Совершенствование технических характеристик канала измерения давления информационно-измерительных систем тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Рыблова Елизавета Анатольевна

• Рыблова Елизавета Анатольевна
• кандидат наук
• 2026

Оглавление диссертации кандидат наук Рыблова Елизавета Анатольевна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ПРИ ПОСТРОЕНИИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ КАНАЛОВ ИИС

1.1 Анализ основных технических требований, предъявляемых к датчикам давления канала измерения ИИС БПЛА

1.2 Датчики давления измерительного канала ИИС БПЛА

1.3 Систематизация датчиков давления канала измерения ИИС БПЛА

1.4 Метрологические характеристики канала измерения давления

1.5 Влияние конструктивных решений ПТМТ на трудоемкость изготовления канала измерения давления

1.6 Анализ технического уровня и тенденций развития тензорезистивных датчиков давления

1.7 Выводы по главе

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И ВЫБОР ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА ДЛЯ КАНАЛА ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

2.1 Исследование чувствительных элементов с различными типами мембран.

2.2 Определение геометрических параметров профилированной мембраны по критерию чувствительности

2.3 Определение геометрических параметров профилированной мембраны по критерию погрешности линейности выходного сигнала

2.4 Выводы по главе

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ И УРОВНЯ ЛЕГИРОВАНИЯ МОНОКРИСТОЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕНЗОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ КАНАЛА ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

3.1 Исследование влияния температуры и уровня легирования на характеристики тензопреобразователя

3.2 Определение концентрации легирующей примеси, позволяющей снизить температурную составляющую погрешности графическим методом

3.3 Определение концентрации легирующей примеси, позволяющей снизить температурную составляющую погрешности аналитическим методом

3.4 Определение относительной погрешности выходного сигнала при разбросе значений концентрации легирующей примеси

3.5 Выводы по главе

ГЛАВА 4. ПОДТВЕРЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ И РАСЧЕТ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КАНАЛА ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

4.1 Исследование чувствительных элементов полупроводниковых тензодатчиков в программном пакете SOLIDWORKS

4.2 Расчет метрологических характеристик канала измерения давления

4.3 Расчет трудоемкости изготовления канала измерения давления

4.4 Выводы по главе

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Приложение А. Патенты и свидетельства

Приложение Б. Внедрение результатов работы

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования.

Современные информационно-измерительные системы (далее - ИИС) давления и функционально связанных с ним физических величин в настоящее время являются широко востребованными в различных областях техники, при этом за последние несколько лет наблюдается значительный рост объемов выпуска таких изделий, доходящий до сотен тысяч экземпляров в год. Кроме того, подобные ИИС начали широко использоваться в изделиях, эксплуатирующихся автономно (например, беспилотные аппараты), которые предъявляют помимо высокой точности дополнительные требования к характеристикам. К таким требованиям относятся минимальные масса и габариты, низкое энергопотребление, а также простота и минимальная себестоимость изготовления в условиях серийного и массового производства. В данной работе рассматривается ИИС беспилотного летательного аппарата (далее - БПЛА), в состав которой входит датчик для измерения давления, применяемый в качестве барометрического высотомера.

Характеристики каналов измерения давления ИИС БПЛА обеспечиваются их компонентами, к которым относятся измерительные приборы, измерительные преобразователи, датчики и т.д. (ГОСТ Р 8.596 -2002)[1]. При использовании традиционных барометрических высотомеров ИИС имеют значительные массу и габариты, высокое энергопотребление, делающие их малопригодными для современных малоразмерных БПЛА. Перспективным направлением совершенствования характеристик каналов измерения давления ИИС БПЛА является использование в качестве барометрических высотомеров полупроводниковых тензопреобразователей мембранного типа (далее - ПТМТ), содержащие упругий элемент в виде кремниевой мембраны, на поверхности которого интегральным способом изготовлены тензорезисторы, объединенные в полную мостовую схему,

чувствительный элемент (ЧЭ) который имеет небольшие габариты в пределах нескольких миллиметров и более высокую чувствительность по сравнению с металлическими тензопреобразователями. Повышение чувствительности позволяет пропорционально снизить напряжение питания ПТМТ, и как следствие, увеличить автономность полета БПЛА при одинаковой емкости аккумулятора.

Существенный вклад в развитие теории ПТМТ внесли такие ученые, как В.И. Ваганов, З.Ю. Готра, В.А. Гридчин, В.В. Грищенко, Н.Е. Конюхов, Е.А. Мокров, Е.П. Осадчий, В.М. Стучебников, В.А. Васильев, И.В. Волохов, А.И. Тихонов, В.А. Тихоненков, A. Kurtz и др. Однако современная теория проектирования ПТМТ ориентирована на единичное и мелкосерийное производство, что требует при изготовлении ПТМТ значительного объема работ по настройке, подгонке и регулировке для достижения требуемых параметров, что затрудняет организацию серийного и массового производства ПТМТ и ИИС на их основе. В частности, ПТМТ характеризуются значительной температурной погрешностью чувствительности, для устранения которой требуется использование схем температурной компенсации, параметры которых могут быть определены только в результате настройки и регулировки на этапе изготовления, что усложняет и удорожает серийное производство преобразователей давления.

Современные ПТМТ характеризуются высокой температурной погрешностью выходного сигнала, обусловленной значительной температурной зависимостью характеристик полупроводников. Поэтому актуальной является задача исследования физических основ функционирования ПТМТ с целью оптимизации геометрических параметров чувствительного элемента (полупроводниковой мембраны) по критериям максимальной чувствительности и линейности функции преобразования, а также возможности управления характеристиками полупроводниковых тензорезисторов в процессе изготовления. Наиболее часто в конструкциях тензопреобразователей используются плоские мембраны и мембраны с

жестким центром. При уменьшении толщины мембран обеспечивается более высокая чувствительность. Однако уменьшать толщину чувствительного элемента можно только до определенных пределов, ограничиваемых технологией изготовления и воспроизводимостью толщины мембраны. Кроме того, при уменьшении толщины мембраны существенно увеличивается нелинейность зависимости механического напряжения от приложенного давления, а, следовательно, и нелинейность функции преобразования. Существенным недостатком мембран с жестким центром является чувствительность к ударам и вибрациям, при которых жесткий центр ведет себя подобно инерционной массе, что обеспечивает значительную дополнительную погрешность.

Таким образом, в работе решается задача одновременного повышения чувствительности ПТМТ при сохранении механической прочности мембраны и точности преобразования за счет использования сложного профиля сечения мембраны, сочетающего широкие и узкие участки.

Наибольшее влияние на характеристики кремниевых полупроводниковых тензорезисторов оказывает концентрация легирующей примеси. Влияние температуры и уровня легирования на тензосопротивление монокристалла кремния характеризует модель Канда, которая традиционно используется для графического определения оптимального значения концентрации по критерию минимальной температурной зависимости [2]. Но графический метод обладает низкой точностью, что требует разработки усовершенствованных методик определения концентрации легирующей примеси.

В диссертационной работе решается актуальная задача совершенствования характеристик ИИС БПЛА посредством улучшения технических характеристик канала измерения давления на основе ПТМТ.

Цель диссертационной работы: Совершенствование технических характеристик канала измерения давления ИИС за счет снижения погрешности и повышения чувствительности первичных преобразователей

на основе ПТМТ, а также снижения трудоемкости изготовления ПТМТ в массовом производстве.

Задачи диссертационной работы:

1. Исследование возможностей и путей улучшения технических характеристик каналов измерения давления барометрического высотомера, входящего в состав ИИС с применением ПТМТ, повышение точности канала измерения давления ИИС за счет применения разработанной методики проектирования ПТМТ, позволяющей снизить погрешность нелинейности преобразования давления в механическое напряжении. (2.2.11, п.2).

2. Исследование возможности снижения дополнительной температурной погрешности канала измерения давления ИИС, за счет определения зависимости коэффициента тензочувствительности от концентрации примеси и температуры тензорезистора. (2.2.11, п.3).

3. Исследование функции влияния отклонения концентрации легирующей примеси ПТМТ от номинального значения на температурную погрешность выходного сигнала ПТМТ (2.2.11, п.3)

4. Исследование температурной зависимости выходного сигнала канала измерения давления барометрического высотомера, входящего в состав ИИС на основе ПТМТ, определение концентрации легирующей примеси, позволяющей минимизировать влияние температуры на тензосопротивление и возможности снижения трудоемкости изготовления ПТМТ в массовом производстве за счет исключения работ по настройке и регулировке вследствие исключения схемы температурной компенсации (2.2.9, п.2).

Объект исследования - объектом исследования являются измерительные компоненты канала измерения давления барометрического высотомера, входящего в состав ИИС, представляющие собой первичные преобразователи датчиков давления на основе ПТМТ.

Предметом исследования являются разработанные методики совершенствования технических характеристик ПТМТ канала измерения давления барометрического высотомера, входящего в состав ИИС;

усовершенствованные математические модели ПТМТ, учитывающие нелинейный характер температурной зависимости тензочувствительности полупроводниковых тензорезисторов.

