Особенности построения измерительных преобразователей с логометрическим выходом на основе взаимосвязанных пьезорезонаторов

УДК 53:620.22

  • Виктор Николаевич Седалищев Алтайский государственный университет (Барнаул, Россия) Email: sedalischew@mail.ru
  • Яна Сергеевна Сергеева Алтайский государственный университет (Барнаул, Россия) Email: sergeevays@phys.asu.ru
  • Дмитрий Олегович Страхатов Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова (Барнаул, Россия) Email: strahatovdmitrij@mail.ru
  • Сергей Петрович Пронин Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова (Барнаул, Россия) Email: sppronin@mail.ru
Ключевые слова: пьезорезонатор, колебательная система с двумя степенями свободы, имитационное моделирование

Аннотация

Приведены результаты имитационного моделирования измерительных устройств, основанных на использовании связанных колебаний в системах с двумя степенями свободы. Рассмотрены способы управления параметрами колебательной системы преобразователя на основе взаимосвязанных пьезорезонаторов. Произведена сравнительная оценка метрологических характеристик возможных вариантов построения пьезорезонансных датчиков с логометрическим (дифференциальным) выходом.

Показано, что при воздействии на добротность колебательной системы первичного преобразователя более высокую чувствительность измерительного процесса обеспечивает управление активным сопротивлением схемы замещения элемента связи между резонаторами. В качестве выходного сигнала датчика в данном случае предлагается использовать отношение амплитуд колебаний одного из взаимосвязанных резонаторов, измеренных на частотах синфазных и противофазных колебаний в системе. При воздействии на частотозадающие параметры преобразователя для формирования выходного сигнала рекомендуется использовать отношение амплитуд колебаний двух взаимосвязанных пьезорезонаторов, измеренных на одной из нормальных частот синхронизированных колебаний в системе.

Достоинствами измерительных устройств данного типа являются высокая чувствительность, простота конструкции, низкая стоимость, технологичность изготовления, применимость для работы в тяжелых условиях.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Metrics

Загрузка метрик ...

Биографии авторов

Виктор Николаевич Седалищев , Алтайский государственный университет (Барнаул, Россия)

доктор технических наук, профессор кафедры вычислительной техники и электроники

Яна Сергеевна Сергеева , Алтайский государственный университет (Барнаул, Россия)

сотрудник кафедры вычислительной техники и электроники

Сергей Петрович Пронин , Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова (Барнаул, Россия)

доктор технических наук, профессор кафедры информационных технологий

Литература

Джексон Р.Г. Новейшие датчики. М., 2007.

Богуш М.В. Пьезоэлектрические датчики для экстремальных условий эксплуатации // Пьезоэлектрическое приборостроение : сб. в 3 томах. Т. 3. Ростов /нД, 2006.

Spletzer M., Raman A., Wu A. Q., Xu X. Ultrasensitive mass sensing using mode localization in coupled microcantilevers // Appl. Phys. Lett. 2006. Vol. 88, 254102. DOI: 10.1063/1.2216889.

Zaitsev B.D., Semyonov A.P., Teplykh A.A., Borodina I.A. The sensor for measuring the micro-displacements based on the piezoelectric resonator with lateral electric field // Ultrasonics. 2019. Vol. 99, 105973.

Пьезоэлектрическая керамика: принципы и применение / пер. с. англ. С.Н. Жукова. Минск, 2003.

Шарапов В.М., Мусиенко М.П., Шарапова Е.В. Пьезоэлектрические датчики. М., 2006.

Седалищев В.Н. Пьезотрансформаторные измерительные преобразователи : монография. Барнаул, 2015.

Партс Я.А. Многочастотные пьезорезонансные датчики: принцип действия, способы построения, решаемые задачи // Нелинейный мир. 2009. № 5. Т.7.

Евдокимов Ю.К., Партс Я.А. Квазираспределенные пьезорезонансные датчики в промышленных системах измерения температуры // Мир измерений. 2010. № 3 (109).

Sedalischev V., Sergeeva Ya. Simulation of measuring transducers based on interconnected piezoresonators // X International Conference on High-performance computing systems and technologies in scientific research, automation of control and production (HPCST) 2020. Barnaul, 24-25 April 2020 / J. Phys.: Conf. Ser. Vol. 1615, article: 012030.

Опубликован
2021-09-10
Как цитировать
Седалищев В. Н., Сергеева Я. С., Страхатов Д. О., Пронин С. П. Особенности построения измерительных преобразователей с логометрическим выходом на основе взаимосвязанных пьезорезонаторов // Известия Алтайского государственного университета, 2021, № 4(120). С. 53-58 DOI: 10.14258/izvasu(2021)4-08. URL: http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282021%294-08.