Совершенствование первичного струнного преобразователя для систем управления тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.05, кандидат наук Гулиева Дарья Александровна

• Гулиева Дарья Александровна
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Гулиева Дарья Александровна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ТЕХНИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ СТРУННЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

1.1. Общие сведения

1.2. Методы измерения давления

1.3. Резонансный принцип измерения

1.4. Применение МЭМС-технологий в резонансных методах измерения

1.5. Первичный струнный МЭМС-преобразователь в составе системы управления

Выводы по главе

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА И АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИИ СТРУННОГО МЭМС-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

2.1. Анализ струны как упругого элемента

2.2. Сопоставление струнного преобразователя с металлическими

и кремниевыми струнами

2.3. Влияние параметров крепления струны

2.4. Конструкция струнного МЭМС-преобразователя

2.5. Функциональная схема работы датчика на основе резонансного струнного чувствительного элемента из монокристаллического кремния

2.6. Исследование влияния конструктивных решений

на геометрические параметры струны

Выводы по главе

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ НА РАБОТУ СТРУННОГО МЭМС-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

3.1. Аналитическое описание работы струнного МЭМС-преобразователя

3.2. Исследование струнного МЭМС-преобразователя методами имитационного моделирования

3.3. Сопоставление полученных результатов

3.4. Алгоритм инженерного проектирования струнного

МЭМС-преобразователя

Выводы по главе

ГЛАВА 4. ИСЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ДЕСТАБИЛИЗИРУЮЩИХ ФАКТОРОВ НА РАБОТУ СТРУННОГО МЭМС-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

4.1. Основа расчета температурной погрешности струнного преобразователя

4.2. Оценка температурной погрешности струнных преобразователей

4.3. Оценка влияния влажности на работу струнного

МЭМС-преобразователя

4.4. Оценка влияния вибрации и ударов на работу струнного МЭМС-преобразователя

Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Листинг программы расчетов температурной

погрешности в МаШсаё

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Акты внедрения результатов диссертационной работы

ПРИЛОЖЕНИЕ В. Объекты интеллектуальной собственности

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование первичного струнного преобразователя для систем управления»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Стремительное развитие систем управления в различных отраслях науки и техники требует не только создания принципиально новых элементов и устройств нового поколения, но и улучшения технико-экономических и эксплуатационных характеристик уже существующих решений. В свою очередь технический уровень систем управления определяется применяемыми первичными и вторичными преобразователями информации, аналоговыми, импульсными, цифровыми и другими элементами и устройствами [2, 3, 4, 5-29]. Среди многообразия известных первичных преобразователей значимое место занимают струнные преобразователи (СП), трансформирующие значение физической величины в частоту механических колебаний упругого элемента (струны) первичного преобразователя.

Комплекс современных требований к СП, сформулированный на основе анализа перспективных технических заданий от предприятий оборонно-промышленного комплекса и гражданских отраслей промышленности, главным образом обусловлен необходимостью создания на основе СП систем управления ракетно-космической, авиационной и гражданской техники. Основными требованиями являются способности функционировать в условиях воздействия комплекса влияющих величин, прежде всего - температур (до 600 °С), а также ионизирующих излучений (облучение потоком нейтронов до 1016 см-2 и у-лучами с мощностью дозы от 109 до 1010 рад/с) и повышенных электромагнитных помех. При этом предъявляются высокие требования к техническим характеристикам: основная приведенная погрешность - не более ±0,2 % от максимального давления, температурное смещение начального выходного сигнала и изменение чувствительности - не более 0,02 %/°С.

В настоящее время различными предприятиями в России и за рубежом разработано большое количество конструкций СП [1, 11, 71, 73, 85]. Но несоответствие технических и эксплуатационных характеристик этих СП

современным требованиям не обеспечивает заданного качества измерений при совершенствовании изделий ракетно-космической, авиационной и гражданской техники.

Современные методы и средства проектирования и промышленного освоения СП сформировались на базе большого количества исследовательских работ и изобретений известных отечественных и зарубежных ученых, таких как Давиденков Н. Н., Эткин Л. Г., Новицкий П. В., Карцев Е. А., Кноринг В. Г., Милохин Н. Т., Панич А. Е., Богуш М. В., Фещенко В. С., Moorthi Palaniapan, Francis Tay Eng Hock, Takashi Inoue, Koskenvuori M. и др. Однако существующие основы проектирования и изготовления СП не позволяют решить весь спектр проблем, возникающих при проектировании, изготовлении, испытаниях, организации серийного производства СП, отвечающих всем современным требованиям ракетно-космической, авиационной и гражданской техники.

Особо следует отметить неудовлетворительное состояние исследований в части повышения чувствительности в области малых значений измеряемых величин, снижения температурной погрешности и массогабаритных показателей, что препятствует применению СП в современных системах управления, особенно для мобильных объектов. Данные исследования направлены на решение задач совершенствования первичных резонансных преобразователей для акселерометров и гироскопов, что обеспечило повышение их технических и эксплуатационных характеристик. Вместе с тем мало внимания было уделено совершенствованию первичных СП, что не позволяет в полной мере использовать принципиальные преимущества СП в современных системах управления.

В то же время мировыми тенденциями в области развития первичных преобразователей являются микроминиатюризация и глобальная интеграция [71, 73, 85], обеспечивающие на основе технологии микроэлектромеханических систем (МЭМС) существенное улучшение технических характеристик. Технологии микроэлектроники и микросистемотехники расширяют возможности первичных преобразователей, как в направлении повышения

точности, так и в направлении обеспечения функционирования при влиянии дестабилизирующих факторов.

Таким образом, улучшение технических и эксплуатационных характеристик первичных СП для систем управления, позволяющее обеспечить практическое создание новых поколений серийных образцов, соответствующих заданным требований, представляет собой актуальную научно-техническую задачу.

Объектом исследования диссертационной работы являются первичные струнные преобразователи, трансформирующие значение физической величины (деформации) в частоту механических колебаний струны, создаваемые на основе принципов МЭМС.

Предметом исследования являются методы и средства совершенствования технических и эксплуатационных характеристик первичных струнных МЭМС-преобразователей для систем управления современных изделий ракетно-космической техники.

Целью диссертационной работы является расширение функциональных возможностей и улучшение технических характеристик первичных струнных преобразователей за счет выбора конструктивного исполнения элементов и применения принципов МЭМС.