Научная новизна работы

1. Разработана методика повышения чувствительности канала измерения давления ИИС в 1,3 раза за счет определения геометрических параметров сечения ПТМТ, профиль которого имеет широкие и узкие участки, при этом широкие участки расположены в области заделки. (2.2.11, п.2).

2. Разработана методика, позволяющая повысить точность канала измерения давления ИИС в 2 раза путем определения геометрических параметров сечения ПТМТ, позволяющая снизить погрешность нелинейности преобразования давления в механическое напряжения. (2.2.11, п.2).

3. Разработана математическая модель функции преобразования ПТМТ, отличающаяся учетом нелинейного характера зависимости характеристик полупроводниковых тензорезисторов от концентрации легирующей примеси, что позволило получить аналитические выражения для расчета температурной погрешности ПТМТ, дающие более точные результаты по сравнению с используемыми в настоящее время графоаналитическими методиками (2.2.9, п.2).

4. Получена функция влияния отклонения концентрации легирующей примеси ПТМТ от номинального значения на температурную погрешность выходного сигнала ПТМТ (2.2.11, п.3)

Практическая значимость:

1 Разработаны методики проектирования конструкции профилированного ПТМТ для канала измерения давления ИИС, позволяющая повысить чувствительность измерительного канала и точность измерения путем снижения погрешности нелинейности выходного сигнала.

2 Разработана методика определения концентрации легирующей примеси, позволяющая минимизировать температурную погрешность

выходного сигнала ПТМТ для канала измерения давления ИИС на этапе изготовления, что позволяет снизить трудоемкость изготовления в массовом производстве за счет исключения работ по настройке и регулировке.

3 Разработанные методики позволяют упростить производственный процесс изготовления канала измерения давления ИИС на основе ПТМТ за счет снижения трудоемкости путем точного задания значения концентрации легирующей примеси, минимизирующей температурную погрешность выходного сигнала и позволяющего исключить операции настройки и регулировки измерительной схемы.

Результаты, полученные в диссертационной работе, внедрены на предприятии АО «ФНПЦ «ПО «Старт» им. M.B.Проценко», г. Заречный, Пензенская область, разрабатывающем средства управления и контроля при производстве кремниевых ПТМТ датчиков давления, а также в виде методик разработки конструкции ПТМТ внедрены в учебный процесс кафедры «Приборостроение» ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет» при проведении лекционных и практических занятий.

Методы исследования:

Методы теории измерений, теории погрешностей, методы регрессионного анализа, методы физики твердого тела и теории полупроводников. Математическое моделирование влияния технологических параметров процесса изготовления на температурную составляющую погрешности полупроводниковых тензорезисторов ПТМТ и линейность выходного сигнала при эксплуатации в режиме повышенных температур. Имитационное моделирование чувствительного элемента в виде профилированной кремниевой мембраны в программном пакете COMSOL Multiphysics для определения геометрических параметров сечения, обеспечивающих максимальную чувствительность и линейность выходного сигнала. Методы процедурного программирования для разработки программ, реализующих методики, разработанные в ходе диссертационного исследования.

На защиту выносятся:

1. Методика определения геометрических параметров сечения ПТМТ для канала измерения давления ИИС, позволяющая повысить чувствительность преобразования.

2. Методика определения геометрических параметров сечения ПТМТ, позволяющей снизить погрешность нелинейности преобразования давления в механическое напряжение для канала измерения давления ИИС, позволяющая снизить погрешность нелинейности выходного сигнала.

3. Математическая модель функции преобразования ПТМТ для канала измерения давления ИИС, позволяющая учесть влияние концентрации легирующей примеси на температурные характеристики тензорезисторов и выходной сигнал ПТМТ.

4. Методика определения концентрации легирующей примеси при изготовлении ПТМТ на основе предложенной математической модели, позволяющая минимизировать температурную погрешность выходного сигнала канала ИИС, а также позволяющая снизить трудоемкость изготовления ПТМТ в массовом производстве за счет исключения работ по настройке и регулировке.

Задачи, решенные в диссертации, соответствуют паспорту специальности 2.2.11. «Информационно-измерительные и управляющие системы (технические науки)»: п.2 - исследование возможностей и путей совершенствования существующих и создания новых элементов структуры и образцов информационно-измерительных и управляющих систем, улучшение их технических, эксплуатационных, экономических и эргономических характеристик, разработка новых принципов построения и технических решений; п.3 - математическое, алгоритмическое, информационное, программное и аппаратное обеспечение информационно-измерительных и управляющих систем; паспорту специальности 2.2.9. «Проектирование и технология приборостроения и радиоэлектронной аппаратуры (технические науки)»: п.2. - разработка новых и совершенствование существующих

функциональных, физических, физико-технологических, физико-химических, математических моделей материалов, приборов, систем контроля и диагностирования, радиоэлектронной аппаратуры, технологических процессов их изготовления, соответствующего технологического оборудования, базирующихся на новых физических, физико-технологических и физико-химических принципах, с учётом решения вопросов обеспечения их эффективного применения, надежности, стойкости к внешним воздействующим факторам и экологической безопасности окружающей среды, способных стать базой алгоритмического и программно-технического обеспечения проектирования, возможности его автоматизации и внедрения в цифровые информационные технологий.

Апробация работы.

Основные теоретические и практические результаты диссертации были доложены и получили одобрение на международных и всероссийских научно-технических конференциях и конкурсах, а именно «Шляндинские чтения» (г. Пенза, 2017, 2018, 2019, 2020, 2021, 2022 г.); «Международный симпозиум «Надежность и качество» (г. Пенза, 2017,2018, 2021 г.); «Всероссийская молодежная школа-семинар» (г. Ульяновск, 2018, 2019, 2020, 2021 г.); «Всероссийской научно-технической конференции для молодых ученых и студентов с международным участием» (г. Пенза, 2021); «Всероссийской межвузовской научно-практической конференции» (г.Пенза, 2020); «Всероссийский инженерный конкурс ВИК РФ»(г. Москва, 2022; 2023 г.); Международной научно-технической конференции по программе «УМНИК» (г. Пенза 2021; 2022 г.); Всероссийском конкурсе творческих работ по популяризации научного знания «Just Science!» (г.Томск, 2021 г.); «40 Международный конкурс научно-исследовательских работ» -Всероссийское Общество Научно-Исследовательских Разработок «ОНР ПТСАЙНС» (г.Москва, 2021 г.).

Публикации.

Основные теоретические и практические результаты диссертации отражены в 44 публикациях, среди которых 7 - в ведущих рецензируемых журналах из перечня ВАК при Минобрнауки России, 1 патент на изобретение, 1 патент на полезную модель, 2 свидетельства о регистрации программы для ЭВМ, 33 статьи в изданиях, индексированных в РИНЦ.

Личный вклад автора.

Основные результаты, выносимые на защиту, получены автором лично. Во всех работах, которые выполнены в соавторстве, соискатель непосредственно участвовал в постановке задач, обсуждении методов их решения, получении и анализе результатов исследований Личный вклад автора в работы, выполненные в соавторстве, составляет 80%.

Структура и объем работы

Диссертация представлена на 179 страницах, состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 93 наименования, двух приложений.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ПРИ ПОСТРОЕНИИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ

КАНАЛОВ ИИС

1.1 Анализ основных технических требований, предъявляемых к датчикам давления канала измерения ИИС БПЛА.

Непрерывное усложнение создаваемых информационно-измерительных систем ИИС применяемых в БПЛА для регистрации, измерения и сбора параметров и все время возрастающие требования к безопасности и продлению ресурса требуют использования специализированных информационно-измерительных систем (далее - ИИС) и во многом зависят от их технического уровня, в свою очередь, качество и технико-экономические показатели ИИС определяются использованной в них бортовой аппаратурой, в том числе и датчиками давления. Такие датчики используются в качестве барометрических высотомеров в составе канала измерения ИИС БПЛА и эксплуатируются при воздействии большого количества дестабилизирующих факторов: ударов, вибраций, линейных ускорений, акустического шума, широкого диапазона воздействующих температур [3, 4].

В настоящее время, как за рубежом, так и в России стремительно развивается новое научно-техническое направление - беспилотные летательные аппараты (БПЛА), в том числе малоразмерные БПЛА (далее -МБПЛА)

В настоящее время беспилотные летательные аппараты приобрели особое значение в различных областях применения и различных условиях выполнения задач. Они широко используются в военной сфере, метеорологии, пожарной безопасности, поисково-спасательных операциях и других сферах. Основными преимуществами внедрения БПЛА являются повышение эффективности выполнения задач, возможность получения информации в режиме реального времени, наблюдение за объектами с

безопасного расстояния и передача собранных данных на пункты управления.

В зависимости от назначения БПЛА можно выделить следующие классификационные группы: кратность применения, взлетная масса, массогабаритные характеристики, дальность действия, целевое назначение, уровень организации управления. [5].

Современные БПЛА являются многофункциональными, совместимыми и легко интегрируемыми в существующие и перспективные системы. Они обладают возможностью самостоятельно выполнять поставленные задачи в условиях неопределенности внешней обстановки в заданной области действия.

