Розглянуто принципи створення ультразвукових сенсорів з газовими, рідинними та твердотільними чутливими елементами. Подано конструкції електроакустичних перетворювачів, перетворювачів для вимірювання температури, приклади схемних рішень вимірювальної частини, рекомендації щодо вибору матеріалів. Висвітлено галузі застосування та подальші перспективи розвитку ультразвукових вимірювальних приладів, зокрема, у нафтогазовій промисловості.

Роботу присвячено питанням корекції систематичних похибок надлишкових вимірювань фізичних величин при ступеневій функції перетворення датчика і невідомому значенні показника ступеня цієї функції. До основи запропонованого рішення задачі покладено функціонально-алгоритмічний метод лінеаризації градуювальних характеристик. На прикладі роботи цифрового вимірювального приладу показано суть запропонованого методу вимірювання та корекції похибок. Надано відповідні алгоритми лінеаризації, рівняння надлишкових вимірювань, рівняння похибок та рівняння зв'язку між числовими значеннями.

Викладено основні відомості про засоби та методи вимірювань неелектричних величин. Розглянуто основи загальної теорії вимірювальних перетворювачів (зокрема, п'єзоелектричних, ємнісних, електромагнітних, теплових, електрохімічних, гальваномагнітних тощо), їх основні статичні та динамічні характеристики, наведено класифікацію. Описано принципи дії, технічні та метрологічні характеристики електричних вимірювальних приладів для вимірювань неелектричних величин, а також методи вимірювань даних величин.

Викладено основи теорії вимірювання похибок та обробки результатів вимірювання на підставі сучасних міжнародних документів і національної законодавчої нормативної бази. Наведено ієрархію засобів вимірювальної техніки, їх класифікацію та порядок передачі одиниць вимірювання від еталонів до технічних засобів вимірювання. Досліджено принципи дії та основні властивості аналогових, цифрових і мікропроцесорних засобів даної техніки, інформаційно-вимірювальних і комп'ютерних вимірювальних систем, а також розглянуто питання їх раціонального використання для вимірювання різних фізичних величин.

Наведено основні відомості про засоби та методи електричних вимірювань магнітних і неелектричних величин. Висвітлено нові типи перетворювачів, набільш прогресивні методи побудови датчиків. Описано основні властивості аналогових і цифрових вимірювальних приладів та автоматичних інформаційних систем для контролю та реєстрації фізичних величин. Розглянуто рекомендації щодо застосування мікропроцесорів у приладах та системах для вимірювання неелектричних величин, найбільш розповсюджених у будівництві.

Приведены основные сведения о средствах и методах электрических измерений магнитных и неэлектрических величин. Освещены новые типы преобразователей, наиболее прогрессивные методы построения датчиков. Описаны основные свойства аналоговых и цифровых измерительных приборов и автоматических информационных систем для контроля и регистрации физических величин. Рассмотрены рекомендации по применению микропроцессоров в приборах и системах для измерения неэлектрических величин, наиболее распространенных в строительстве.

Розглянуто основні питання відбивної еліпсометрії, зокрема, зв'язок характеристик відбивної системи з поляризаційними параметрами відбитої від системи електромагнітної хвилі для різних моделей відбивної системи - одно-, двошарової, гетерогенних середовищ, середовищ із шорсткими межами поділу. Викладено основи методу фотоелектричної еліпсометрії, алгоритми розрахунку параметрів системи за виміряними значеннями еліпсометричних параметрів. Значну увагу приділено зв'язку оптичних і електронних характеристик системи в області релаксації носіїв заряду, зв'язку енергетичної зонної структури з оптичними властивостями металів, напівпровідників і діелектриків. Наведено результати спектроеліпсометричних досліджень домішкових станів невпорядкованих сплавів, ефектів андерсонівської локалізації електронів у аморфних металевих сплавах, поляритонних ефектів у плівках.

Рассмотрены основные вопросы отражательной эллипсометрии, в частности, связь характеристик отражательной системы с поляризационными параметрами отраженной от системы электромагнитной волны для разных моделей отражательной системы - одно-, двухслойной, гетерогенных сред, сред с шероховатыми границами деления. Изложены основы метода фотоэлектрической эллипсометрии, алгоритмы расчета параметров системы по измеренным значениям эллипсометрических параметров. Значительное внимание уделено связи оптических и электронных характеристик системы в области релаксации носителей заряда, связи энергетической зонной структуры с оптическими свойствами металлов, полупроводников и диэлектриков. Приведены результаты спектроэллипсометрических исследований добавочных состояний неупорядоченных сплавов, эффектов андерсоновской локализации электронов в аморфных металлических сплавах, поляритонных эффектов у пленках.

