«Разработка макетного образца интеллектуального параметрического датчика физических величин на основе тензоэффекта.» (договор №4778ГС1/80282 от 15.11.2022) (заключительный)

НТО содержит 65 страницы текста: содержание, введение, основная часть из девяти разделов, заключение, 2 таблицы, 21 рисунок, 44 использованных источников и 6 приложений. Приложении 1 - алгоритм расчета оценок параметров; Приложение 2 - листинг разработанного ПО и свидетельство о регистрации ПО; Приложении 3 - разработанное кд (схема электрическая принципиальная, сборочный чертёж платы, перечень элементов), Приложении 4 - Содержимое файла настроек (текстового) программы-эмулятора; Приложение 5 - Технические требования и методика испытаний макета тензорезистивного датчика давления; Приложение 6 - протоколы испытаний макетного образца датчика давления. Цель работы: Разработать и провести испытание макетных образцов интеллектуального параметрического датчика физических величин на основе тензоэффекта. Согласно календарному плану графику, все работы были разбиты на два этапа: Первый этап. Математическое и имитационно-компьютерное моделирование разрабатываемых интеллектуальных датчиков. - разработана математическая модель интеллектуальных датчиков; - разработан алгоритм оптимального оценивания параметров коррекции характеристик чувствительных элементов; - разработана методика измерения калибровочных данных и алгоритм калибровки. - разработано программного обеспечения для сбора измерительных данных и калибровки интеллектуальных датчиков. Второй этап. Разработка конструкторской документации на макетные образцы интеллектуального параметрического датчика физических величин. - изготовлен макетный образец интеллектуального параметрического датчика физических величин. - проведена настройка интеллектуального параметрического датчика физических величин - проведено испытаний макетных образцов интеллектуального параметрического датчика физических величин Для внедрения результатов работ необходимо продолжить работу для создания опытного образца. Для этого рекомендуется продолжить исследовательскую работу и подать заявку по данной тематике на СТАРТ-2. Так как были получены положительные результаты то есть возможность применения этих данных для создания широкой линейки датчиков для сложных условий эксплуатации (высокие температуры Африки и низкие Арктики, повышенная влажность тропиков, высокое давление в водной толще или высокое разряжение на высоте). В настоящее время, время санкций, это просто необходимо для обеспечения экономического суверенитета Российской Федерации. В результате выполненной работы получено свидетельство на «Встроенную прошивку для датчика давления на базе контроллера 1921ВК035» на базе российского контроллера, планируется подача на две программы для ЭВМ для обработки данных получаемых с интеллектуальных датчиков и калибровки интеллектуальных датчиков. В целом можно сделать вывод о успешности проведенных работ в соответствии с заданием и календарном планом. Основные результаты первого этапа: 1. В результате анализа известных ММ ПРД с формирователем сигнала мостового типа были выявлены факторы, влияющие на его точность, основным из которых является температура окружающей среды. Было показано, что поэтому мостовая схема не может обеспечить высокой точности измерения в широком диапазоне температур. 2. Была предложена принципиально новая схема формирователя сигналов ПРД — петля переменного тока, рассмотрена ее подробная структура и показаны преимущества такого формирователя по сравнению с наиболее распространенной на практике мостовой схемой. Была разработана ММ ПРД на базе нового формирователя типа ППТ. 3. Для модели ПРД с формирователем типа ППТ был разработан оптимальный метод оценивания ее неизвестных параметров на базе ММП. На основе разработанного метода оценивания построен алгоритм оценивания основных параметров синтезированной модели ПРД. 4. В результате компьютерно-имитационного моделирования процесса измерения с помощью исследуемого ПРД было показано, что предложенная новая схема формирователя сигналов и использование оптимальных методов обработки измерительных данных позволяют обеспечить более высокие показатели точности и эффективности разработанной модели ПРД. В частности, за счет повышения чувствительности ПРД с формирователем в виде ППТ по сравнению с мостовой схемой можно без снижения точности сократить вдвое число ЧЭ (сенсоров), что упрощает и удешевляет предлагаемый ПРД. 5. Были предложены: - методика снятия экспериментальных данных при проведении калибровки, для получения экспериментальные характеристик датчика от измеряемых величин; - методика обработки снимаемых калибровочных данных, методика получения оценок коэффициентов полиномиальных аппроксимирующих зависимостей и алгоритмы калибровки. 6. Были разработаны алгоритмическое и ПО, реализующее процедуры калибровки ПРД и проведения измерений, включая процессы снятия измерительных данных с АЦП сенсоров и датчика температуры, позволяющее в автоматическом и ручном режимах осуществлять калибровку ПРД и проводить измерения исследуемых физических величин, а также выполнять компьютерно-имитационное моделирование ПРД. Основные результаты второго этапа. 7. Разработана конструкторская документация на макетные образцы интеллектуального параметрического датчика физических величин (датчика давления): сборочный чертеж макетного образца ИД; спецификации на макетный образец ИД; схемы электрические принципиальные; 8. Изготовлен макетный образец ИД давления. 9. Разработаны для макетного образца ИД: технические условия; инструкция по эксплуатации; программа и методика испытаний макетного образца ИД. 10. Проведены настройка и испытания макетного образца ИД давления. 11. Приведены протоколы испытаний макетного образца ИД. Полученные результаты проведенных испытаний макетного образца ИД давления позволяют сделать вывод о том, что созданный макетный образец полностью соответствует требованиям ТЗ и может явиться прототипом опытного образца высокоточного интеллектуального датчика давления.