Обычно БПЛА оснащены информационно-измерительной системой (ИИС), которая включает в себя средства фото- и видеонаблюдения, тепловизионные камеры, оборудование для обработки собранной информации и её передачи на наземную станцию управления. В состав ИИС входят также системы управления полетом, средства приема и передачи данных, а также средства контроля параметров. Для эффективного управления БПЛА необходимо обеспечить надежную работу всех компонентов ИИС и бесперебойное управление на всех этапах эксплуатации. В целом, бесперебойная работа БПЛА предполагает точное измерение необходимых параметров полета с минимальными погрешностями и выполнение всех заданных действий в рамках поставленной задачи. Одним из ключевых элементов такой работы является точное определение параметров полета, таких как высота, дальность и геолокация. [6, 7].

Для эффективного выполнения задач БПЛА необходимо обеспечить стабильное и надежное управление на всех этапах эксплуатации. Процесс управления БПЛА представляет собой рациональную последовательность действий и реализацию целевых возможностей всего технического комплекса в соответствии с его предназначением.

К каналам передачи управляющих сигналов и информационным каналам предъявляются строгие требования, включая высокую скорость передачи данных, устойчивость к помехам, дальность действия надежной связи в условиях пересеченной местности и другие параметры. [8].

Необходимо отметить, что к настоящему времени остается много нерешенных проблем как научно-технического, так и организационного характера, которые снижают эффективность управления в сложных физико-географических условиях полета БПЛА.

На сегодняшний день возможность применения БПЛА для решения достаточно широкого круга задач очевидна. Именно поэтому последние годы наблюдается интенсивный рост числа новых разработок в этой области. Уровень развития элементной базы радиоэлектронных компонентов и конструктивных материалов позволяет создавать как БПЛА с высокими летными характеристиками, так и компактные наземные пункты управления. Обращает на себя внимание тот факт, что подавляющее большинство БПЛА выполнено по самолетной схеме: от микро-БПЛА до тяжелых со взлетной массой в несколько тонн. Число образцов БПЛА вертолетного типа существенно меньше. Традиционно это объяснялось большой сложностью и соответственно более высокой стоимостью разработки, производства и эксплуатации винтокрылой техники. В тоже время известно, что в современных пилотируемых летательных аппаратах ЛА стоимость авионики может составлять до 70% общей стоимости ЛА, для БПЛА этот показатель будет меньшим. Если же учесть стоимость наземного пункта управления, то полная стоимость комплексов одного класса будет близкой независимо от типа БПЛА[9].

В состав БПЛА в зависимости от вида, как правило, входят:

- бортовой вычислитель (автопилот);

- бортовой регистратор;

- малогабаритная БИНС;

- датчики воздушных скоростей;

- барометрический высотомер;

- интегральный датчик магнитного поля (компас);

- приемник спутниковой навигационной системы;

- высотомер малых высот;

- курсовая видеокамера;

- цифровая линия передачи данных управления;

- система локальной координатометрии;

- поисковый радиомаяк;

- интерфейсный модуль приема/передачи данных с аппаратуры целевой нагрузки.

Указанное оборудование позволяет осуществлять полет как в режиме дистанционного управления, так и автономно по заранее заданной программе. Автоматическое выполнение взлета и посадки возможно при условии развертывания системы локальной координатометрии и наличия связи с пунктом управления.

Одним из главных достоинств МБПЛА является независимость от взлетных полос и посадка на неподготовленную поверхность. Вместе с уменьшением взлетной массы БПЛА ужесточаются требования к информационно - измерительным системам по массе, габаритам, энергопотреблению и др. [10].

Распределение количества БПЛА по категориям показано на рисунке

1

Рисунок 1.1 - Распределение количества БПЛА по категориям

Характеристики БПЛА приведены в таблице

Из рисунка 1.1 видно, что МБПЛА массой до нескольких килограммов составляют порядка 40% от общего количества БПЛА всех категорий.

В гражданских целях МБПЛА могут решать следующие задачи: аэрофотосъемка; контроль экологической обстановки; контроль морского судоходства; океанология; обеспечение сельскохозяйственных работ и геологоразведки.

Таблица 1.1 - Технические харакетристки БПЛА.

Категория Префикс Дальность действия, км Высота, м Время полета, ч Масса , кг Используется в настоящее время

Тактические

Нано П <1 100 <1 <0,025 Да

Микро Ц <10 250 1 <5 Да

Мини Mini <10 150-300 <2 <30 Да

Ограниченной CR 10-30 3000 2-4 150 Да

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование технических характеристик канала измерения давления информационно-измерительных систем»

дальности

Ближней дальности SR 30-70 3000 3-6 200 Да

Средней дальности MR 70-200 5000 6-10 1250 Да

Износоустойчивые MRE >500 8000 10-18 1250 Да

средней дальности

Категория Префикс Дальность действия, км Высота, м Время полета, ч Масса , кг Используется в настоящее время

Низковысотные глубокого проникновения LADP >250 50-9000 0,5-1 350 Да

Низковысотные особо LALE >500 3000 >24 <30 Да

износоустойчивые

Средневысотные особоизносоустойч ивые MALE >500 14000 24-48 1500 Да

Стратегические

Высотные особо HALE >2000 20000 24-48 (4500) Да

износоустойчивые 12000

Спецназначения

Боевые UCAV 1500 10000 2 10000 Да

Одноразовые LETH 300 4000 3-4 250 Да

Ложные цели DEC 0-500 5000 <4 250 Да

Стратосферные STRATO >2000 >20000 и <30000 >48 TBD Нет

В задачи, решаемые БПЛА в военных целях, входят: ведение разведывательных полетов; разведка и обнаружение малоразмерных целей; корректировка артиллерийского огня; радиотехническая разведка; поражение наземных целей в зонах с сильной ПВО.

Размеры МБПЛА накладывают серьезные ограничения на бортовую аппаратуру управления. Основные требования, предъявляемые к авионике МБПЛА: высокие точность, качество и производительность; малые размеры и простая схемотехника; низкое энергопотребление; высокие надежность и отказоустойчивость; низкая цена[11].

В гражданской области использованная очень популярны мини-БПЛА, где большие размеры БПЛА аэродромного базирования часто отсутствуют из-за финансовых и юридических аспектов. мини-БПЛА широко

используются для охраны сельхозтерриторий, создания карт местности, для удаленного химико-физического анализа, контролем за всхожестью и спелостью урожая, а также обработки химическими препаратами.

Быстро развивающаяся отрасль мини- и микро- БПЛА добивается создания и развития информационно-измерительных систем (ИИС), нужных для определения необходимых характеристик ориентации БПЛА в пространстве, разработанных на разных физических основах. Совершенствование микросистемной техники, в особенности создание микромеханических систем (далее - МЭМС) делает возможным использование малогабаритных ИИС, которые обладают небольшими весом и размерами.

Структурная простота (рисунок 1.2) и недорогая цена на применяемые составные части БПЛА, высокая чувствительность датчиков входящих в состав БПЛА, небольшая масса, способность работать при различных погодных условиях в течение длительного времени и почти мгновенная готовность к работе вот основные требования к работе являются основными преимуществами мини-БПЛА [12].

Рисунок 1.2 - Структура автоматического метода управления БПЛА На рисунке 1.3 представлен один из возможных вариантов функциональной схемы информационно-управляющей системы БПЛА.

Рисунок 1.3 - Функциональная схема информационно-управляющей системы БПЛА.

Здесь БУ ЭО, БУ ОЭС, БУ РЭО, БУ ЦО - блоки управления энергетическим, оптико- и радиоэлектронным, а также целевым оборудованием. Системы СБИ и СППК означают системы бортовых измерений и предполетного контроля. Вычислительный комплекс (ВК) реализует все алгоритмы управления полетом. Для получения необходимой информации используется набор соответствующих устройств:

- система воздушных сигналов (СВС);

- бесплатформенная инерциальная система (БИНС); датчики угловых скоростей (ДУС); высотомер;

информационно-командный радиоканал (ИКРК); приемники сигналов системы спутниковой навигации;

- аналого -цифровые преобразователи (АЦП); цифро - аналоговые преобразователи (ЦАП) [13].

На рисунке 1.4 представлена структурная схема канала измерения давления ИИС БПЛА.

Р Мембрана о Тензоре § Мост U АЦП БП h

-► ПТМТ -► -зистор -► Уитстона -► -► -►

код

ПТМТ - полупроводниковй тензопареобразователь мембранного типа;

АЦП - аналогово-цифровой преобразователь; БП - блок преобразователя цифрового сигнала давления в высоту.

Рисунок 1.4 - Структурная схема канала измерения давления ИИС БПЛА.

Проведённый анализ показывает, что одним из ключевых параметров, подлежащих измерению во время полёта, является высота. Важнейшую роль в измерении давления играет высотомер, поскольку его параметры существенно влияют на точность определения высоты. Это особенно важно для БПЛА, работающих на малых и сверхмалых высотах, где требуется точность до долей метра. Благодаря этому БПЛА может выполнять автономные полёты без радара, ориентируясь на цифровую карту высот поверхности, сохранённую в памяти блока управления, и используя показания высотомера, откалиброванного при старте по реперной точке высоты.

