Методология совершенствования и оптимизации приборов точной механики

CОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ        4

1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ        5

2 ОПИСАНИЕ МЕТОДОВ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ВЫПОЛНЯЕМОЙ ЗАДАЧЕ        6

3 ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ МЭМС-ДАТЧИКОВ        7

3.1 Емкостной МЭМС-датчик давления        7

3.2 Пьезоэлектрический МЭМС-датчик давления        8

3.3 Пьезорезонансный МЭМС-датчик давления        9

3.4 Резонансный МЭМС-датчик давления        11

4 ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО ДАТЧИКА ДАВЛЕНИЯ        13

5 ОПТИМИЗАЦИЯ ЕМКОСТНОГО МЭМС-ДАТЧИКА ДАВЛЕНИЯ        14

ЗАКЛЮЧЕНИЕ        16

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ        17

ВВЕДЕНИЕ

Данный реферат посвящён теме: «Методология совершенствования и оптимизации приборов точной механики». В магистерской диссертации на тему «Разработка и моделирование МЭМС-датчика давления воздушной среды» будет приводиться обзор современных датчиков давления [1].

Основная цель данного реферата заключается в рассмотрении датчиков давления воздушной среды различного типа и их оптимизации.

В настоящее время, на современном рынке существует конструктивное многообразие измерительных устройств – датчиков давления воздуха, отвечающих за изменение такого параметра, как давление воздуха в системе. Они представляют собой элемент, физические свойства которого, показывают разное значение при изменении давления среды, которую измеряет датчик.

В настоящее время существует различные типы МЭМС-датчиков воздушной среды, а именно:

1. Емкостной МЭМС-датчик давления;
2. Пьезоэлектрический МЭМС-датчик давления;
3. Пьезорезонансный МЭМС-датчик давления;
4. Резонансный МЭМС-датчик давления.

1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

Тема моей магистерской работы связана с рассмотрением уже существующих типов МЭМС-датчиков давления, анализом их конструкций и эксплуатационных характеристик. А также в совершенствовании и оптимизации выбранного датчика давления воздушной среды. Для решения этой задачи проведём анализ существующих типов и определим тип датчика с наилучшими характеристиками.

2 ОПИСАНИЕ МЕТОДОВ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ВЫПОЛНЯЕМОЙ ЗАДАЧЕ

1. Название магистерской работы: «Разработка и моделирование МЭМС-датчика давления воздушной среды».
2. Объект − МЭМС-датчики давления различного типа.
3. Предмет − Совершенствование и оптимизация МЭМС-датчика давления воздушной среды.
4. Поле − обзор современных МЭМС-датчиков воздушного типа.
5. Цель − рассмотрение датчиков давления воздушной среды различного типа.
6. Задачи:

1. Обзор современных МЭМС-датчиков воздушной среды;
2. Изучение достоинств и недостатков МЭМС-датчиков;
3. Выбор оптимального МЭМС-датчика давления.

3 ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ МЭМС-ДАТЧИКОВ

В конструкцию любого МЭМС-датчика давления входят такие составляющие:

1. Преобразователь физической величины (давления) с рабочим элементом;
2. Электронная схема для обработки и усиления выходного сигнала;
3. Защитное покрытие (корпус).

3.1 Емкостной МЭМС-датчик давления

Емкостные преобразователи — одни из самых точных, но в сравнении с другими технологиями измерения давления. Емкостной датчик давления представлен на рисунке 3.1.

[pic 1]

Рисунок 3.1 – Емкостной датчик давления

Датчики давления самой простой конструкции состоят из плоских электродов (2 шт) с зазором. Электрод сделан в виде мембраны, которая подвергается воздействию измеряемой среды, на нее действует измеряемое давление, меняется размер зазора. Такой вид датчика образует конденсатор с меняющимся расстоянием между пластинами конденсатора. Величина емкости конденсатора меняется при изменении промежутка от пластин или от электродов.