Основные задачи, решение которых необходимо для достижения цели исследования:

1) провести анализ современного состояния и тенденций развития предметной области с целью выработки принципов построения СП, обеспечивающих совершенствование технических и эксплуатационных характеристик первичных струнных преобразователей в системах управления ракетно-космической техники (РКТ);

2) разработать новый метод совершенствования теоретической и технической базы СП на основе принципов построения МЭМС с целью улучшения температурной и временной стабильности параметров, обеспечения

линейности функции преобразования при одновременном уменьшении массогабаритных характеристик, необходимых для систем управления РКТ;

3) разработать новый метод исследования первичных струнных МЭМС-преобразователей с использованием математического и имитационного моделирования для определения характеристик функционирования СП в нормальных и специальных условиях их эксплуатации в составе систем управления РКТ;

4) разработать новую структурную модель МЭМС СП и оценить для этой структурной модели параметры колебаний упругого элемента, температурную погрешность и влияние вибраций, ударов и влажности;

5) разработать новую алгоритмическую модель инженерного проектирования МЭМС СП с улучшенными техническими характеристиками.

Соответствие паспорту научной специальности. Результаты исследования соответствует паспорту специальности 05.13.05 «Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления, содержащие научные и технические исследования в области первичных и вторичных преобразователей информации»: п. 1 «Разработка научных основ создания и исследования общих свойств и принципов функционирования элементов, схем и устройств вычислительной техники и систем управления», п. 2 «Теоретический анализ и экспериментальное исследование функционирования элементов и устройств вычислительной техники и систем управления в нормальных и специальных условиях с целью улучшения технико-экономических и эксплуатационных характеристик».

Методы исследований. В диссертационной работе при решении поставленных задач использованы: математический аппарат линейной алгебры, матричные преобразования, численные методы решения оптимизационных задач, элементы теории погрешностей, методы математического моделирования, имитационного моделирования на основе метода конечных элементов с применением программного обеспечения SolidWorks Simulations, Ansys 18.2, COMSOL5^ и MathCAD.

Научная новизна диссертационной работы определяется следующим:

1. Предложены новые научно обоснованные принципы построения первичных СП, отличающиеся от известных ориентацией на методы построения микроэлектромеханических систем и позволяющие разработать струнные преобразователи с улучшенными техническими и эксплуатационными характеристиками (05.13.05, п. 1).

2. Предложен новый, основанный на принципах построения МЭМС, метод совершенствования теоретической и технической базы первичных СП, отличающийся от известных тем, что в нем впервые учитывается выполнение струны и рамки из монокристаллического кремния в монолитном узле, что позволяет измерять изменение длины струны с уменьшенной до десятых долей микрометров погрешностью, обеспечить температурную и временную стабильность параметров, линейность функции преобразования при одновременном уменьшении массогабаритных характеристик СП, необходимых для систем управления РКТ (05.13.05, п. 1).

3. Предложен новый метод исследования характеристик первичных струнных МЭМС-преобразователей, основанный на сочетании имитационного и математического моделирования, отличающийся достигнутой в результате возможностью оценки достоверности результатов имитационного моделирования и получения заданной точности результатов путем аналитического определения параметров конечно-элементной модели и позволяющий подтвердить повышение чувствительности в 2 раза, уменьшение массогабаритных характеристик и снижение температурной погрешности в 3,5 раза (05.13.05, п. 2).

4. Предложена новая структурная модель первичного струнного МЭМС преобразователя, отличающаяся совмещением в одном узле элементов возбуждения и съема информации на основе емкостного метода преобразования, совместимого с технологиями МЭМС и позволяющая уменьшить влияние дестабилизирующих факторов за счет работы МЭМС СП в широком интервале резонансных частот 77-79 кГц, уменьшить массу и габаритные размеры СП до современных характерных параметров МЭМС (05.13.05, п. 2).

5. Предложена новая алгоритмическая модель инженерного проектирования МЭМС СП, отличающаяся от известных использованием подхода к оптимизации сетки конечно-элементной модели первичного струнного чувствительного элемента и позволяющая на стадии разработки обеспечить соответствие основных параметров МЭМС СП требованиям по критерию оптимизации соотношения «точность-масса» (05.13.05, п. 2).

Практическая значимость работы заключается в следующем:

1. Предложенные научно обоснованные принципы построения первичных преобразователей на основе МЭМС-технологии позволяют разрабатывать высокоточные СП для систем управления в современных изделиях РКТ.

2. Применение предложенного метода совершенствования теоретической и технической базы первичных СП, основанного на принципах построения МЭМС, позволяет измерять изменение длины струны с уменьшенной до десятых долей микрометров погрешностью, обеспечить температурную и временную стабильность параметров, линейность функции преобразования при одновременном уменьшении массогабаритных характеристик СП, необходимых для систем управления РКТ.

3. Предложенный метод исследования характеристик с помощью средств имитационного и математического моделирования первичных МЭМС СП позволяет оценить ожидаемые технические характеристики МЭМС СП, а именно повышение чувствительности в 2 раза в области малых значений измеряемых величин (20-86 кГц/мкм), уменьшение массогабаритных характеристик (масса блока датчиков составляет порядка 400 г при габаритных размерах 50*20*15 мм), снижение температурной погрешности в 3,5 раза (0,006 %/°С), необходимые при создании систем управления различного назначения.

4. Включение в предложенную структурную модель первичного струнного МЭМС-преобразователя системы возбуждения резонансных колебаний струны и съема параметров этих колебаний позволяет уменьшить влияние дестабилизирующих факторов за счет работы МЭМС СП в широком интервале

резонансных частот 77-79 кГц, уменьшить массу и габаритные размеры СП до современных характерных параметров МЭМС, а именно долей грамма и единиц миллиметров.

5. Предложенная алгоритмическая модель инженерного проектирования МЭМС СП предлагается для использования на стадии разработки и освоения производства первичных преобразователей и позволяет обеспечить соответствие основных параметров МЭМС СП требованиям по критерию оптимизации соотношения «точность-масса».

Степень достоверности полученных в диссертационной работе результатов и выводов обеспечена логической обоснованностью и внутренней непротиворечивостью теоретических положений, корректностью применения математического аппарата, совпадением результатов математического и имитационного моделирования, согласованностью с результатами, полученными другими исследователями. Полученные научные и практические результаты были опубликованы в научных изданиях, прошли апробацию на международных и всероссийских научных конференциях. Также получено свидетельство о государственной регистрации топологии интегральной микросхемы «Первичный преобразователь давления».

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Новые научно обоснованные принципы построения первичных струнных МЭМС-преобразователей на основе монокристаллического кремния, позволяющие разрабатывать высокоточные СП для систем управления в современных изделиях РКТ.