Анализ научно технических источников показал, что наиболее полно требованиям, предъявляемым к каналам измерения высоты БПЛА с точки зрения точности, быстродействия, надежности, помехозащищенности и т.д., удовлетворяют барометрические высотомеры, в основе которых используется зависимость высоты над поверхностью от атмосферного давления [14-16].

Современные барометрические высотомеры на основе датчиков абсолютного давления позволяют измерить высоту с точностью не хуже 1-2 м. Например, датчик абсолютного давления тензорезистивного типа компании BOSCH BMP 280 Digital Pressure sensor, который представляет

собой кремниевую мембрану, выполненную с использованием МЭМС -технологии с расположенным на ее поверхности измерительным мостом из четырех кремневых тензорезисторов, имеющий следующие параметры:

- диапазон давлений - 300...1100 гПа (экв. к +9000...-500 м выше/ниже уровня моря);

- относительная погрешность - ±0,12 гПа (± 1м) ;

- температурный коэффициент смещения - 1,5Па/К ,экв. к 12 см/К;

- диапазон температур - -40 ... +85 °С .

Традиционные барометрические приборы, основанные на измерении абсолютного давления, включают мембранные анероидные коробки диаметром не менее нескольких сантиметров и достаточно крупный передаточный механизм. Использование МЭМС-датчиков абсолютного давления позволяет применять чувствительные элементы в виде кремниевых мембран диаметром до 5 миллиметров, на которых размещена тензосхема из полупроводниковых тензорезисторов, преобразующая деформацию мембраны в электрический сигнал. [17 - 19].

1.2 Датчики давления измерительного канала ИИС БПЛА

Среди всех датчиков, применяемых в БПЛА, особое место занимают барометрические датчики давления, т.к. эти датчики позволяют измерить высоту с точностью не хуже 1 -2 м, и позволяют использовать их как модуль дополнения к спутниковым приемникам. Принцип работы датчика обеспечивает точное определение скорости подъёма и спуска, что позволяет использовать навигацию не только по горизонтали, но и по вертикали. Методика измерения основана на сравнении внешнего атмосферного давления с внутренним вакуумным отсеком внутри датчика. В миниатюрном корпусе размещены вакуумная камера, чувствительные элементы, встроенный микропроцессор, усилитель, цифровой сопроцессор и энергонезависимая память. [20, 21].

Компания BOSCH уже в 2015 году начала производить датчики BMP-180 и BMP-280 Digital Pressure sensor [22]. Сравнительные характеристики датчиков "ВМП-180" и BMP-280 приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 - Параметры BMP-180 и BMP -280

Параметры BMP 180 BMP 280

Размеры 3,6 х 3,8 мм 2,0 х 2,5 мм

Минимальное напряжение питания (VDD) 1,80 В 1,71 В

Минимальное напряжение питания ввода-вывода (VDDЮ) 1,62 В 1,20 В

Потребляемый ток (максимальная синусоидальная мощность 3Па) 12 мкА 2,7 мкА

Максимальная синусоидальная мощность 3 Па 1,3 Па

Разрешение давления 1Па 0,16 Па

Температурное разрешение 0,1 °С 0,01 °С

Интерфейсы I2C I2C&SPI

Ражим измерения только Р или Т, защищенное Р и Т, защищенное или периодическое

Скорость измерения выше 120 Гц Выше 157 Гц

Фильтры нет 5 канал

Для повышения точности измерения высоты необходимо учитывать

влияние температуры окружающей среды на сигнал высотомера. Это можно реализовать с помощью полупроводникового терморезистора, размещённого на чувствительном элементе МЭМС-датчика в зоне, свободной от деформации мембраны. Такой подход позволит отслеживать изменения температуры в реальном времени. Терморезистор, как и тензорезисторы, может быть изготовлен интегральным способом в рамках одного технологического цикла, что не существенно увеличит стоимость чувствительного элемента. Использование групповой микромеханической технологии обеспечит высокую воспроизводимость метрологических характеристик. Это делает конструкцию барометрического высотомера на базе полупроводникового чувствительного элемента максимально пригодной для серийного и массового производства. [23,24].

Для снижения энергопотребления с целью увеличения дальности полета БПЛА необходимо увеличивать чувствительность мембран датчиков давления. Наиболее распространенные круглые и квадратные мембраны постоянной толщины при увеличении чувствительности за счет уменьшения толщины характеризуются значительной погрешностью нелинейности. По этой причине перспективным направлением совершенствования чувствительных элементов датчиков давления является использованием профилированных мембран с сечением сложной геометрической формы.

1.3 Систематизация датчиков давления канала измерения ИИС БПЛА

При разработке датчиков давления для информационно-измерительных систем (ИИС), используемых в условиях жесткой эксплуатации беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), важно сначала классифицировать их по принципу работы, определить основные преимущества и недостатки, а также выбрать наиболее подходящую систему исследования, соответствующую условиям эксплуатации.

Конструкция датчика давления ИИС, применяемых в составе БПЛА, включает первичный преобразователь, состоящий из чувствительного элемента (ЧЭ) и приемника давления, систему вторичной обработки сигнала, корпусные детали различной конструкции и устройства вывода.

Все датчики давления делятся по принципу действия на емкостные, тензорезистивные, пьезорезистивные и резонансные.

Емкостные датчики используют изменение емкости конденсатора при изменении расстояния между обкладками, вызванном деформацией упругой мембраны из керамики или кремния. Их преимущества — простота конструкции, высокая точность, стабильность во времени, возможность измерения низких давлений и слабого вакуума. Недостатки включают нелинейность зависимости емкости от давления, обусловленную

конструктивными и технологическими особенностями, что при проектировании можно компенсировать.

В настоящее время большинство отечественных датчиков давления основаны на чувствительных элементах (ЧЭ) с тензорезисторами, принцип работы которых — измерение деформации тензорезисторов. Иногда используют металлические тензорезисторы (медные, никелевые, железные). Эти датчики работают на явлении тензоэффекта: давление вызывает прогиб мембраны, изменяющей сопротивление тензорезисторов, что приводит к разбалансировке моста Уитстона. Такой подход обеспечивает простоту, компактность и низкую стоимость, однако подвержен погрешностям из-за температурных влияний и нелинейности сигнала.

Пьезорезистивные датчики давления, включая кремниевые интегральные преобразователи давления (ИПД), характеризуются более высокой стабильностью параметров по сравнению с тензопреобразователями. ИПД могут быть изготовлены на основе монокристаллического или поликристаллического кремния. В отличие от тензопреобразователей, ИПД обладают повышенной устойчивостью к ударным и переменным нагрузкам.

Резонансный принцип работы применяется в датчиках давления, основанных на вибрирующем цилиндре, струнных, кварцевых и кремниевых резонансных датчиках. Этот метод основан на волновых процессах — акустических или электромагнитных, что обеспечивает высокую стабильность и хорошие выходные характеристики устройств. К недостаткам относятся индивидуальные особенности преобразования давления и длительное время отклика. [25].

В результате классификации датчиков давления по принципу действия и анализу их основных преимуществ и недостатков было установлено, что наиболее соответствующими условиям эксплуатации ИИС БПЛА и требованиям технических характеристик являются тензорезистивные датчики давления. Этот метод преобразования давления обладает рядом преимуществ, делающих его особенно подходящим для использования в

измерительном канале давления ИИС БПЛА. Однако у тензорезистивных датчиков есть и ограничения, и недостатки, поэтому достижение оптимальных результатов возможно только при правильной оценке их сильных и слабых сторон.

1.4 Метрологические характеристики канала измерения давления

1.4.1 Метрологические характеристики канала давления ИИС БПЛА рассчитываются по метрологическим характеристикам компонентов. Согласно МИ 2168-91 для этого используются коэффициенты номинальной статической функции преобразования Дх), задаваемой в виде линейной функции входного сигнала. [26]

Дх) = кх + а (1.1)

где кх - мультипликативная составляющая номинальной статической функции преобразования;

а - аддитивная составляющая статической функции преобразования; х - измеряемая величина (информативный параметр входного сигнала), рассчитывают по формулам

К=КГК2 (1.2)

а=а^к2+а2 (1.3)

Исходными данными для расчета являются:

кь /=1,2 - коэффициент мультипликативной составляющей номинальной статической функции преобразования /-го компонента;

а, /=1,2 - аддитивная составляющая номинальной статической функции преобразования /-го компонента.

Результатом расчета по формулам (1.2), (1.3) являются значения коэффициентов к и а номинальной статической функции преобразования Дх).

Пределы (нижний и верхний) допускаемого значения абсолютной погрешности - Ар рассчитывают по формуле

Ар = Арх ч

АР2

(1.4)

кх

Исходными данными для расчета являются:

Дрг, /=1,2 - пределы (положительный и отрицательный) допускаемой абсолютной погрешности, приведенной ко входу 1 -го компонента;

к1 - номинальный статический коэффициент преобразования 1-го компонента.

Результатом расчета, по формуле (1.4) является абсолютное значение погрешности Др, приведенной ко входу измерительного канала.

