Разработка конструкторской документации на опытный образец датчика. Разработка электроники устройства и программных алгоритмов управления. Изготовление опытного образца датчика. Проведение исследований и предварительных испытаний.

Отчет 87 с., 1 ч., 59 рис., 12 табл., 21 источник, 2 прил. Этап 1. Разработка конструкторской документации на опытный образец датчика. Разработка электроники устройства и программных алгоритмов управления. Изготовление опытного образца датчика. Проведение исследований и предварительных испытаний. Ключевые слова: интеллектуальный, активный, датчик обледенения, термоэлектрический, датчик теплового потока, термоэлектрический охладитель, чувствительность, кристаллизация, солевые раствора, быстродействие, энергопотребление, ТЭО, RWIS, дорожные информационные системы. Целью настоящего этапа работы по проекту «Разработка и испытания опытного образца интеллектуального датчика обледенения» является разработка опытного образца интеллектуального активного датчика обледенения и проведение его предварительных испытаний Этап 1 является начальный этапом проекта, в котором разрабатывается конструкторская документация на опытный образец интеллектуального датчика обледенения, включая разработку электроники устройства и базовых программных алгоритмов управления. Изготавливается опытный образец датчика, проводятся исследования его функциональных возможностей и проводятся предварительные испытания на соответствие заявленным параметрам в ТЗ проекта. Работа по этапу начинается с обзора современного состояния отрасли, анализа основных аналогов и прототипов и выявлению ключевых недостатков. Описывается общий принцип действия разрабатываемого датчика, уточняются его требуемые ключевые характеристики. Конструкторская часть предваряется разработкой блок-схемы и выбором компоновки датчика. Целью конструкторской части работы являются три взаимосвязанные задачи: - разработка электронной схемы управления интеллектуального датчика обледенения. Электроника устройства должна обеспечивать управление измерительной головки датчика, с реализацией всех ее функциональных возможностей. Головка датчика разработана и испытана в рамках этапа Старт 1. Подтвердившего комплекс достоинств разработанного датчика обледенения (измерительной головки в настоящем проекте) и его преимуществ перед имеющимися на рынке аналогами. Реализовать данные достоинства и преимущества предполагается с данном проекта. - разработка компоновка датчика, включающая интеграцию в едином корпусе измерительной головки, управляющей электроники и интерфейсов для внешнего питания и управления. Вся компоновка должна удовлетворять требованиям ТЗ в части габаритных размеров и условиям эксплуатации - разработка измерительного алгоритма, который должен быть реализован в микропроцессорной электронике датчика. Алгоритм управления должен обеспечить получение и обработку результатов измерений датчика обледенения. В алгоритме управления должен быть реализована математическая модель обработки результатов измерений. В результате выполненной работы на данном этапе разработан и изготовлен опытный образец интеллектуального активного датчика обледенения: - Разработана концепция электроники разрабатываемого датчика, его особенности включая возможность объединения в сетевые системы и в применениях для дорожных информационных систем. - Разработана конструкция датчика с габаритными размерами, удовлетворяющими требованиям технического задания. - Разработан программный алгоритм управления интеллектуальным датчиком включая развернутую математическую обработку результатов измерений датчика В результате детальных исследований с применением солевых растворов и в широком диапазоне температур потенциального применения разрабатываемого датчика установлены основные закономерности фиксируемых фазовых переходов при кристаллизации и плавлении воды и солевых растворов. На основе полученных результатов детальных исследований разработан математических аппарат, позволяющий с большой точностью интерпретировать результаты измерений разрабатываемого датчика. Проведенные предварительные испытания показали хорошую точность разработанного алгоритма измерений интеллектуального датчика обледенения. Результаты первого этапа проекта позволяют внести необходимые корректировки и доработки на заключительном этапе проекта, где будет изготовлен опытный образец с доработками и проведены его испытания на соответствие требованиям международного стандарта DIN EN 15518 (Оборудование для зимнего обслуживания. Дорожные информационно-погодные системы). Работы по этапу 1 выполнены полностью.