2. Новый метод МЭМС-совершенствования теоретической и технической базы первичных СП, в котором впервые учитывается выполнение струны, рамки, элементов электростатического возбуждения и съема информации из монокристаллического кремния в едином монолитном узле, что позволяет измерять изменение длины струны с уменьшенной до десятых долей микрометров погрешностью, обеспечить температурную и временную стабильность параметров, линейность функции преобразования при одновременном

уменьшении массогабаритных характеристик, необходимых в современных системах управления РКТ.

3. Новый метод исследования характеристик первичного струнного МЭМС преобразователя с помощью средств математического и имитационного моделирования, позволяющий оценить ожидаемые характеристики МЭМС СП, а именно массу и габариты, температурную погрешность, чувствительность в области малых значений измеряемых величин, необходимые при создании систем управления различного назначения.

4. Новая структурная модель первичного струнного МЭМС-преобразователя, позволяющая уменьшить влияние дестабилизирующих факторов при работе МЭМС СП в широком интервале резонансных частот, уменьшить массу и габаритные размеры СП до современных характерных параметров МЭМС, что достигается за счет функционального совмещения в одном узле элементов возбуждения и съема информации на основе емкостного метода преобразования совместимого с технологиями МЭМС.

5. Новая алгоритмическая модель инженерного проектирования первичных струнных МЭМС-преобразователей для систем управления, позволяющая на стадии разработки обеспечить соответствие основных параметров МЭМС СП требованиям по критерию оптимизации соотношения «точность-масса».

Реализация и внедрение. Результаты диссертационного исследования использованы в АО «НИИФИ» при выполнении НИР «Прикладные исследования и инновационное проектирование ключевых элементов и технологий датчико-преобразующей аппаратуры и систем на ее основе для изделий ракетно-космической техники» в рамках Федеральной космической программы России на 2016-2020 годы (г/к от 09.08.2017 № 47702388027160002070\700-17\518-2017\3)). Соответствующий акт внедрения прилагается к диссертации. Научные и практические результаты диссертационной работы были внедрены при выполнении гранта «Создание конкурентоспособного резонансного преобразователя давления для изделий аэрокосмической техники» по программе «У.М.Н.И.К.» Фонда развития малых форм предприятий в научно-технической

сфере (договор № 13088ГУ/2018 от 14.05.2018). Основные результаты теоретических исследований автора использованы в образовательном процессе при целевой подготовке бакалавров и магистров в интересах предприятий оборонно-промышленного комплекса на кафедре «Ракетно-космическое и авиационное приборостроение» ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет». Акт внедрения прилагается.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на конференциях, научно-технических конкурсах различного уровня: VII Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы ракетно-космического приборостроения и информационных технологий» (Москва, 2015); Международной научно-технической конференции «Методы, средства и технологии получения и обработки измерительной информации» (Шляндинские чтения) (Пенза, 2016, 2020); Международном симпозиуме «Надежность и качество» (Пенза, 2016); Всероссийском молодежном конкурсе научно-технических работ «Орбита молодежи и перспективы развития российской космонавтики» (Томск, 2017); Молодежном инновационном форуме студентов, аспирантов и молодых ученых «Инновационные технологии в информатике, современных материалах и биотехнологиях» (Пенза, 2017); Международной мультидисциплинарной конференции по промышленному инжинирингу и современным технологиям «FarEastCon» (Владивосток, 2019); Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы науки и техники. Инноватика» (Уфа, 2020).

Публикации. Основные результаты диссертационных исследований изложены в 1 7 научных работах, в том числе: статьи в журналах (3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ, одна из них - в издании, входящем в систему цитирования SCOPUS), статьи в сборниках научных трудов, материалах конференций. Получено свидетельство о государственной регистрации топологии интегральной микросхемы.

Личный вклад. Все основные научные результаты, приведенные в диссертации и сформулированные в положениях, выносимых на защиту,

получены автором самостоятельно. В ходе написания диссертационной работы фамилия автора была изменена с Кудрявцевой Д. А. на Гулиеву Д. А. (соответствующий документ прилагается).

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 141 странице машинописного текста и состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографического списка, включающего 100 наименований, иллюстрирована 57 рисунками, 9 таблицами. Приложения к диссертации занимают 11 страниц.

ГЛАВА 1

ТЕХНИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ СТРУННЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

1.1. Общие сведения

Развитие современных систем управления, сбора и обработки данных, их постоянно растущие сложность и ресурсоемкость, а также необходимость сокращения сроков разработки требуют создания новых классов функционально сложных изделий микроэлектроники [8, 9, 10] и внедрения совершенно новых технологических принципов разработки микроэлектронных устройств [8, 9, 10]. Системы управления характеризуются двумя основными тенденциями: повышением быстродействия устройств обработки информации при одновременном совершенствовании их программного обеспечения (ПО) и улучшением качества средств и систем передачи информации, используемых для преобразования и передачи сигналов. Для передачи информации в системах управления в настоящее время широкое применение находит частотная модуляция [71, 73, 85]. Перспективность обусловлена простотой высокоточного измерения и обработки частотных сигналов, удобством изменения масштаба преобразования, отсутствием искажений при коммутации и передаче сигналов, высокой помехоустойчивостью и др.

В составе любой измерительной, управляющей системы важнейшим компонентом являются первичные измерительные преобразователи [71, 73, 85]. Назначение измерительных устройств заключается в преобразовании измеряемой физической величины (входная величина) в сигнал измерительной информации (выходная величина), как правило, электрический, удобный для дальнейшей обработки. Прогресс в этих областях позволил изготавливать преобразователи и системы различного целевого назначения и уровня сложности на основе технологий микроэлектроники и МЭМС-технологий [31, 33, 35-40].

МЭМС представляет собой технологию, позволяющую миниатюризировать механические структуры и полностью интегрировать их с электрическими схемами, что приводит к одному физическому устройству, которое на самом деле больше похоже на систему, где «система» определяет, что механические компоненты и электрические компоненты работают вместе для реализации желаемой функциональности. Таким образом, это микро- (т.е. очень маленькая) электрическая и механическая система. МЭМС-устройства используют микромашинные структуры, датчики и исполнительные механизмы. Датчики позволяют МЭМС обнаруживать тепловые, механические, магнитные, электромагнитные или химические изменения, которые могут быть преобразованы электронными схемами в пригодные для использования данные, а исполнительные механизмы создают физические изменения, а не просто измеряют их. Монокристаллический кремний обладает уникальными механическими характеристиками: отсутствуют гистерезис, ползучесть [71, 73, 85]. Кремниевые упругие элементы выдерживают перегрузку, в десять раз превышающую рабочую. Кроме того, микрообработка кремния позволяет формировать трехмерные структуры [71, 73, 85]. Использование структур в измерительных преобразователях датчиков давления, расхода и акселерометрах позволит на два порядка повысить защиту от перегрузки и воздействия окружающей среды, уменьшить габариты. Схема детектирования сигнала выполняется в виде тензорезисторов, формирующихся легированием кремния в кристаллографической решетке [40, 41, 47]. Таким образом, монокристаллические кремниевые чувствительные элементы (ЧЭ) имеют одинаковые коэффициенты термического расширения, что способствует стабильности характеристик. Поскольку технология изготовления тензорезисторов совместима с технологией изготовления микросхем, в кристалл ЧЭ можно встраивать схему обработки сигнала (технология МЭМС). Встроенная схема обработки сигнала позволяет повысить точность измерения, уменьшить габариты и стоимость [32].