Розкрито основи фізики напівпровідників і тонких плівок, технологічні основи мікроелектронних сенсорів фізичних величин. Наведено загальну схему технологічного процесу виготовлення плівкових сенсорів, описано методи одержання тонких плівок, технології виготовлення елементів товстоплівкових сенсорів, епітаксійних шарів, збирання мікроелектронних сенсорів. Викладено статичні та динамічні характеристики сенсорів магнітного поля та вологості. Висвітлено класифікацію магнітних матеріалів та визначено параметри магнітного поля і магніторезисторів, гальвано-, термомагнітні, магнітооптичні ефекти в напівпровідниках, методи вимірювання вологості.

Раскрыты основы физики полупроводников и тонких плёнок, технологические основы микроэлектронных сенсоров физических величин. Приведена общая схема технологического процесса изготовления плёночных сенсоров, описаны методы получения тонких плёнок, технологии изготовления элементов толстоплёночных сенсоров, эпитаксионных слоёв, сбора микроэлектронных сенсоров. Изложены статические и динамические характеристики сенсоров магнитного поля и влажности. Освещена классификация магнитных материалов и определены параметры магнитного поля и магниторезисторов, гальвано-, термомагнитные, магнитооптические эффекты в полупроводниках, методы измерения влажности.

Наведено характеристики мікроелектронних сенсорів температури, механічних та фізичних величин на основі розподілених RC-структур, акустоелектронних сенсорів фізичних величин, термоелектричних сенсорів та мікроелектронних сенсорів газу. Розкрито основи вимірювання температури, описано терморезистори, напівпровідникові та частотні термосенсорні пристрої, однокристальні термосенсорні інтегральні схеми. Визначено одиниці вимірювання сенсорів механічних величин та концентрації газів, види акустичних коливань, способи контролю фізичних величин у сенсорах на поверхневих акустичних хвилях, параметри та технологія виготовлення термопар.

Приведены характеристики микроэлектронных сенсоров температуры, механических и физических величин на основе распределённых RC-структур, акустоэлектронных сенсоров физических величин, термоэлектрических сенсоров и микроэлектронных сенсоров газа. Раскрыты основы измерения температуры, описаны терморезисторы, полупроводниковые и частотные термосенсорные устройства, однокристальные термосенсорные интегральные схемы. Определены единицы измерения сенсоров механических величин и концентрации газов, виды акустических колебаний, способы контроля физических величин в сенсорах на поверхностных акустических волнах, параметры и технология изготовления термопар.

Визначено основні параметри світлового потоку, оптичний діапазон спектра електромагнітних коливань та види випромінювання, описано теплову та люмінесцентну природу оптичного випромінювання. Розкрито основи геометричної та хвильової оптики, висвітлено оптичні ефекти у волоконних світловодах, джерела випромінювання в оптоелектронних сенсорах фізичних величин, проаналізовано конструктивно-технологічні особливості лазерів, що використовуються в інтегральній оптоелектроніці. Розглянуто питання перетворення оптичних сигналів у електричні, наведено характеристики оптичного детектування.

Определены основные параметры светового потока, оптический диапазон спектра электромагнитных колебаний и виды излучения, описаны тепловая и люминесцентная природа оптического излучения. Раскрыты основы геометрической и волновой оптики, освещены оптические эффекты в волоконных световодах, источники излучения в оптоэлектронных сенсорах физических величин, проанализированы конструктивно-технологические особенности лазеров, используемых в интегральной оптоэлектронике. Рассмотрены вопросы преобразования оптических сигналов в электрические, приведены характеристики оптического детектирования.

Описано елементи та компоненти інтегральної оптики, основні елементи оптоелектронних сенсорів фізичних величин. Проаналізовано особливості оптоелектронних сенсорів, функції і структури волоконно-оптичних чутливих елементів, роботу сенсорів, що використовують інтерференцію світла. Наведено характеристики волоконно-оптичних та рідкокристалічних сенсорів, класифікацію рідких кристалів, висвітлено теорію їх деформації та електрооптичні ефекти. Розглянуто питання застосування рідких кристалів у дослідженнях і неруйнівних методах контролю поверхонь матеріалів і виробів. Визначено параметри джерел і приймачів випромінювання, світлодіодів, фотоелектронних помножувачів та фотоелементів, фотодіодів і фоторезисторів.

