Перейти до вмісту
Мікросистеми, Електроніка та Акустика
ISSN 2523-4447 · e‑ISSN 2523-4455 Відкритий доступ · CC BY-SA 4.0
Т. 27 · № 2 · 2022 сер 29, 2022 Електронні системи та сигнали

Датчик густини газу на основі PSoC5

АБ
Артур Олексійович Бойкиня Відповідальний Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського" Україна
ВЗ
Віктор Федорович Заворотний Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського" Україна
Сторінки257473-1-257473-7 Опублікованосер 29, 2022
PDF
ТОМ 27 · № 2 · 2022 Переглянути випуск

Анотація

Об’єктом дослідження є МЕМС сенсори густини газу. Предметом дослідження є усунення недоліків вже існуючих схожих систем, збільшення точності вимірювання і діапазону вимірюваних тисків газу і безпечне функціонування системи в критичних умовах. Метою роботи є реалізація датчику вимірювання густини газу на основі одного кристала, з використанням допоміжних функціональних модулів, для контролю роботи системи і отримати довершений функціональний прилад, який буде легкий у використанні. В ході роботи аналізуються методи визначення теплофізичних параметрів середовища з використанням первинних перетворювачів по технології МЕМС, які виготовляються по структурі нагрівач, чутливий елемент і пасивні компоненти. Також описуються розрахунки для визначення, густини газу. Розглядається реалізація повного, функціонального датчика вимірювання параметрів газу на основі програмованої системи на кристалі на основі Cypress PSoC 5. У висновках роботи розглядаються як переваги так і недоліки запропонованого методу, які були обґрунтовані на основі порівняння з іншими вже відомими схожими методами.

Ключові слова

#МЕМС-сенсор #густина газу #система на кристалі #фазовий детектор

Посилання

  1. B. Badarlis, A. Pfau and A. Kalfas, "Measurement and Evaluation of the Gas Density and Viscosity of Pure Gases and Mixtures Using a Micro-Cantilever Beam," Sensors, vol. 15, no. 9, pp. 24318-24342, 22 09 2015. DOI: https://doi.org/10.3390/s150924318
  2. Y. Zheng, H. Zhang, M. Zhao, H. Xin, C. A. T.H. Tee and L. Song, "A Multiposition Method of Viscous Measurement for Small-Volume Samples With High Viscous," IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 69, no. 7, pp. 4995 - 5001, 01 07 2020. DOI: https://doi.org/10.1109/TIM.2019.2955188
  3. J. E. Sader, "Frequency response of cantilever beams immersed in viscous fluids with applications to the atomic force microscope," Journal of Applied Physics, vol. 84, no. 1, pp. 64-76, 01 07 1998. DOI: https://doi.org/10.1063/1.368002
  4. V. F. Zavorotnyi, O. V. Borysov, B. I. Lupyna and S. M. Osinov, "Method for Determining Density of Gas". Ukraine, Kyiv Patent 18749, 15 11 2006. URL: https://base.uipv.org/searchINV/search.php?action=viewdetails&IdClaim=112724
  5. S. Z. Al Ghafri, F. Jiao, T. J. Hughes, A. Arami-Niya, X. Yang, A. Siahvashi, A. Karimi and E. F. May, "Natural gas density measurements and the impact of accuracy on process design," Fuel, vol. 304, p. 121395, 01 11 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2021.121395
  6. V. F. Zavorotnyi, "Method for Measurement of Flow of Gases and Liquids". Ukraine, Kyiv Patent 96834, 12 12 2011. URL: https://base.uipv.org/searchINV/search.php?action=viewdetails&IdClaim=166985
  7. V. V. Krapukhin, I. A. Sokolov and G. D. Kuznetsov, Tekhnologiya materialov elektronnoy tekhniki. Teoriya protsessov poluprovodnikovoy tekhnologii [Technology of electronic materials. Theory of semiconductor technology processes.], Moskow: MISIS, 1995. ISBN: 5-87623-004-9.
  8. L. A. Koledov, Tekhnologiya i konstruktsii mikroskhem, mikroprotsessorov i mikrosborok: Uchebnik dlya vuzov [Technology and design of microcircuits, microprocessors and microassemblies: Textbook for universities.], Moskow: Radio i svyaz, 1989. ISBN: 5-256-00142-6
  9. Shelekhov I. YU., Shishelova T. I., Zhitov V. G. "Rezistivnyye ploskiye nagrevateli i elektrootopitel'nyye pribory na ikh osnove [Resistive flat heaters and electric heaters based on them]," Modern high technologies. no 4-2, 2016. pp. 285-289. URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=35819
  10. E. D. Macklen, "NTC Thermistor Materials," in Concise Encyclopedia of Advanced Ceramic Materials, R. J. Brook, Ed., Elsevier Ltd, 1991, pp. 328-331. DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-08-034720-2.50091-5
  11. Cypress Semiconductor, "PSoC 5LP Architecture TRM (Technical Reference Manual)," 06 11 2019. [Online]. Available: https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-PSoC5LP_Architecture_TRM-AdditionalTechnicalInformation-v08_00-EN.pdf?fileId=8ac78c8c7d0d8da4017d0f905e3e7ce9&utm_source=cypress&utm_medium=referral&utm_campaign=202110_globe_en_all_integration-files .
  12. E. H. Currie and D. Van Ess, PSoC3/5 Reference Book, San Jose, California: Cypress Semiconductor Corporation, 2010, p. 534. URL: http://web.mit.edu/6.115/www/document/psoc_book.pdf
  13. H. Fatoorehchi, M. Alidadi, R. Rach and A. Shojaeian, "Theoretical and Experimental Investigation of Thermal Dynamics of Steinhart–Hart Negative Temperature Coefficient Thermistors," Journal of Heat Transfer, vol. 141, no. 7, 20 05 2019. DOI: https://doi.org/10.1115/1.4043676
  14. J. S. Steinhart and S. R. Hart, "Calibration curves for thermistors," Deep Sea Research and Oceanographic Abstracts, vol. 15, no. 4, pp. 497-503, 01 08 1968. DOI: https://doi.org/10.1016/0011-7471(68)90057-0
  15. L. E. Frenzel, "Electronic Circuits: Linear/Analog: The Building Blocks of Electronic Equipment," in Electronics Explained, Second ed., Elsevier, 2018, pp. 63-102. DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-811641-8.00004-7
  16. K. Park and D. Jeong, "Analysis of frequency detection capability of Alexander phase detector," Electronics Letters, vol. 56, no. 4, pp. 180-182, 01 02 2020. DOI: https://doi.org/10.1049/el.2019.3488
  17. V. F. Zavorotnyi and O. V. Borisov, "The laboratory tester of solar cells with dynamic reconfigutration of measuring system," Microsystems, Electronics and Acoustics, vol. 23, no. 1, p. 23–29, 28 02 2018. DOI: https://doi.org/10.20535/2523-4455.2018.23.1.104069
§ 06 — Пов'язані