Степень совершенствования авиационной и космической техники в значительной мере определяется совершенством систем автоматизированного

контроля и управления энергетическими комплексами, возможностью осуществления оптимального функционирования, глубиной самодиагностики состояния всех систем, возможностью сохранения работоспособности в экстремальных ситуациях.

Приборы для измерения таких физических величин, как давления, сила, перемещение и др. , позволяют осуществлять контроль и управление технологическими процессами в различных областях промышленности. Использование частотного метода измерения механических величин привело к выпуску в нашей стране и за рубежом широкой номенклатуры разнообразных приборов на основе МЭМС [71, 73, 85]. Особое значение при конструировании придавалось следующим показателям: точность измерения, миниатюрность, снижение себестоимости (серийно производство), высокая технологичность (в том числе применение групповых технологий), надежность.

В связи с этим одним из перспективных направлений в разработке датчико-преобразующей аппаратуры (ДПА) является создание первичных измерительных преобразователей различных физических величин в изменение частоты механических колебаний для систем управления [45, 46, 48]. Это обусловлено тем, что погрешность воспроизведения эталона частоты лежит на диапазоне

_1 -5

(5... 8) 10 , и на современном этапе развития науки и техники частота является одной из наиболее точно измеряемых физических величин. Рассмотрим целесообразность применения резонансного метода измерения, основанного на данном принципе действия, выделим основные достоинства и недостатки.

1.2. Методы измерения давления

Основным отличием одних приборов от других является точность регистрации физической величины, которая зависит от принципа преобразования физической величины в электрический сигнал: тензометрический, пьезорезистивный, емкостный, индуктивный, резонансный [56, 34, 82] и др. Для

измерения давления широко применяются преобразователи на основе резонансного принципа действия [26]. Резонансный преобразователь обладает высокой помехоустойчивостью и чувствительностью. Преобразование давления в частоту механических колебаний струны, в отличие от других принципов преобразования, не подвержено электрическим помехам. Погрешность измерения составляет сотые доли процентов при использовании резонансного метода, в отличие от других методов измерения.

1.3. Резонансный принцип измерения

Резонансный принцип измерения давления основан на преобразовании деформации резонатора в частоту колебаний (рисунок 1.1).

Разность давлений

Стеклянная подложка

Рисунок 1.1 - Конструкция резонансного преобразователя

Преобразователь представляет собой монокристаллическую кремниевую мембрану специальной конструкции, полученную с помощью метода эпитаксиального наращивания, на которой сформированы два резонатора Н-образной формы [97]. Мембрана зафиксирована на стеклянной подложке, разность давлений от внешних разделительных мембран датчика передается на преобразователь через силиконовое масло. Каждый из резонаторов подключен в

качестве частотно-задающего элемента в цепь обратной связи генератора переменного напряжения. Напряжение на одной паре контактов резонатора преобразуется в деформацию, а затем обратно в напряжение на другой паре контактов за счет пьезоэлектрического эффекта, которым обладает кремний. В результате в цепи генерируется с переменное напряжение на собственной частоте резонатора, поскольку он обладает высокой добротностью.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Гулиева Дарья Александровна, 2020 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Алейников, А. Ф. Датчики (перспективные направления развития) : учебное пособие / А. Ф. Алейников, В. А. Гридчин, М. П. Цапенко. - Новосибирск : НГТУ, 2001. - 176 с.

2. Ананьев, Л. В. Справочник по расчету собственных колебаний упругих систем / Л. В. Ананьев. - Москва : ОГИЗ, Гостехиздат, 1964. - 418 с.

3. Антонец, И. В. Методы расчета и моделирования упругих элементов : учебное пособие / И. В. Антонец, А. П. Терешенок. - Ульяновск : УлГТУ, 2013. - 121 с.

4. Артемьев, Б. Г. Метрология и метрологическое обеспечение / Б. Г. Артемьев. - Москва : Стандартинформ, 2010. - 568 с.

5. Арнольд, В. И. Математические методы классической механики. - 3-е изд., перераб. и доп. / В. И. Арнольд. - Москва : Наука, 1989. - 472 с.

6. Баринов, И. Н. Оптимизация параметров полупроводниковых чувствительных элементов датчиков абсолютного давления / И. Н. Баринов // Приборы. - 2009. - № 4. - 47-51 с.

7. Гулиева, Д. А. Повышение чувствительности струнного первичного преобразователя путем изменения габаритно-массовых характеристик чувствительного элемента / Д. А. Гулиева, Б. В. Цыпин, Е. В. Кучумов // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. - 2020. - № 3(55). - С.91 - 100.

8. Баринов, И. Н. Перспективы применения адаптивных смарт-материалов и структур для решения задач контроля и управления / И. Н. Баринов, В. С. Волков, С. А. Гурин, Д. А. Кудрявцева (Гулиева) // Университетское образование (МКУ0-2013) : сб. ст. XVIII Междунар. науч.-метод. конф., посвящ. 70-летию образования университета / под ред. В. И. Волчихина, Р. М. Печерской. - Пенза : Изд-во ПГУ, 2014. - Вып. 18 - С. 539-541.

9. Баринов, И. Н. Разработка модуля измерения частоты для малой системы телеметрии / И. Н. Баринов, В. С. Волков, Б. В. Цыпин, Д. А. Кудрявцева (Гулиева) // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. - 2014. -№ 1 (7). - С. 65-73.

10. Баринов, И. Н. Использование высокоомных кремниевых тензорезисторов для повышения временной стабильности датчиков давления в системах управления и контроля / И. Н. Баринов, В. С. Волков, С. П. Евдокимов, Д. А. Кудрявцева (Д. А. Гулиева) // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. - 2014. - № 1 (7). - С. 65-73.