1.5 Влияние конструктивных решений ПТМТ на трудоемкость изготовления канала измерения давления

Разработка технологической операции пайки интегральных микросхем (ИМС) и электрорадиоэлементов (ЭРЭ) является одним из основных этапов разработки технологического процесса сборки и монтажа.

В качестве измерительной схемы полупроводниковых тензодатчиков давления, как правило, используется полная мостовая схема (мост Уитстона), состоящий из четырех тензорезисторов (рисунок 1.5).

Рисунок 1.5 - Мостовая схема, применяемая в полупроводниковых тензодатчиках.

Из рисунка видно, что кроме основных 4 тензорезисторов на схеме присутствуют еще 4 резистора, при помощи, которых осуществляется температурная компенсация начального выходного сигнала и тензочувствительности для снижения дополнительной погрешности, вызванной разбросом параметров тензорезисторов при изготовлении.

На выполнение операции установки каждого из резисторов необходимо определенное время. Расчет штучного времени на выполнение операции установки каждого из резисторов определяется по формуле (1.5) [27]

Т = гп + г + г + г + г , (1.5)

шт 0 всп орг техн ест.над 4 у

где ^ - основное время затрачиваемое непосредственно на установку и пайку выводов;

1:орг - время организационного обслуживания, затрачиваемое на снабжение рабочего места комплектующими, материалами, инструментом, удаление изготовленных узлов и т.п.;

1всп - вспомогательное время затрачиваемое на поиск, перемещения стола в заданных координатах, паяльников к выводам и обратно в исходное положение;

^ехн - время технического обслуживания рабочего места, затрачиваемое на подготовку к работе (включение автомата, разогрев паяльника и д.р.);

^ех.над - время на естественные надобности определяется по таблицам справочников для нормирования сборочно-монтажных работ и составляет 5% от операционного времени.

Операционное время определяется выражением (1.6)

гоп = г + гвсп (1.6)

Сумма времени 1:орг и 1техн называется временем на обслуживание рабочего места и составляет 4% от операционного времени.

Таким образом, наличие в ПТМТ дополнительных тензорезисторов увеличивает сложность, а главное - трудоемкость изготовления ПТПТ и канала измерения давления в целом. По этой причине разработка методик

выбора технологических параметров при изготовлении ПТМТ, позволяющих снизить разброс характеристик тензорезисторов путем соответствующего задания концентрации легирующей примеси является актульной задачей, решение которой позволит упростить и ускорить их изготовление в условиях крупносерийного и массового производства.

1.6 Анализ технического уровня и тенденций развития тензорезистивных датчиков давления.

В настоящее время большое внимание уделяется приборостроительному комплексу промышленности, сюда можно отнести разработку и изготовление различных специализированных измерительных приборов. Одним из направлений современного приборостроения является разработка и производство датчиков, в том числе и датчиков давления. Давление - одна из самых часто измеряемых величин. Датчики давления применяются в различных отраслях промышленности: ракетостроении, авиастроении, железнодорожном транспорте, автомобилестроении и др. Основными производителями полупроводниковых датчиков давления в мировом масштабе являются зарубежные компании: Kulite (Соединенные Штаты Америки), ENDEVCO (Соединенные Штаты Америки), Druck (Великобритания), Yokogawa (Япония). Данные компании выпускают датчики, применяемые в авиастроении, военной технике и на железнодорожном транспорте. В Российской Федерации также огромное количество предприятий занимается разработкой и изготовлением датчиков давления, далее приведены некоторые из них: ФГУП ГРЦ «КБ им. академика В.П. Макеева», г.Миасс, Челябинская обл.; АО «Красмаш», г.Красноярск.; ОАО «Раменский приборостроительный завод» г. Раменское.; ФГУП «ВНИИА» г. Москва. В Пензенской области основными разработчиками датчиков давления являются ООО «СТЭК» (Российская Федерация, г. Пенза),

Научно-исследовательский институт физических измерений НИИФИ (Российская Федерация, г. Пенза) [28].

В настоящее время в нашей стране остро стоит проблема импортозамещения продукции, в том числе и продукции в области измерительной техники, применяемой в составе ИИС БПЛА, а значит и полупроводниковых датчиков давления. Чувствительными элементами таких датчиков, как правило, являются плоские кремниевые мембраны или мембраны с жестким центром. Недостатками серийно выпускаемых датчиков является невозможность в полной мере обеспечить заданную чувствительность и точность выходного сигнала при работе в условиях повышенных температур, ударов, вибраций и т.д.

Были проведены патентные исследования, задачей которых является исследование уровня техники и патентной чистоты. Патентный поиск проводился в области разработки полупроводниковых тензорезистивных датчиков давления и чувствительных элементов для таких датчиков. В соответствии заданными темами были отобраны патентные документы, относящиеся к следующим классам международной патентной классификации (МПК): G01L 9/04 и H01L 29/84.

Для проведения экспертной оценки был выполнен отбор источников патентной информации. Поиск осуществлялся по информационным базам ФИПС (Федеральный институт промышленной собственности) в отношении России и базе WIPO -World Intellectual Property Organization (Всемирная организация интеллектуальной собственности).

В ходе проведения патентного анализа по рубрикам МПК G01L 9/04, H01L 29/84 были найдены следующие документы, полный перечень которых, указан в таблице 1.3.

Таблица 1.3 - Патенты, отобранные в результате патентного поиска.

Номер Название объекта Заявитель Классифика- Дата

охранного интеллектуальной (правообладатель) ционные публикации

документа собственности рубрики

1 2 3 4 5

RU 2 512 142 С1 Способ изготовления Открытое 001Ь 9/04 20.09.2012

тензорезисторного датчика давления на акционерное общество "Научно- В81В 7/02 В82У 40/00

основе исследовательский

тонкопленочной институт физических

нано-и измерений" (Ки)

микроэлектромехани

ческой системы.

RU 2 545 314 С1 Способ изготовления Открытое 001Ь 9/04 24.09.2013

тензорезисторного акционерное В82В 1/00

датчика давления на общество "Научно-

основе исследовательский

тонкопленочной институт физических

нано- и измерений" (Ки)

микроэлектромехани

ческой системы

RU 2 786 382 С1 Преобразователь давления Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "ЮжноРоссийский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" (ДЦ) 001Ь 9/04 14.12.2021

RU 212 293 Ш Тензорезистив-ный преобразо-ватель давления Общество с ограниченной ответственностью "МИКРОТЕНЗОР" ООО "МИКРОТЕНЗОР" (ДЦ) 001Ь 9/04 10.03.2022

RU 210 879 Ш Высокотемпературный преобразователь давления с повышенной прочностью Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") ^Ц) 001Ь 9/04 28.12.2021

Номер Название объекта Заявитель Классифика- Дата

охранного интеллектуальной (правообладатель) ционные публикации

документа собственности рубрики

1 2 3 4 5

RU 202 558 Ш Датчик давления с Федеральное 001Ь 9/04 09.12.2020

интегральным преобразователем государственное унитарное И01Ь 29/84

температуры предприятие

сверхнизкого энергопотребления «В сероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л.Духова» (ФГУП «ВНИИА») (Ди)

RU 2 731 033 С1 Тензопреобразо-ватель давления мостового типа АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "ГОСУДАРСТВЕНН ОЕ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЕ КОНСТРУКТОРСКОЕ БЮРО "РАДУГА" ИМЕНИ А.Я. БЕРЕЗНЯКА" (Ди) 001Ь 9/04 07.06.2019

RU 197 682 Ш Полупроводниковый датчик давления Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ, НИ ТГУ) (Яи) 001Ь 9/04 27.12.2019

RU 2 687 307 С1 Интегральный преобразователь давления Акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений" (Ди) 001Ь 9/04 02.07.2018

RU 187 531 U1 Чувствительный элемент давления с повышенной механической прочностью Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л.Духова" (ФГУП "ВНИИА") (Ди) 001Ь 9/04 26.12.2018

Номер охранного документа Название объекта интеллектуальной собственности Заявитель (правообладатель) Классификационные рубрики Дата публикации

1 2 3 4 5

ДЦ 183 909 Ц1 Малогабаритный радиационно стойкий высокотемпературный тензо-чувствительный элемент преобразователя давления Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно- исследовательский институт автоматики им.Н.Л.Духова" (ФГУП "ВНИИА") (ДЦ) 001Ь 9/04 24.08.2018

ДЦ 2 657 362 С1 Датчик давления тензорезистивного типа с тонкопленочной нано- и микроэлектромеханической системой Акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений" (Ки) 001Ь 9/04 20.06.2017

ДЦ 2 631 016 С1 Тензопреобразовател ь давления ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕНН ОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНО Е УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "НОВОСИБИРСКИ Й ГОСУДАРСТВЕНН ЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ДЦ) 001Ь 9/04 19.07.2016

ДЦ 2 621 475 С1 Измерительный модуль перепада давления с тензорезистивным сенсором, защищенным от перегрузки давлением Акционерное общество "Промышленная группа "Метран" (ДЦ) 001Ь 9/04 05.04.2016

