкалы компенсациялық
тақшаға бірігеді. Өлшенетін параметрге сәйкес келетін электр сигналы сыртқы
электр шығысына беріледі.
Датчик корпусы мен қақпағы көпорынды қысу қалыптарды қолданумен
құйма
қысу-автоматта
поликарбонаттан
дайындалады.
Қысым
мен
температураны қабылдайтын элемент Уинстон көпіріне байланысқан
пьезорезисторлары бар және бірі термокомпенсациялау үшін қызмет ететін, ал
екіншісі термодатчик болып табылатын терморезисторлары бар шағын кремний
бейінді кристалл болып табылады. Датчик дәлдігіне өту кедергілерінің әсерін
азайту үшін кристалдағы барлық аралық элементті қосылулар жоғары
легирленген аймақтар түрінде орындалған.
Бір датчиктегі қысымды және температураны өзгерту қызметтерін
байланыстыру датчиктер санын азайту бойынша басымдық алып қана
қоймайды, өлшеу ортасымен жанасатын сезімтал элементте болатын нақты
температуралар бойынша сандық әдіспен қысымның температуралық
қателіктер арнасын түзетуге мүмкіндік алады [31,с. 38; 73].
Зерттеу жұмысын жүргізу барысында бірі термо және пьезорезисторлар
негізінде 4.10-суретінде көрсетілген қысым мен температураның біріктірілген
датчиктеріне арналған бірқатар СЭ мен ӨМ жасалды.
126
а)
б)
Сурет 4.10 - Қысым мен температураның ФШД ПСЭ: а – топологиясы, б –
сыртқы түрі
Жүргізілген жұмыстарға сүйене отырып, жинақтау негізінде арналарды
электронды сканерлейтін көпарналы микроэлектронды датчиктің макеті
жасалынды (сурет 4.11 және 4.12) [93].
Сурет 4.11 - Арналарды электронды сканерлейтін көпарналы микроэлектронды
датчиктің макеті
127
Сурет 4.12 - Көп арналы микроэлектронды датчиктің екінші ретті электронды
түрлендіргішінің қызметтік сызбасы
Жүргізілген жұмыстарға сүйене отырып, жинақтау негізінде қысым және
температураның сиымдылықты датчигі эксперименталды үлгілері жобаланды
және жасалынды (сурет 4.13) [94].
Сурет 4.13 - Қысым мен температураның сыйымдылық датчиктерінің құрамдас
бөліктері: қабылдаушы элемент, сезімтал элемент және өлшеу модулі
128
Жиілікті шығысы бар сиымдылықты датчиктің екінші ретті электронды
түрлендіргішінің макеті жиналды және тексерілді.
Сурет 4.14 - Қысым мен температураның сыйымдылық датчиктерінің ішкі
электронды түрлендіргішінің макеті
4.2 Жасалынған қоршаған ортаны қорғау мен мониторинг жүйесінің
бағдарламалы-аппаратты кешені
Электрониканың,
микроэлектрониканың,
сандық
жүйелердің,
микроконтроллерлердің, робототехникалардың, ақпараттық технологиялардың
және т.б. бағыттардың дамуы мен жетілуі арқасында бақылау мен мониторинг
жасау үшін ақпараттық жүйелер мен ұялы қосымшаларды жасаудың қарқынды
дамуы байқалады. Себепші болатын факторлардың бірі болып табылады -
электронды конструктор және электронды құрылғыларды жедел жасаудың
ыңғайлы платформасы - Arduino. Бұл платформа бағдарламалау тілінің
ыңғайлылығы мен қарапайымдылығының, сонымен қатар түрлі техникалық
салалардағы ашық архитектурасы мен бағдарламалық кодының арқасында кең
қолданымға ие.
Осы кезде көмегімен ауаның, температураның сапасын, көмір қышқыл
газының немесе ауадағы уытты заттардың деңгейін, ылғалдылықты және т.б.
өлшеу мүмкін болатын тасушы құрал түріндегі технологиялық экологиялық
жеке датчиктер саны айтарлықтай өсті. Бұл құрылғылардың мөлшері шағын
және жиналған деректер талдау мен оларды бастапқы жиналған ақпараттармен
салыстыруға мүмкіндік беретін қосымша Bluetooth и Wi-Fi-мен жабдықталған.
Дегенмен, халық саны 1 миллион және одан да көп қалалар үшін атмосфералық
ауа сапасының мәселесі, мегаполистің табиғи-климаттық шарттары ластанған
түтін, тұман мен шаң қоспаларының қалыптасуына алып келетін атмосфераның
жер бетіне жақын қабатта ластаушы заттардың шектен тыс жиналуымен
сипатталатындықтан, талдау жасауды барынша көп талап етеді. Желсіз ауа
райында немесе әлсіз табиғи желдету жағдайында атмосфералық ауаның
ластануы халық денсаулығына кері әсерін тигізетіні және жедел шешуді талап
ететін анағұрлым өзекті экологиялық мәселе болып табылатыны белгілі.
Достарыңызбен бөлісу: |