11. Баринов, И. Н. Вопросы создания микроэлектронных датчиков давления, эксплуатирующихся в особо жестких условиях / И. Н. Баринов,

B. С. Волков, Б. В. Цыпин, Д. А. Кудрявцева (Гулиева). - Москва : Научтехлитиздат, 2015. - Вып. 3. - С. 39-50.

12. Баринов, И. Н. Моделирование схемы температурной компенсации высокотемпературного датчика давления / И. Н. Баринов, В. С. Волков,

C. А. Гурин, Д. А. Кудрявцева (Д. А. Гулиева) // Университетское образование (МКУО-2013) : сб. ст. XVIII Междунар. науч.-метод. конф., посвящ. 70-летию образования университета / под ред. В. И. Волчихина, Р. М. Печерской. - Пенза : Изд-во ПГУ, 2014. - Вып. 18. - С. 537-539.

13. Патент 2569409C1 Российская Федерация, МПК G 01 L 1/00 (2006. 01). Камертонный измерительный преобразователь механических напряжений и деформаций / Баринов И. Н., Волков В. С., Кучумов Е. В. ; заявитель и патентообладатель Открытое акционерное общество «Научно-исследовательский институт физических измерений». - № 2014136831/28 ; заявл. 10. 09. 2014 ; опубл. 27.11.2015, Бюл. № 33.

14. Боднер, В. А. Приборы первичной информации : учебник для авиационных вузов / В. А. Боднер. - Москва : Машиностроение, 1981. - 344 с.

15. Борзенко, А. Технология MEMS / А. Борзенко // BYTE / Россия. - 2006. -№ 17. - С. 26-32.

16. Бидерман, В. Л. Теория механических колебаний : учебник для вузов / В. Л. Бидерман. - Москва : Высшая школа, 1980. - 408 с.

17. Бургер, Р. Основы технологии кремниевых интегральных схем. Окисление, диффузия, эпитаксия / Р Бургер ; под ред. Р. Бургера и Р. Донована. -Москва : Мир, 1969. - 452 с.

18. Вавилов, В. Д. Интегральные датчики давления. Конструкция и технология / В. Д. Вавилов, П. Ф. Кругликов, Ю. А. Толочков. - Москва : МАИ, 2001. -48 с.

19. Волков, В. С. Компенсация температурной погрешности чувствительности высокотемпературных полупроводниковых датчиков давления /

B. С. Волков, И. Н. Баринов // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. - 2013. - № 1 (3). - С. 30-36.

20. Волков, В. С. Резонансные преобразователи давления на основе МЭМС-технологий / В. С. Волков, Д. А. Кудрявцева (Гулиева), М. В. Французов // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. - 2015. -№ 12 (83) ; Ч. II. - С. 64-66.

21. Волков, В. С. Современные направления развития преобразователей давления с частотным выходным сигналом / В. С. Волков, Д. А. Кудрявцева (Гулиева), И. Р. Вергазов // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. -2014. - № 4 (10). - С. 20-28.

22. Годовицын, И. В. Сверхминиатюрный интегральный преобразователь давления для специальных применений / И. В. Годовицын, В. Н. Зимин, А. Ю. Петров, Н. А. Шелепин // Микросистемная техника. - 2001. - № 7. -

C. 3-5.

23. ГОСТ Р ИСО 5725-4-2002. Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Основные положения и определения. -Москва, 2002.

24. ГОСТ 8. 009-84. Государственная система обеспечения единства измерений. Нормируемые технические характеристики средств измерений. - Москва, 1984.

25. ГОСТ Р ИСО/МЭК 9126-93. Информационная технология. - Москва, 1993.

26. ГОСТ 22520-85 Датчики давления, разрежения и разности давлений с электрическими аналоговыми выходными сигналами ГСП. Общие технические условия. - Москва, 1985.

27. ГОСТ 8. 438-81. Системы информационно-измерительные. Метрологическое обеспечение. Основные положения. - Москва, 1981.

28. Гмурман, В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика / В. Е. Гмурман. - Москва : Высшая школа, 2003. - 523 с.

29. Гридчин, В. А. Численное моделирование при проектировании сенсоров давления / В. А. Гридчин, М. А. Чебанов, В. Б. Зиновьев // Нано- и микросистемная техника. - 2013. - № 4. - С. 5-8.

30. Данилов, А. А. Метрологическое обеспечение измерительных систем : учебное пособие / А. А. Данилов. - Пенза : Профессионал, 2008. - 63 с.

31. Дарсавелидзе, Г. Ш. Динамические механические характеристики монокристаллов системы Si-Ge / Г. Ш. Дарсавелидзе, Г. В. Бокучава, Г. Г. Чубинидзе, Г. Н. Арчуадзе, И. Р. Курашвили, Б. М. Широков // Вопросы атомной науки и техники. - 2013. - № 5. - С. 131-133.

32. Зарипов, М. Ф. Энергоинформационный метод анализа и синтеза чувствительных элементов систем управления / М. Ф. Зарипов, И. Ю. Петрова // Датчики и системы. - 1999. - № 5.

33. Карцев, Е. А. Физические основы преобразования неэлектрических величин в электрические : учебное пособие / Е. А. Карцев. - Москва : Московский государственный институт электроники и математики (Технический университет), 2005. - 160 с.

34. Карцев, Е. А. Датчики неэлектрических величин на основе унифицированного микромеханического резонатора / Е. А. Карцев // Приборы и системы управления. - 1966. - № 4. - С. 136-141.

35. Карцев, Е. А. Унифицированные струнные измерительные преобразователи / Е. А. Карцев, В. П. Коротков. - Москва : Машиностроение, 1982. - 144 с.

36. Кудрявцева, Д. А. Исследование влияния температуры на выходной сигнал кремниевого резонансного преобразователя давления / Д. А. Кудрявцева (Д. А. Гулиева), Б. В. Цыпин // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. - 2016. - № 3 (17). - С. 40-46.

37. Кудрявцева (Гулиева), Д. А. Исследование влияния конструктивных размеров на характеристики чувствительного элемента кремниевого резонансного преобразователя давления / Д. А. Кудрявцева (Гулиева) // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. - 2017. - № 3 (21). -С. 74-81.

38. Кудрявцева (Гулиева), Д. А. Аналитический обзор типов вибрации и режимов работы вибрации МЭМС-резонаторов / Д. А. Кудрявцева (Гулиева), Е. В. Беляева, А. А. Кудрявцев // Труды Международного симпозиума Надежность и качество. - 2015. - Т. 1. - С. 17-19.