Схожі статті в цьому журналі

Пов'язані рецензовані дослідження, опубліковані в цьому журналі.
Усі випуски

Квазістатична ідентифікація структури затінення сонячних панелей за методом векторів кардинальних чисел

PhD, доц. Олена Олегівна Абакумова, д-р техн. наук, проф. Валерій Якович Жуйков, Микола О. Лук'янов

У статті розглянуто проблему ідентифікації структури затінення сонячних панелей. Актуальність дослідження зумовлена необхідністю швидкої та адекватної реконфігурації…

#Сонячні панелі #Фотоелектрична поверхня #Моделювання структури тіней #Квазістатична ідентифікація
с. 362283.1-362283.7
10.20535/2523-4455.mea.362283

Комплексний метод виділення неінвазивного сигналу фетальної електрокардіограми та класифікації серцевих аритмій

Дмитро А. Шевчук, канд. техн. наук, доц. Наталія Георгіївна Іванушкіна

Стаття присвячена розробці комплексного методу виділення фетального електрокардіосигналу (ФЕКГ) з неінвазивних абдомінальних записів та подальшої автоматизованої…

#абдомінальні електрокардіограми #фетальна електрокардіограма #аритмія #сліпе розділення джерел
с. 356487.1-356487.11
10.20535/2523-4455.mea.356487

Імітаційне моделювання фільтро-компенсаційного перетворювача для трифазної трипровідної мережі

Іван Андрійович Вакуленко, канд. техн. наук, доц. Дмитро Анатолійович Миколаєць, канд. техн. наук, доц. Катерина Сергіївна Клен

У цій статті розглядається критична проблема погіршення якості електроенергії в сучасних енергосистемах, спричинена поширенням нелінійних навантажень. Такі навантаження…

#фільтр-компенсаційний перетворювач #трифазна трипровідна мережа #якість електроенергії #повне гармонійне спотворення
с. 361138.1-361138.6
10.20535/2523-4455.mea.361138

Схожі статті

1-10 з 198

Ви також можете розпочати розширений пошук схожих статей для цієї статті.