ДЦ 2 609 223 С1 Тензорезис-торный датчик абсолютного давления на основе кни микроэлектромехани ческой системы Акционерное общество "Научно-исследовательский институт авиационного оборудования" (Ки) 001Ь 9/04 08.10.2015

Номер Название объекта Заявитель Классифика- Дата

охранного интеллектуальной (правообладатель) ционные публикации

документа собственности рубрики

1 2 3 4 5

RU 2 601 613 С1 Термоустойчивый Федеральное 001Ь 9/04 14.09.2015

датчик давления на государственное В82В 1/00

основе нано- и бюджетное

микроэлектромехани образовательное

ческой системы с учреждение высшего

мембраной, профессионального

имеющей жёсткий образования

центр "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "Пензенский государственный университет") (Ди)

RU 2 601 221 С1 Резонансный преобразователь давления Акционерное общество "Научноисследова-тельский институт физических измерений" (Ди) 001Ь 9/04 24.08.2015

RU 2 585 486 С1 Способ измерения Федеральное 001Ь 9/04 07.04.2015

давления и государственное 001Ь 27/00

калибровки на автономное С12В 7/00

основе образовательное 001Б 3/028

тензомостового учреждение высшего

инте-грального образования

преобразователя "Национальный

давления исследовательский университет "Московский институт электронной техники" (МИЭТ) (ки)

RU 157 276 Ц1 Двухмембранный тензопреобразовател ь давления Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно- исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") 001Ь 9/04 17.07.2015

Номер охранного документа Название объекта интеллектуальной собственности Заявитель (правообладатель) Классификационные рубрики Дата публикации

1 2 3 4 5

ДЦ 2 558 675 С1 Датчик абсолютного давления повышенной чувствительности на основе полупроводникового чувствительного элемента Васильев Валерий Анатольевич (Ки), Москалев Сергей Александрович (Ки) 001Ь 9/04 17.06.2014

ДЦ 2 555 190 С1 Полупроводниковый преобразователь давления Открытое акционерное общество "Научноисследовате льский институт физических измерений" (Ки) 001Ь 9/04 20.03.2014

ДЦ 2 547 886 С1 Тензорезисторный датчик давления на основе тонкопленочной нано- и микроэлектромехани ческой системы Открытое акционерное общество "Научноисследовате льский институт физических измерений" (RU) 001Ь 9/04 В82В 1/00 30.12.2013

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Рыблова Елизавета Анатольевна, 2026 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. ГОСТ Р 8.596-2002. Государственная система обеспечения единства измерений. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения.

2. Beddiaf Abdelaziz, Kerrour Fouad, Salah Kemouche. The Effect of Temperature and Doping Level on the Characteristics of Piezoresistive Pressure Sensor. Journal of Sensor Technology, 2014, 4, 59-65 Published Online June 2014 in SciRes. http://www.scirp.org/joumal/jst http://dx.doi.org/10.4236/jst.2014.42007

3. M. Chiao and L. Lin, "Accelerated Hermeticity Testing of a Glasssilicon Package Formed by RTP Aluminum-to-Silicon Nitride Bonding", The 11th International Conference on Solid-State Sensors and Actuators, Munich, Germany, June 10 - 14, 2001.

4. Гридчин, В.А. В.П. Физика микросистем: Учеб. пособие. В 2 ч. Ч.1./В.А. Гридчин, В.П. Драгунов -Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2004.-416 с.

5. Аникин А.М., Белкин А.В. и др. Воздушная навигация и аэронавигационное обеспечение полетов. Учеб., М.,Транспорт, 1992, 295с.

6. В.Г.Воробьев, В.В.Глухов, И.К.Кадышев "Авиационные приборы, информационно-измерятельные системы и комплексы", Учеб., М., Транспорт, 1988.-391 с.

7. Alexander, A. Ned. Glenn Beheim, Fawzia Masheeb, Sorin Stefanescu Improved SiC Leadless Pressure Sensors For High Temperature, Low and High Pressure Applications / А. Ned Alexander, Anthony D. Kurtz // Kulite Semiconductor Products, Inc. Twenty-First Transducer Workshop Lexington. -Maryland. - 2004. - June 22-23.

8. Габец В.Н., Соловьёв Ю.С. Авиационные приборы и информационно-измерительные системы: Пособие по выполнению лабораторной работы «Авиационные автономные мембранно-анероидные приборы». - М.: МГТУ ГА, 2012.- 32 с.

9. Баринов И. Н. Конструктивно-технологические решения полупроводниковых преобразователей давлений на основе структуры «кремний-на-диэлектрике» / И. Н. Баринов // Технологии приборостроения. -2006. - № 4. - С. 28-33.

10. М.Гудков, В. Лукьянов, В.Мельник. Новые технологии информационно-организационного процесса. Армейский сборник №3 2022 г.

11. Г.А. Федосеева. Приборное оборудование самолета М-101Т и его летная эксплуатация: учебное пособие / Г.А. Федосеева - 2-е изд., перераб. -Ульяновск: УВАУ ГА(И), 2011 - 56 с.

12. Ю.А. Неверов, С.М. Шинкевич. Информационно-измерительная система пирометрического типа для малоразмерного беспилотного летательного аппарата. Эксплуатация и надежность авиационной техники. Решетневские чтения. 2018. С.415-416.

13. Моисеев В.С.Комплексы бортового оборудования перспективных беспилотных вертолетов - Казань: Редакционно-издательский центр «Школа», 2021. 248 с. (Серия «Современная беспилотная вертолетная техника»). ISBN 978-5-00162-318-2]

14. Искендеров, И. А. Особенности современных барометрических датчиков и возможности их применения на летательных аппаратах / И. А. Искендеров, Р. Г. О. Мурад // International Scientific and Practical Conference World science. - 2016. - Т. 1, № 5(9). - С. 55-59.

15. BOSCH sensortec, BMP280 "Digital Pressure Sensor" datasheet, BST-BMP280-DS001-11, 2015. - 50 c.

16. И.А. Искандеров, М.Р. Гюндюз «Особенности современных барометрических датчиков и возможности их применения на летательных аппаратах» «WORLD SCIENCE» №5(9), Vol.1, May 2016

17. Фрайден. Дж. Современные датчики. Справочник. Перевод с английского Ю.А.Заболотной под редакцией Е.Л.Свинцова. -М., Техносфера. -2005.-588 с.

18. Джексон Р.Г. Новейшие датчики. Справочник. Перевод с английского под редакцией В.В. Лучинина. -М., Техносфера, 2007. -380 с.

19. Мокров Е. А., Трофимов А. Н., Колганов В.Н., Баринов Н.И., Папко А.А. Особенности разработки и применения датчиков параметров движения в ракетнокосмической технике и народном хозяйстве // Труды международного симпозиума "Надёжность и качество", 2001, Пенза, с. 209.

20. Микросистемы ориентации беспилотных летательных аппаратов / Под. ред. В.Я. Распопова. - М.: Машиностроение, 2011. - 184 с: ил.

21. 2 UAS. The Global Perspective 2008/2009. [Электронный ресурс]. -Режим доступа: URL: http://www.uvs-info.com/

22. А.И. Тихонов, В.А. Тихоненков, Е.А. Мокров. Упругие элементы датчиков механических величин: Учебное пособие. - Ульяновск: У. ГТУ, 1998.-120 с.

23. Е.А. Рыблова, В.С. Волков. «Оптимизация параметров полупроводникового чувствительного элемента в виде круглой мембраны с целью повышения чувствительности» Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. 2021. № 2 (36). С. 39-46.

24. В.А. Бардин. Системы управления высокоточными устройствами позиционирования на основе пьезоэлектрических актюаторов: диссертация кандидата технических наук: 05.11.16 / Бардин Виталий Анатольевич; [Место защиты: Пензенский государственный университет].- Пенза, 2015.- 169 с.

25. Громков Н. В. Интегрирующие развертывающие преобразователи параметров датчиков систем измерения, контроля и управления: монография. Пенза: Изд-во ПГУ, 2009. 244 с.

26. МИ 2168-91 — рекомендация Государственной системы обеспечения единства измерений (ГСИ) под названием «Системы измерительные информационные. Методика расчёта метрологических характеристик измерительных каналов по метрологическим характеристикам линейных аналоговых компонентов».

27. М.М. Филяк. Технология радиоэлектронных средств: методические указания/ Оренбургский гос.ун-т. - Оренбург: ОГУ, 2019. - 36 с.

28. Баринов, И. Н. Высокотемпературные полупроводниковые датчики давления с повышенной временной стабильностью / И. Н. Баринов, В. С. Волков // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. - 2011. -№ 8. - С. 51-55.

29. Properties of natural diamond microlenses fabricated by plasma etching // Industrial Diamond Review. - 2005. - Р. 29-32.

30. Рыблова Е.А. Расчет температурной составляющей погрешности полупроводникового тензодатчика давления, применяемого в составе информационно-измерительных систем. В сборнике: Методы, средства и технологии получения и обработки измерительной информации ("Шляндинские чтения - 2023"). Материалы XV Международной научно-технической конференции с элементами научной школы и конкурсом научно-исследовательских работ для студентов, аспирантов и молодых ученых. Под редакцией Е.А. Печерской. Пенза, 2023. С. 38-40.