39. Кудрявцева (Гулиева), Д. А. Перспективы использования кремниевого резонатора в резонансных преобразователях давления / Д. А. Кудрявцева (Гулиева), С. Р. Таишев // Инжиниринг и технологии. - 2017. - Vol. 2(1). -DOI 10.21685/2587-7704-2017-2-1-5. - C. 1-3.

40. Кудрявцева, Д. А. Применение новых материалов при изготовлении ЧЭ резонансного преобразователя давления / Д. А. Кудрявцева (Гулиева),

A. В. Березкин // Методы, средства и технологии получения и обработки измерительной информации : сб. науч. статей Междунар. науч.-техн. конф. «Шляндинские чтения - 2016». - Пенза, 2016. - С. 102-105.

41. Кучумов, Е. В. Струнный автогенераторный измерительный преобразователь на основе пьезоструктуры / Е. В. Кучумов, И. Н. Баринов,

B. С. Волков // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. - 2014. -№ 2 (8). - С. 58-65.

42. Кучумов, Е. В. Применение пьезоструктур для создания струнного измерительного преобразователя на основе автоколебательной системы / Е. В. Кучумов, И. Н. Баринов, В. С. Волков, С. А. Гурин, С. П. Евдокимов // Измерительная техника. - 2015. - № 6. - С. 49-52.

43. Кучумов, Е. В. Моделирование динамики колебаний металлического струнного чувствительного элемента датчика. Ч. 1. Собственные колебания / Е. В. Кучумов // Датчики и системы : сборник докладов XXX всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов (30-31 марта 2011 г., Пенза) / под ред. акад. Академии проблем качества РФ А. В. Блинова. - Пенза : ОАО «НИИФИ», 2011. - С. 170-179.

44. Кузнецов, А. В. Методы математической физики : учебное пособие / А. В. Кузнецов. - Ярославль : Яросл. гос. ун-т, 2004. - 200 с.

45. Кларк, П. Лидер рынка MEMS делится ближайшими планами / П. Кларк ; перевод: Фурман И. [Электронный ресурс] // Время электроники. - 2012. -URL: http://www.russianelectronics.ru/leader-r/review/doc/61210/ (дата обращения: 27.10.2016).

46. Клементьев, А. В. Вторичный прибор для струнных датчиков / А. В. Клементьев, А. Ю. Петров, В. Н. Дурчева, И. И. Загрядский // Датчики и системы. - 2004. - № 6. - С. 8-10.

47. Клюев, Г. И. Авиационные приборы и системы : учебное пособие / Г. И. Клюев, Н. Н. Макаров, В. М. Солдаткин ; под ред. В. А. Мишина. -Ульяновск : Ул-ГТУ, 2000. - 510 с.

48. Лабутин, С. А. Анализ сигналов и зависимостей : учебное пособие / С. А. Лабутин, М. В. Пугин ; Нижегор. гос. техн. ун-т. - Ниний Новгород : Изд-во НГТУ, 2001. - 158 с.

49. Лежин, С. М. Центральное растяжение и сжатие. Кручение : методические указания к лабораторным работам / С. М. Лежин, В. Ф. Павлов, А. П. Филатов [и др.]. - Самара : Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2010. -32 с.

50. Милохин, Н. Т. Частотные датчики систем автоконтроля и управления / Н. Т. Милохин // Библиотека по автоматике. - 2013. - № 310. - С. 131-138.

51. Новицкий, П. В. Цифровые приборы с частотными датчиками / П. В. Новицкий, В. Г. Кнорринг, В. С. Гутников. - Ленинград : Энергия, 1970. - 424 с.

52. Осадчий, Е. П. Погрешности датчиков : учебное пособие / Е. П. Осадчий, В. И. Карпов, Н. В. Мясникова. - Пенза : ПГТУ, 1993. - 84 с.

53. Осадчук, В. С. Методы построения микроэлектронных радиоизмерительных преобразователей с частотным принципом работы / В. С. Осадчук,

A. В. Осадчук // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. -2004. - № 3. - С. 26 -33.

54. Осадчий, Е. П. Проектирование датчиков для измерения механических величин / Е. П. Осадчий. - Москва : Машиностроение, 1979. -480 с.

55. Пановко, Я. Г. Внутреннее трение при колебаниях упругих систем / Я. Г. Пановко. - Москва : Физматлит, 1960. - 193 с.

56. Петрова, И. Ю. Универсальная структурно-параметрическая модель плоской мембраны / И. Ю. Петрова, О. М. Шикульская // Датчики и системы. - 2000. - № 2. - С. 14-16.

57. Распопов, В. Я. Микромеханические приборы / В. Я. Распопов. - Москва : Машиностроение, 2007. - 400 с.

58. Рохманов, Н. Я. Внутреннее трение в монокристаллах кремния, облучаемого альфа-частицами / Н. Я. Рохманов, А. К. Гнап // Системы обработки информации. - 2003. - № 1. - С. 110-119.

59. Садуллаев, А. Б. Высокочувствительные многофункциональные датчики, работающие на основе автоколебаний тока в кремнии / А. Б. Садуллаев // Молодой ученый. - 2011. - Т. 1, № 27. - С. 49-52.

60. Седалищев, В. Н. Физические основы использования в измерительных устройствах колебательных и волновых процессов : учебное пособие /

B. Н. Седалищев. - Барнаул : Изд-во АлтГТУ, 2008. - С. 175.

61. Сергеев, В. С. Напряжения и деформация в элементах микросхем / В. С. Сергеев, О. А. Кузнецов [и др.]. - Москва : Радио и связь, 1994. - 88 с.

62. Сиротин, Ю. И. Основы кристаллофизики : учебное пособие / Ю. И. Сиротин, М. П. Шаскольская. - 2-е изд., перераб. - Москва : Наука, 1979. - 640 с.

63. Сорокин, М. Ю. Исследование влияния температуры на измерительный преобразователь / М. Ю. Сорокин, В. А. Тихоненков // Вестник Ульяновского государственного технического университета. - 2005. - № 1. -С. 47-49.

64. Тимошенко, С. П. Сопротивления материалов / С. П. Тимошенко. - Москва : Наука, 1979. - 135 с.

65. Тимошенко, С. П. Колебания в инженерном деле / С. П. Тимошенко, Д. Х. Янг, У. Уивер. - Москва : Машиностроение, 1985. - 472 с.

66. Тихоненков, В. А. Теория, расчет и конструирование датчиков механических величин : учебное пособие для вузов / В. А. Тихоненков,

A. И. Тихонов. - Ульяновск : УлГТУ, 2000.

67. Тыртычный, А. А. Инерциальные чувствительные элементы на основе МЭМС-технологий / Тыртычный А. А. // Шестьдесят первая студенческая научно-техническая конференция ГУАП : сб. докл. : в 2 ч. Ч. 1. Технические науки / СПбГУАП. - Санкт-Петербург, 2008. - С. 44-48.

