«Разработка и испытания прототипа программно-аппаратного измерительного комплекса для определения теплофизических характеристик грунтов» (договор №4615ГС1/73909 от 16.06.2022) Этап №1 «Создание измерительно-испытательных модулей с различными вариантами конструкции. Изготовление деталей измерительно-испытательного модуля. Создание модуля электронной обработки с несколькими вариантами электронной схемы. Изготовление электронных печатных плат. Сборка прототипа программно-аппаратного комплекса. Разработка ПО.» (промежуточный)

Объем научно-технического отчета составляет 31 страницу текста и 2 приложения. Отчет включает в себя содержание, введение, 5 глав, заключение, список использованной литературы и 2 приложения. Приложение 1 содержит рисунки, Приложение 2 содержит программный код. Ключевые слова: лабораторное оборудование, метод тепловой волны, теплофизические свойства, теплофизика, грунты, теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность. Цель выполнения НИОКР – разработать и испытать прототип программно-аппаратного измерительного комплекса для определения теплофизических характеристик грунтов. Цель первого этапа работы - разработка прототипа программно-аппаратного измерительного комплекса для определения теплофизических характеристик грунтов. Задачи на первом этапе работы: - создание измерительно-испытательных модулей с различными вариантами конструкции; - создание модуля электронной обработки с несколькими вариантами электронной схемы; - изготовление электронных печатных плат; - сборка прототипа программно-аппаратного комплекса; - разработка программного обеспечения. В результате на первом этапе была проделана следующая работа: - созданы два измерительно-испытательных модуля с различными вариантами конструкции; - создан модуль электронной обработки с двумя вариантами электронной схемы; - изготовлены две электронные печатные платы; - собран прототип программно-аппаратного комплекса с модулем ЭОБ на базе изготовленных электронных печатных плат и двумя вариантами изготовленных измерительно-испытательных модулей; - разработано программное обеспечение для обработки и управления модулем ЭОБ. Прототип программно-аппаратного комплекса, в соответствии с техническим заданием, обеспечивает следующие функции: - нагрев точечным источником тепла исследуемого образца грунта в периодическом режиме; - регистрация непрерывного теплового сигнала одним или несколькими датчиками температуры на определенном расстоянии от источника теплового воздействия; - аналого-цифровое преобразование полученного сигнала и предварительная фильтрация его гармонической составляющей; - интерпретация теплового сигнала в устройстве в соответствии с методом регулярной тепловой волны с вычислением искомых теплофизических характеристик; - формирование программным комплексом на основе полученных в эксперименте данных, протокола испытаний в соответствии с требованиями ГОСТ к оформлению. Технико-эксплуатационные характеристики Комплекс ТФХ состоит из: - измерительно-испытательного модуля; - модуля электронной обработки; - ПО для обработки получаемых данных с выводом результатов (далее ПО для комплекса ТФХ). Массогабаритные параметры аппаратно-измерительного комплекса: - измерительно-испытательный модуль имеет размеры 30 х 60 х 80 мм, масса модуля составляет 180 г; - модуля ЭОБ имеет размеры 165 х 225 х 40 мм, масса модуля ЭОБ составляет 1.5 кг; - длина кабеля, соединяющего модули, 1,5 м, диаметр кабеля составляет 5 мм, масса кабеля 320 г. Устройство обеспечивает следующие входные воздействия: - периодическую подачу мощности на источник тепла в диапазоне от 1 до 10 Вт по амплитуде, с периодом 150-500 с; - фиксацию во времени значения температуры в диапазоне от - 15°С до +30 °С; - погрешность измерения температуры 0,1 ℃; - разрешение измеряемой температуры 0,001 ℃. В результате работы на первом этапе выполнения НИОКТР успешно были выполнены все поставленные задачи. Готовый прототип измерительно-испытательного комплекса соответствует требованиям, указанным в техническом задании. Прототип программно-аппаратного комплекса готов к проведению испытания в соответствии с задачами второго этапа выполнения НИОКТР.