МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ДАТЧИКИ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН. ПРИНЦИПЫ                                  ПОСТРОЕНИЯ, МОДЕЛИ И КОНСТРУКЦИИ

Ломтев Евгений Александрович, доктор технических наук, профессор, кафедра информационно-измерительной техники и метрологии, Пензенский государственный университет, rectorat@pnzgu.ru
Михайлов Петр Григорьевич, доктор технических наук, профессор, кафедра прикладной и бизнес информатики, Пензенский институт технологий и бизнеса Московского государственного университета технологий и управления им. К. Г. Разумовского (Пензенский филиал), pit_mix@mail.ru
Аналиева Ажар Уразбаевна, Колледж экономики и информационных технологий при Казахстанском университете инновационных и телекоммуникационных систем, г. Уральск, Республика Казахстан
Cазонов Александр Олегович, капитан, вч. 36360, Московская обл., Щелкововский р-н.

681.586

Исследованы принципы построения многофункциональных датчиков (МФД) физических величин (ФВ), основанных на различных физических эффектах. Определены критерии информационно-энергетической и технологической совместимости преобразования различных величин одним датчиком, выбраны базовые методы совмещенного преобразования неэлектрических величин. Доказано, что наиболее «гибкими» с точки зрения многообразия физических эффектов, которые могут быть использованы в МФД ФВ, являются микроэлектронные датчики (МЭД). МЭД могут использоваться для одновременного измерения таких параметров, как давление и температура, давление и вибрации, ускорения и скорости, ускорения и температуры. Особенно актуально наличие в одном датчике канала давления и температуры, так как эти параметры являются наиболее распространенными при измерениях на практике. При этом для многофункциональных МЭД может быть получена высокая селективность измерений при малых габаритах, высокой точности и малом энергопотреблении самих датчиков. Приведены структурные схемы многофункциональных датчиков с различными принципами преобразования. Приведены модели МФД ФВ. Предложена классификация физически совместимых принципов преобразования различных параметров. Показаны конкретные примеры реализации полупроводниковых и пьезоэлектрических МФД ФВ.

Ключевые слова

совмещенный, физическая величина, давление, температура, микроэлектронный, многофункциональный, принцип преобразования, селективность, точность.

 Скачать статью в формате PDF

1. Михайлов, П. Г. Многофункциональные пьезоэлектрические датчики для ракетно-космической техники / П. Г. Михайлов, А. А. Харлан // Авиакосмическое приборостроение. – 2008. – № 8. – С. 2–5.
2. Михайлов, П. Г. Принципы построения датчиков с расширенными функциональными возможностями / П. Г. Михайлов, А. В. Варламов, В. П. Михайлова // Промышленные АСУ и контроллеры. – 2009. – № 2. – С. 48–50.
3. Джексон, Р. Г. Новейшие датчики : справочник : пер. с англ. / Р. Г. Джексон. – М. : Техносфера, 2007. – 380 с.
4. Михайлов, П. Г. Цифровой датчик давления и температуры / П. Г. Михайлов, Д. А. Сергеев, В. П. Михайлова // Современные информационные технологии : сб. тр. Междунар. науч.-техн. конф. – Вып. 10. – Пенза : ПГТА, 2009. – С. 15–17.
5. Микроэлектроника и прецизионные датчики. Обзор фирмы Honеywell. – URL:http://www.favorit.ru/ files/catalog/Honeywell/Honeywellmicroelectronicsoverview.pdf
6. ГОСТ Р 8.673–2009 ГСИ. Датчики интеллектуальные и системы измерительные интеллектуальные. Основные термины и определения. – М., 2009.
7. Датчики теплофизических и механических параметров : справочник : в 2 т. / под ред. Е. Е. Багдатьева, А. В. Гориша, Я. В. Малкова. – М. : ИПРЖР, 1998.
8. Михайлов, П. Г. Информационные параметры высокотемпературных чувствительных элементов на основе поликремниевых пленок / П. Г. Михайлов, Г. В. Петрунин, Д. А. Сергеев // Университетское образование : сб. материалов XIV Междунар. науч.-метод. конф. – Пенза : ПДЗ, 2010. – С. 498–500.
9. Михайлов, П. Г. Механические и тепловые деформации в микромеханических структурах сенсорных элементов / П. Г. Михайлов, К. А. Ожикенов // Известия Национальной академии наук Республики Казахстан. Серия «Физико-математическая». – 2014. – № 4. – С. 163–168.
10. Проспекты и каталоги фирм: «PCB Piesotronics, JNG», «Sunstrand Data Control», «DYTRAN», «Hans List», «Kistler Instrumente, AG», «Vibro-meter», «Millard LTD», «Motorolla JNC», «AVL», «Kulite», «Erich Brosa».
11. Михайлов, П. Г. Микроэлектронные датчики. Разработка и проектирование / П. Г. Михайлов, А. В. Варламов // Датчики и системы. – 2007. – № 8. – С. 23–26.
12. Викулин, Н. М. Физика полупроводниковых приборов / Н. М. Викулин, В. И. Стафеев. – М. : Радио и связь, 1990. – 264 с.
13. Михайлов, П. Г. Микроэлектронный датчик давления и температуры / П. Г. Михайлов // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. – 2003. – № 11. – С. 29–31.
14. Михайлов, П. Г. Экспериментальное исследование совмещенного датчика давления и температуры / П. Г. Михайлов // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика.–2003.–№12.–С.27–29.