68. Фрайден, Дж. Современные датчики : справочник / Дж. Фрайден. -Москва : Техносфера, 2005. - 592 с.

69. Цейтлин, Я. М. Модифицированные струнные преобразователи для измерения геометрических величин / Я. М. Цейтлин, Ю. В. Скачко,

B. В. Капырин. - Москва : Изд-во стандартов, 1989. - 264 с.

70. Шикульский, М. И. Математическое моделирование микроэлектронных частотных датчиков давления / М. И. Шикульский // Исследовано в России. -2005. - Т. 5.

71. Эткин, Л. Г. Виброчастотные датчики. Теория и практика / Л. Г. Эткин. -Москва : МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004. - 408 с.

72. Яблонский, А. А. Курс теории колебаний / А. А. Яблонский. - 5-е изд. -Санкт-Петербург : БХВ-Петербург, 2007. - 336 с.

73. URL: http://www.kit-e.ru/articles/sensor/2008_3_44.php.

74. URL: http://www.inno.ru/project/29323.

75. URL: http://www.bytemag.ru/articles/detail.php?ID=6756.

76. URL: http: //www. radioradar. net/articles/scientific_technical/mems. html.

77. URL: http://www.electronics.ru/issue/2002/4/2.

78. URL: http://www. sovtest.ru/ru/publication/%C2%ABrusskayaassotsiatsiyamems %C2%BB-shag-vpe.

79. Fraden, J. Handbook of modern sensors: physics, designs, and applications / J. Fraden // Springer Science & Business Media, 2004. - P. 589.

80. Jackson, R. G. Novel sensors and sensing / R. G. Jackson. - CRC Press, 2004. -P. 305.

81. Milenkovic, A. Wireless sensor networks for personal health monitoring: Issues and an implementation / A. Milenkovic, C. Otto, E. Jovanov // Computer communications. - 2006. - Vol. 29, № 13. - P. 2521-2533.

82. Wilde, J. Hochtemperaturelektronik-Stand und Herausforderungen / J. Wilde // Bericht der VDE/VDI-Gesellschaft Mikroelektronik, Mikro-und Feinwerktechnik (GMM), 2002. - P. 45.

83. Mordkovich, V. N. Peculiarities of radiation defects formation in Si of SOI structures / V. N. Mordkovich, D. M. Pazhin // Science and Technology of SOI Structures and Devices. - Kiev : IOP publ., 2005. - P. 60-61.

84. Cheredov, A. I. Oscillistor sensors of nonelectric quantities / A. I. Cheredov, A. V. Shchelkanov // 2015 International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON). IEEE, 2015. - P. 1-4.

85. Microsystem for micro- and small currents stabilization on the base of Field Effect Hall Sensor / V. N. Mordkovich, M. L. Baranochnikov, A. V. Leonov, D. M. Pazhin, M. P. Karpushin // 10th European Conference on Magnetic Sensors and Actuators (EMSA 2014). - Vienna, Austria, 2014.

86. Square Extensional Mode Single-Crystal Silicon Micro Mechanical RF-resonator / V. Kaajakari, T. Mattila, A. Oja, J. Kiihamäki, H. Kattelus, M. Koskenvuori, P. Rantakari, I.Tittonen, and H. Seppä // Proceedings of Transducers '03, the 12th International Conference on Solid-State Sensors and Actuators, 8-12 June 2003, Boston, Massachusetts, USA (IEEE Publication), 2003. - P. 425-432.

87. Foulgoc, B. Le. Highly decoupled single-crystal silicon resonators: an approach for the intrinsic quality factor / B. Le Foulgoc // J.Micromech. Microeng. - 2006. -Vol. 16. - S45-S53.

88. Melvas, P. A surface-micromachined resonant-beam pressure-sensing structure // Microelectromechanical Systems Journal. - 2001. - Vol. 10, Iss. 4. - P. 498-502.

89. Campanella, H. Acoustic Wave and Electromechanical Resonators: Concept to Key Application / H. Campanella. - ARTECH HOUSE, 2010. - 346 p.

90. Silicon micromechanical resonators for RFapplications / T. Mattila, V. Kaajakari, J. Kiihamaki, A. Oja, H. Kattelus, H. Seppa, M. Koskenvuori, P. Rantakari, and I. Tittonen // Physica Scripta. - 2004. - Vol. 114. - P. 181183.

91. URL: https://search.rsl.ru/ru/record/01008140746.

92. URL: http://www.st.com/stonline/index.htm.

93. URL: http://www.freescale.com.

94. URL: http://www.vti.fi/en.

95. A Low-Pressure Encapsulated Deep Reactive Ion Etched Resonant Pressure Sensor Electrically Excited and Detected Using Burst Technology / J. Melin et al. // J. Micromech. Microeng. - 2000. - Vol. 10. - P. 209-217.

96. US patent 6,082,199. - URL: http://www.yokogawa.ru.

97. Druck RPT (Resonant Pressure Transducer) Series Datasheet. - URL: https: //www.bodc.ac. uk/

98. RU 2431815. - URL: http://www.findpatent.ru/patent/243/2431815.

99. Ho, G. K. Temperature compensated IBAR reference oscillators / G. K. Ho, K. Sundaresan, S. Pourkamali, and F. Ayazi // Proc. MEMS, 2006.

100. Kaajakari, V. Nonlinear limits for single-crystal silicon microresonators / V. Kaajakari, T. Mattila, A. Oja and H. Seppa // JMEMS. - 2004. - Vol. 13. -P. 715-724.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Листинг программы расчетов температурной погрешности в МаШсаа

Для 36ЖТЮ

aki := i3.3iG 6

ai := i3.3iG 6

AT := —4G.. 3GС

g

EGi := i8G iG

SGi := G

aEi := —G.3iG 6

Для Si

ak2 := 5.i iG 6

— 6

a2 := 5. i iG

AT := —4G.. 3Œ g

EG2 := iG9iGg SG2 := G

— 6

aE2 := 2.33 iG

(aki — ai)•AT •EGi aELAT

deltafi (AT ) := ---- +- + abAT + akLAT

2•S01 2

(ak2 — a2VAT ^EG2 aE2AT

deltaf2(AT ) := ---- +- + a2AT + ak2AT

2•SG2 2

deltafi (3GG)iGG = G. 793

Sii:= 7.69 iG Ь

an := 63.6iG 6

ßn := 6G.5iG 6

ap := 63.6iG 6

— 6

ßp := 6i.iS>iG

ATmax := 3GG AT := —4G.. ATmax

S iin( AT ) := Si{i + an •(AT ) + ßn (AT )2] i

En(AT) :=

Siin(AT)