31. Рыблова Е.А., Волков В.С., Базыкин С.Н., Мясникова Н.В. Исследование влияния технологического разброса параметров на температурную погрешность выходного сигнала тензодатчика давления, применяемого в составе информационно-измерительных систем. Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2023. № 4 (68). С. 106-114.

32. Shyam Aravamudhan. Development of micro/nanosensor elements and packaging techniques for oceanography. University of South Florida Scholar Commons, 2006.

33. US 4236137 Semiconductor transducers employing flexure frames. Application Date 19.03.1979. Publication Date 25.11.1980, Kulite Semiconductor Prodacts Inc

34. US 4467656 Tranducer apparatus employing convoluted semiconductor diaphragms. Application Date 03.07.1983. Publication Date 28.08.1984, Kulite Semiconductor Prodacts Inc

35. US 5209118 Semiconductor transducer or actuator utilizing corrugated supports Application Date 30.08.1991. Publication Date 05.11.1993. IC Sensors.

36. Рыблова Е. А., Волков В. С. Оптимизация параметров полупроводникового чувствительного элемента в виде круглой мембраны с целью повышения чувствительности // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. 2021. № 2. С. 39-46.

37. Эрлер В., Вальтер Л. Электрические измерения неэлектрических величин полупроводниковыми тензорезисторами. М.: Мир, 1974.

38. Ваганов В. И. Интегральные тензопреобразователи. М.: Энергоатомиздат, 1983. 137 с.

39. ГОСТ 8.401-80 Государственная система обеспечения единства измерений. Классы точности средств измерений. Общие требования

40. Волков В.С., Рыблова Е.А. Полупроводниковый тензочувствительный элемент с улучшенными характеристиками В сборнике: Проблемы автоматизации и управления в технических системах. сборник статей по материалам XXXIII Международной научно-технической конференции, посвященной 55-летию образования кафедры «Автоматика и телемеханика» : в 2 т.. 2019. С. 299-302.

41. Рыблова Е.А., Волков В.С. Исследование профилированной мембраны полупроводникового датчика давления. В сборнике: Актуальные проблемы физической и функциональной электроники. Материалы 21-й Всероссийской молодежной научной школы-семинара. 2018. С. 326-327.

42. Рыблова Е.А., Байкина Е.И. Моделирование механических напряжений чувствительного элемента полупроводникового датчика давления. В сборнике: Волоконно-оптические, лазерные и нанотехнологии в наукоемком приборостроении ("Свет-2018"). Материалы Международной

научно-технической конференции с элементами научной молодежной школы, посвященной 20-летию ведущей научной школы России "Волоконно-оптическое приборостроение". Под редакцией Т.И. Мурашкиной. 2018. С. 119-121.

43. Рыблова Е.А., Волков В.С. Оптимизация параметров чувствительного элемента преобразователя давления в виде круглой мембраны. В сборнике: Волоконно-оптические, лазерные и нанотехнологии в наукоемком приборостроении ("Свет-2018"). Материалы Международной научно-технической конференции с элементами научной молодежной школы, посвященной 20-летию ведущей научной школы России "Волоконно-оптическое приборостроение". Под редакцией Т.И. Мурашкиной. 2018. С. 102-104.

44. Khakpour R., Mansouri S. R. M., Bahadorimehr A. R. Analytical comparison for square, rectangular and circular diaphragms in MEMS applications // International Conference on Electronic Devices, Systems and Applications. Kuala Lumpur, Malaysia, 2010. P. 297-299

45. Мусаев Р. Ш., Трофимов А. А., Фролов М. А. Имитационное моделирование чувствительного элемента тензорезистивного датчика абсолютного давления // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. 2012. № 2. С. 51-55.

46. Рыблова Е.А. Профилированный чувствительный элемент для датчика давления. Инжиниринг и технологии. 2021. Т. 6. № 2. С. 26-29.

47. Рыблова Е.А., Волков В.С. Тензорезистивный датчик давления с чувствительным элементом в виде профилированной мембраны Труды международного симпозиума "Надежность и качество". 2021. Т. 2. С. 52-54.

48. Патент на изобретение RU 2732839 C1, 23.09.2020. Заявка № 2019121377 от 09.07.2019. Полупроводниковый преобразователь давления с повышенной точностью и чувствительностью. Авторы: Волков В.С., Рыблова Е.А.

49. Рыблова Е.А., Волков В.С. Оптимизация параметров полупроводникового чувствительного элемента в виде круглой мембраны с целью повышения чувствительности. Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. 2021. № 2 (36). С. 39-46.

50. Рыблова Е.А., Волков В.С. Профилированный чувствительный элемент в виде круглой мембраны с повышенной чувствительностью. В книге: Актуальные проблемы физической и функциональной электроники. Материалы 24-й Всероссийской молодежной научной конференции. Ульяновск, 2021. С. 223-225

51. Ральченко В., Конов В. CVD-алмазы. Применение в электронике // Электроника: наука, технология, бизнес. 2007. № 4. С. 58-67.

52. Волков В.С., Рыблова Е.А. Исследование влияния концентрации легирующей примеси на температурную зависимость тензочувствительности полупроводниковых тензорезисторов. В сборнике: Методы, средства и технологии получения и обработки измерительной информации. Материалы Международной научно-технической конференции. 2016. С. 21-23.

53. Распопов, В. Я. Микромеханические приборы: учеб. пособие / В. Я. Распопов. - М.: Машиностроение, 2007. - 400 с.

54. Баринов, И. Н. Оптимизация чувствительного элемента датчика давления с поликремниевыми тензорезисторами / И. Н. Баринов, В. С. Волков // Приборы. - 2013. - № 2. - С. 1-5.

55. Волков В.С., Рыблова Е.А. Исследование влияния концентрации легирующей примеси на температурную зависимость тензочувствительности полупроводниковых тензорезисторов. Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. 2017. № 2 (20). С. 40-47.

56. Patricia M. NIEVA. New Trends on MEMS Sensor Technology for Harsh Environment Applications // Sensors & Transducers Journal. Special Issue. October. 2007. РР. 10-20

57. Волков В.С. Основы проектирования приборов и систем. Учебное пособие / Пенза, 2012.

58. Kanda, Y. A Graphical Representation of the Piezoresistance Coefficients in Silicon / Y. Kanda // IEEE Transactions on Electron Devices. -1982. - ED-29. - Р. 64-70.

59. Волков В.С., Баринов И.Н., Евдокимов С.П., Нефедьев Д.И. Моделирование схемы температурной компенсации полупроводниковых датчиков давления, эксплуатирующихся при повышенной температуре. В сборнике: Методы, средства и технологии получения и обработки измерительной информации. Сборник научных статей Международной научно-технической конференции. 2014. С. 24-27.

60. Волков, В. С. Компенсация температурной погрешности чувствительности высокотемпературных полупроводниковых датчиков давления / В. С. Волков, И. Н. Баринов // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. - 2013. - № 1 (3). - С. 30-36.

61. Волков В.С., Рыблова Е.А. Исследование зависимости выходного сигнала и температурной погрешности полупроводникового тензорезистивного датчика давления от температуры и концентрации легирующей примеси. В сборнике: Проблемы автоматизации и управления в технических системах. Сборник статей XXXII Международной научно-технической конференции. 2017. С. 200-203

62. Рыблова Е.А., Волков В.С. Исследование температурной зависимости тензочувствительности полупроводниковых тензорезисторов. В сборнике: Информационные технологии в науке и образовании. Проблемы и перспективы. сборник научных статей IV ежегодной межвузовской научно-практической конференции. 2017. С. 306-308.

63. Волков В.С., Рыблова Е.А. Минимизация температурной составляющей погрешности и повышение чувствительности полупроводникового датчика давления. Инжиниринг и технологии. 2018. Т. 3. № 1. С. 24-28.

64. Волков, В. С. Использование системы Simulink при имитационном моделировании высокотемпературных полупроводниковых датчиков давления / В. С. Волков, И. Н. Баринов // Приборы. - 2011. - № 7. - С. 50-54

65. Волков. В. С., Рыблова Е. А., Кудрявцев А. А. Исследование влияния концентрации легирующей примеси на температурную погрешность полупроводниковых тензорезистивных датчиков давления // Труды Международного симпозиума Надежность и качество. 2017. Т. 2. С. 174-177.

66. Фандеев В.П., Волков В.С. Методические основы диагностического моделирования электронных приборов и аппаратуры. Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2017. № 1. С. 47.

67. Е.А. Мокров, И.Н. Баринов, П.Н. Цибизов Полупроводниковые пьезочувствительные элементы микроэлектронных датчиков давлений. Основы проектирования и разработки: учеб. Пособие. Пенза: Изд - во Пенз. гос. ун-та, 2009. 104 с.

68. Баринов И.Н., Федулов А.В., Волков В.С. Конструктивно -технологические решения по созданию высокотемпературных датчиков абсолютного давления на структуре "поликремний - диэлектрик" с улучшенными метрологическими характеристиками // Датчики и системы. 2012. № 10. с. 2-6.

