Регистрация / Вход
Прислать материал

14.578.21.0125

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.578.21.0125
Тематическое направление
Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
Исполнитель проекта
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина"
Название доклада
Разработка базовой линейки отечественных интеллектуальных сенсоров давления с целью импортозамещения при построении высокотехнологичных систем управления и автоматизации
Докладчик
Сычугов Евгений Михайлович
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Разработка серии интеллектуальных сенсоров (первичных преобразователей) давления с улучшенными метрологическими характеристиками для применения в перспективных системах измерения давления
Задачи:
1. разработка прототипов сенсоров абсолютного и избыточного давлений с встроенной микросхемой обработки сигнала;
2. разработка прототипов высокотемпературных сенсоров избыточного давления;
3. разработка отечественной специализированной микросхемы для обработки сигналов сенсоров с мостовой схемой получения сигнала, встраиваемой в конструкцию сенсоров абсолютного и избыточного давлений.
Актуальность и новизна исследования
Актуальность проекта обусловлена необходимостью обеспечивать высокие точностные и функциональные показатели перспективных измерительных систем, в состав которых входят датчики давления:
1. Погрешность преобразования давления мостовой схемой сенсора
(% от верхнего значения преобразуемого давления, не более):
- нелинейность – 0,2;
- невоспроизводимость и вариация – 0,025;
2. Наличие цифрового интерфейса связи с системой верхнего уровня (датчиком давления)
3. «Интеллектуальная» составляющая: перенесение большей части функций датчика (нормализация функции преобразования давления, диагностика состояния сенсора, переключение диапазонов измерения, «спящий» режим и т.п.) в сенсор.
В настоящее время, существующие датчики не в полной мере соответствуют перечисленным критериям.
Описание исследования

1. Проведение математического моделирования сенсоров абсолютного и избыточного давлений, высокотемпературных сенсоров.

2. Разработка конструктивно-технологических решений для минимизации случайной составляющей (гистерезис, вариация, невоспроизводимость) погрешности преобразования давления:

- определение источников случайной составляющей погрешности преобразования;

- оптимизация конструкции сенсоров;

- оптимизация технологических процессов изготовления сенсоров;

- оптимизация технологических приработок сенсоров.

3. Разработка алгоритмов оптимальной нормализации выходного сигнала сенсора (минимизации влияния нелинейности, температурной зависимости параметров сенсоров на выходной сигнал).

4. Разработка специализированной микросхемы обработки сигнала сенсора.

5. Разработка встроенного программного обеспечения специализированной микросхемы для производителя сенсора и потребителя сенсора.

6. Разработка серии сенсоров давления с встроенной микросхемой обработки сигнала.

Результаты исследования

В 2016 году получены следующие результаты:

- разработана математическая модель сенсора;

- разработан алгоритм характеризации сенсоров абсолютного и избыточного давлений с встроенной микросхемой обработки сигнала;

- разработано встроенное программное обеспечение сенсоров абсолютного и избыточного давлений с встроенной микросхемой обработки сигнала;

-разработана эскизная конструкторская документация на изготовление экспериментальных образцов сенсоров абсолютного и избыточного давлений с встроенной микросхемой обработки сигнала;

- разработана эскизная конструкторская документация на изготовление экспериментальных образцов высокотемпературных сенсоров избыточного давления;

-разработана эскизная конструкторская документация на изготовление экспериментального образца узла герметизации сенсоров абсолютного давления;

-разработана программа и методики экспериментальных исследований экспериментальных образцов сенсоров абсолютного и избыточного давлений с встроенной микросхемой обработки сигнала;

-разработана программа и методики экспериментальных исследований экспериментальных образцов высокотемпературных сенсоров избыточного давления;

-разработана программа и методики экспериментальных исследований экспериментальных образцов узла герметизации сенсоров абсолютного давления;

-проведены о маркетинговые исследования рынка интеллектуальных сенсоров давления;

-разработана эскизная конструкторская документация на изготовление экспериментальных образцов              специализированной микросхемы для обработки сигналов сенсоров с мостовой схемой получения сигнала;

-разработана программа и методики экспериментальных исследований экспериментальных образцов              специализированной микросхемы для обработки сигналов сенсоров с мостовой схемой получения сигнала;

 

По техническим, метрологическим  и потребительским характеристикам разрабатываемая в проекте продукция соответствует современному мировому уровню. 

Практическая значимость исследования
Реализация проекта позволит достигнуть следующих технико-экономических результатов:
• Улучшение метрологических характеристик датчиков давления
• Улучшение массогабаритных характеристик датчиков давления
• Сокращение технологического цикла и увеличение пропускной способности при изготовления датчиков давления
• Появление «интеллекта» в сенсорах давления
• Снижение себестоимости датчиков давления