SiipAT ) := Si{i + ap-(AT ) + ßp (AT)2] Ep(AT) :=■ i

Siip(AT)

ATmax

JE(k,b) :=

2

[Ep(AT) — (k-AT + b)]2dAT

0

JEk(k,b) := —JE(k,b) dk

JEb(k, b) := — JE(k,b) db

Given JEk(k,b) = 0 JEb(k,b) = 0

'—4.ie8

Find(k,b) float,2 ^

1 i.3eii

— 8

,ltf,aT, (ak2 — a2)-AT -Ep(AT) , — 4.i-i0 -AT

deltaf2(AT) :=--1---h a2-AT + ak2-AT

2-S02 2

— 3

deltaf2(300) = 3.054x i0

—3

deltafi (300) = 7.935x i0

—3

deltaf2(300) = 3.054x i0 ATmax := 300 AT :=—40..ATmax Для 37НВКТЮ

ak3 := 8.3-10— 6

a3 := 8.3-i0— 6 AT :=—40..300

g

E03 := i58i09

S03 := 0

—б

aE3 := 80-i0

Для 70НХБМЮ

—6

ak4 := ii.4i0 6

a4 := ii.4i0 6

AT := —4G.. 3Œ

g

EG4 := 2 iS Ш 8)4 := G

aE4 := 26G•iG—6 Для 29Н26КХТБЮ

ak5 := 8.5 iG— 6

— 6

a5 := 8.5iG 6

AT := —4G.. ATmax

g

EG5 := 160•10

ёЮ5 := G

6

aE5 := 3G•iG

Для 36НКВХБТЮ (ВУС-22)

ak6 := 8.6 iG— 6

6

a6 := 8.6 iG 6

AT := —4G.. 3Œ

g

EG6 := igOiG

8G6 := G

aE6 := 5^ iG— 6

,, „ (ak3 — a3VAT •EG3 aESAT

deltaf3 (AT ) := ---- +-+ a3^AT + akSAT

2•S03 2

(ak4 — a4VAT •EG4 aE4AT

deltaf4(AT) := ---- +-+ a4AT + ak4AT

2 »4 2

deltaf2( AT) =

О

1.018 10-5

2.036 10-5

3.054 10-5

4.072 10-5

5.09 10-5

6.108 10-5

7.126 10-5

8.144 10-5

9.162 10-5

1.018 10-4

1.12 10-4

1.222 10-4

1.323 10-4

1.425 10-4

deltaf3 ( AT) =

О

5.66 ■ 10-5

1.132 10-4

1.698 10-4

2.264 10-4

2.83 10-4

3.396 10-4

3.962 10-4

4.528 10-4

5.094 10-4

5.66 10-4

6.226 10-4

6.792 10-4

7.358 10-4

7.924 10-4

deltaf4 ( AT) =

о

1.528 10 -4

3.056 10 -4

4.584 10 -4

6.112 10 -4

7.64 10-4

9.168 10 -4

1.07 10 -З

1.222 10 -З

1.375 10 -З

1.528 10 -З

1.681 10 -З

1.834 10 -З

1.986 10 -З

2.139 10 -З

(ak5 - a5)- AT -E05 aE5-AT

deltafS (AT ) := ---- +-+ a5-AT + ak5-AT

2-S05 2

,, ^ (akб - aó)-AT -E06 aE6AT

deltafб(AT ) := ---- +-+ afrAT + ak6AT

2-SÜ6 2

deltaf2(300)-100 = 0.305 deltaf3(300)-100 = 1.б98 deltaf4(300)100 = 4.5S4 deltaf5(3OO)1OO = 0.9б deltaf5(300)100 = 0.591

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Акты внедрения результатов диссертационной работы

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель 1енерального директора по ^ffififfiSHfcJ У «НИИФИ», к.т.н. Шу

внедрения результатов диссертационной работы Гулиевой Дарьи Александровны, представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук

В диссертационной работе Гулиевой Д.А. проведены предпроектные исследования возможности производства струнного кремниевого датчика давления по технологии МЭМС. Полученные результаты позволяют оценить ожидаемые технические и метрологические характеристики первичного преобразователя, существенно превышающие характеристики традиционных струнных датчиков. Предложенные конструктивно-технические решения первичного струнных преобразователей, позволили уменьшить массу и габаритные показатели преобразователя, уменьшить дополнительную температурную погрешность, и расширить частотный диапазон работы преобразователя.

Гулиевой Д.А. разработана методика проектирования струнных преобразователей, изготавливаемых по технологии МЭМС. Результаты работы использованы при выполнении ПИР «Прикладные исследования и инновационное проектирование ключевых элементов и технология датчико - преобразующей аппаратуры и систем на ее основе для изделий ракетно-космической техники», выполнявшейся в рамках Федеральной космической программы России на 2016 -2025 гг. (г/к от 09.08.2017т. № 47702388027160(02070\700-17\518-2017',3). По результатам исследований планируется постановка опытно- конструкторе кой работы по разработке и освоению производства датчика давления для изделий ракетно-космической техники.

Начальник отдела организации научной и образовательной деятельности, к.т.н.

II.И. Артамонов

УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе

;жиаерситетау

___Механов

«11^03 30(9 г.

некого государственного

АКТ

о внедрении результатов диссертационной работы Гулиевой Д.А.

«Совершенствование первичных струнных преобразователей для систем управления» представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.05 - «Элементы и устройства вычислительной техники и

систем управления»

Настоящим актом подтверждается использование научных результатов диссертационной работы Гулиевой Д.А. в учебном процессе ФГБОУ ВО «ПТУ», г. Пенза.

При проведении лабораторных, практических и лекционных занятий по направлению 12.03.01 «Приборостроение» для студентов и магистрантов целевой подготовки для АО «НИИФИ» по дисциплинам «Датчиковая аппаратура», «Проектирование датчиковой аппаратуры» и «Моделирование датчиковой аппаратуры» рассмотрены принципы построения МЭМС струнных датчиков, а также использованы алгоритмические и имитационные модели этих датчиков.

Директор политехнического института, д.т.н., профессор

Заведующий кафедрой «ИИТиМ», д.т.н., доцент

Заведующий кафедрой «Приборостроение», д.т.н., доцент

С.А. Базыкин

ПРИЛОЖЕНИЕ В Объекты интеллектуальной собственности