69. Баринов И.Н., Волков В.С., Кикот В.В., Сигалаев С.К. Компенсация дополнительной погрешности полупроводниковых датчиков давления, эксплуатирующихся при повышенной температуре. Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2015. № 10. С. 34-39.

70. Баринов И.Н., Волков В.С., Кудрявцева Д.А., Цыпин Б.В. Вопросы создания микроэлектронных датчиков давления, эксплуатирующихся в особо жестких условиях. Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2015. № 3. С. 39-50.

71. Волков В.С. Методика разработки диагностических моделей электронных узлов датчиковой аппаратуры. Международный научно-исследовательский журнал. 2015. № 7-1 (38). С. 24-27.

72. Фандеев, В. П. Модели, методы и алгоритмы оптимизации диагностирования приборов: учеб. пособие / В. П. Фандеев, В. С. Волков. -Пенза: Изд-во ПГУ, 2007. - 76 с.

73. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU 2023686103, 04.12.2023. Заявка № 2023681949 от 23.10.2023 РАСЧЕТ ВЛИЯНИЯ ПОГРЕШНОСТИ КОНЦЕНТРАЦИИ ЛЕГИРУЮЩЕЙ ПРИМЕСИ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕНЗОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ Авторы: Рыблова Е.А., Волков В.С.

74. Баринов И.Н., Волков В.С., Цытин Б.В., Евдокимов С.П. Компенсация температурной погрешности чувствительности высокотемпературных полупроводниковых датчиков давления. Приборы. 2014. № 8 (170). С. 15-20.

75. Волков В.С., Евдокимов С.П. Моделирование высокотемпературных полупроводниковых датчиков давления. Труды международного симпозиума "Надежность и качество". 2014. Т. 1. С. 172174.

76. Юрков, Н.К. Системные методологии, идентификация систем и теория управления: промышленные и аэрокосмические приложения/И.А.Гарькина, А.М.Данилов, Э.В.Лапшин, Н.К.Юрков//Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. -2009. -№ 1(9). -С.3-11.

77. С. И. Торгашин «Информационная модель интеллектуального датчика»/С. И. Торгашин, А. Г. Дмитриенко, И. И. Кочегаров//Труды международной научно-технической конференции «Современные информационные технологии» Выпуск 14, Пенза, Изд. ПГТА, 2011 С.77-83.

78. Нефедьев, Д. И. Датчики динамических давлений для сверхвысоких температур / Д. И. Нефедьев, П. Н. Ефимов, Б. В. Цыпин // Метрология. -2013. - № 6. - С. 16-21.

79. Рыблова Е.А., Волков В.С. Аналитический метод определения концентрации легирующей примеси для снижения температурной погрешности полупроводникового тензодатчика давления. Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2022. № 4 (64). С. 37-44.

80. Рыблова Е.А., Волков В.С., Базыкин С.Н., Мясникова Н.В. Исследование влияния технологического разброса параметров на температурную погрешность выходного сигнала тензодатчика давления, применяемого в составе информационно-измерительных систем. Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2023. № 4 (68). С. 106-114.

81. И.Н. Баринов, В.С. Волков, Н.В. Волкова Исследование свойств тензорезистивного эффекта в пленках поликристаллического алмаза р-типа проводимости // Известия ПГПУ им. В.Г. Белинского - Естественные науки, №25, 2011. - с. 674 - 678.

82. Рыблова Е.А., Волков В.С. Численное определение концентрации легирующей примеси для обеспечения минимальной температурной погрешности полупроводникового тензочувствительного элемента// Информационные технологии в науке и образовании. Проблемы и перспективы. Сборник научных статей Всероссийской межвузовской научно-практической конференции. Под редакцией Л.Р. Фионовой. 2018 Издательство: ПГУ (Пенза) 2018 с.108 - 111.

83. Рыблова Е.А. Датчик давления со сниженной температурной погрешностью. Инжиниринг и технологии. 2022. Т. 7. № 1. С. 31-35.

84. Гурин, С. А. Особенности технологии получения структуры «нитрид алюминия на карбиде кремния» для чувствительного элемента / С.

А. Гурин, Р. М. Печерская // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. - 2014. - № 1. - С. 46-53.

85. С.И. Торгашин, А.Г. Дмитриенко, И.И. Кочегаров «Информационная модель интеллектуального датчика» Труды международной научно-технической конференции «Современные информационные техно-логии» Выпуск 14, Пенза, Изд. ПГТА, 2011 С.77-83.

86. Рыблова Е.А. Аналитический метод определения концентрации легирующей примеси. Инжиниринг и технологии. 2024. Т. 9. № 1. С. 87-91.

87. Рыблова Е.А. Аналитический метод определения концентрации легирующей примеси полупроводникового чувствительного элемента тензодатчика давления, применяемого в составе информационно-измерительных систем. В сборнике: Актуальные проблемы физической и функциональной электроники. материалы 26-й Всероссийской молодежной научной конференции. Ульяновск, 2023. С. 301-303.

88. Драгунов В.П. Анализ характеристик многоэлементных тензопреобразователей // Электронное приборостроение. Новосибирск, НЭТИ. - 1992. - с. 131 - 139.

89. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2023686103 от 4.12.2023 «РАСЧЕТ ВЛИЯНИЯ ПОГРЕШНОСТИ КОНЦЕНТРАЦИИ ЛЕГИРУЮЩЕЙ ПРИМЕСИ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕНЗОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ» Авторы: Рыблова Е.А., Волков В.С.

90. Кобзев Ю.В. Полупроводниковый тензопреобразователь давления, содержащий многократную мостовую схему // Датчики на основе технологии микроэлектроники. Материалы семинара М., 1983. - с. 168 - 169

91. CVD Diamond for Electronic Devices and Sensors // John Wiley & Sons, Ltd, 2009.

92. Виглеб, Г. Датчики. Устройство и применение / Г. Виглеб. - М.: Мир, 1989. - 280 с.

93. Орнатский, П. П. Теоретические основы информационно -измерительной техники / П. П. Орнатский. - Киев: Вища школа, 1985. - 432 с. .

Приложение А. Патенты и свидетельства

Приложение Б. Внедрение результатов работы

АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «ФЕДЕРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ЦЕНТР «ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ «СТАРТ» имени М.В. ПРОЦЕНКО» (АО «ФНПЦ «ПО «Старт» им. М.В. Проценко»)

УТВЕРЖДАЮ

Зам. генерального директора по научно-техническому и тетнп игн лОГйШШйця з питию —

технк

ррхоменко

АКТ

Об использовании диссертационного исследования Рыбловой Елизаветы Анатольевны на соискание ученой степени кандидата технических наук

/У» ОКМ Я Я.

2025 г.

№ 83 -26 -01/5^323

Комиссия в составе председатель комиссии

руководитель направления по нестандартному

оборудованию и автоматизированным системам Д.А. Урядов члены комиссии

начальник конструкторского отдела И.Д. Морозов

ведущий инженер-конструктор В.А. Бардин

составила настоящий акт в том, что результаты диссертационной работы Рыбловой Е.А. могут быть использованы при проектировании тензорезистивных датчиков и систем управления с их использованием.

В рамках диссертационного исследования разработана методика определения оптимальной концентрации легирующей примеси, обеспечивающей минимальное значение температурной погрешности выходного сигнала и коэффициента тензочувствительности полупроводниковых тензорезистивных датчиков давления с учетом их нелинейной температурной зависимости. Методика позволила в диапазоне температур от 20 до 100 °С снизить температурную погрешность тензочувствительности более чем вдвое по сравнению с графоаналитическим способом определения концентрации легирующей примеси. Результаты использовались при выполнении НИОКР по разработке перспективных прецизионных пьезоприводов.

Руководитель направления по нестандартному оборудованию и автоматизированным системам

Начальник конструкторского отдела Ведущий инженер-конструктор

Д.А. Урядов И.Д. Морозов В.А. Бардин

УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе

ФГБОУ ВО ПГУ

Акт

О внедрении в учебный процесс результатов

Рыбловой Елизаветы Анатольевны

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Теоретические и практические результаты диссертационного исследования Рыбловой Елизаветы Анатольевны, представленные на соискание ученой степени кандидата технических наук, использованы в учебном процессе при реализации образовательных программ по направлениям 12.03.01 «Приборостроение», 12.04.01 «Приборостроение», 12.05.01 «Электронные и оптико-электронные приборы и системы специального назначения».

Представленные в диссертационной работе методики проектирования упругих чувствительных элементов полупроводниковых преобразователей давления для информационно-измерительных систем и методики определения концентрации легирующей примеси для минимизации температурной погрешности полупроводниковых тензорезисторов, эксплуатирующихся в составе каналов измерения давления внедрены в учебно - методические комплексы дисциплин «Основы проектирования приборов и систем», «Основы проектирования оптико-электронных приборов и систем», «МЭМС - датчики для систем контроля и управления».

Реализация полученных автором результатов исследования позволила повысить качество и эффективность учебного процесса.

Заместитель заведующего кафедрой «Приборостроение»,

директор НТЦ «Нанотехнологии волоконно-оптических систем»

Д.т.н., профессор Т.П. Мурашкина