Описаны элементы и компоненты интегральной оптики, основные элементы оптоэлектронных сенсоров физических величин. Проанализированы особенности оптоэлектронных сенсоров, функции и структуры волоконно-оптических чувствительных элементов, работа сенсоров, использующих интерференцию света. Приведены характеристики волоконно-оптических и жидкокристаллических сенсоров, классификация жидких кристаллов, освещены теория их деформации и электрооптические эффекты. Рассмотрены вопросы применения жидких кристаллов в исследованиях и неразрушающих методах контроля поверхностей материалов и изделий. Определены параметры источников и приёмников излучения, светодиодов, фотоэлектронных умножителей и фотоэлементов, фотодиодов и фоторезисторов.

Освещена методология построения приборов и систем с ферри- и ферромагнитными преобразователями на основе единого системного подхода. Рассмотрена аналитическая интерпретация теоретических основ построения ферро- и ферромагнитных первичных преобразователей. Внимание уделено теории индуктивных катушек, основам проектирования технических устройств с ферри- и ферромагнитными преобразователями, теории и разработке технических устройств на основе автогенераторов синусоидальных колебаний с индуктивными катушками на ферри- и ферромагнитных сердечниках, разработке измерительных технических средств интегрального назначения. Проанализированы особенности вычисления амплитуды колебаний в схеме генератора с колебательным контуром в цепи транзистора.

Розглянуто особливості застосування спектральних методів для виявлення характеристик властивостей об'єктів кваліметрії в різних частотних діапазонах електромагнітних хвиль.

  Скачати повний текст

Вивчено питання створення систем радіаційного моніторингу в гнучких виробничих системах ядерного технологічного виробництва. Запропоновано нетрадиційний підхід щодо ідентифікації спектрального складу випромінювання. Розроблено методи, алгоритми, методику та програмне забезпечення для ідентифікації джерел іонізуючого випромінювання на базі методів ідентифікації багатозв'язних систем, застосування яких дозволяє значно скоротити часові витрати на ідентифікацію та зменшити в 1,5 - 2 рази обсяг робочої бібліотеки спектрів. Запропоновані методи, алгоритми та програмний засіб ідентифікації багатозв'язних систем можуть застосовуватися для ідентифікації об'єктів іншої фізичної природи.

Рассмотрены вопросы повышения точности информационно-измерительных систем. Проанализированы особенности практического применения консервативных, структурных и структурно-алгоритмических методов снижения инструментальных погрешностей средств измерений для гидрофизических исследований. Внимание уделено вопросам построения высокоточных интеллектуальных датчиков физических величин на основе локальных информационных микропроцессорных систем.

Висвітлено основні фундаментальні теоретичні положення з питань теорії інформації, перетворювальних, відлікових та реєструвальних пристроїв приладів (РПП). Наведено методику розрахунків даних пристроїв, відповідні навчальні програми для цифрових ЕОМ. Проаналізовано особливості практичного застосування та нові напрямки у галузі розробки та вдосконалення перетворювальних, відлікових та РПП. Розглянуто основні напрямки застосування сучасних інформаційно-комп'ютерних технологій для формування, реєстрації й обробки двовимірної інформації про механічні величини.

Розроблено вдосконалену математичну модель відбиття та заломлення акустичних променів на поверхні рухомого твердого тіла. Одержано аналітичні залежності кутових і частотних параметрів відбитої та заломлених хвиль від параметрів руху тіла. Встановлено, що під час руху тіла є відхилення кутів відбиття та заломлення променів від тих, що дає закон Снеліуса, та відхилення значень частот від тих, що описуються класичним ефектом Доплера. Досліджено багатопозиційну гідроакустичну систему, що забезпечує визначення просторових координат, швидкості та напрямку руху об'єктів. Встановлено необхідність врахування виявлених ефектів під час вимірювання параметрів руху швидкісних об'єктів.

Разработан и изготовлен гелиевый криостат с вертикальными окнами для мессбауэровских измерений в диапазоне температур 2,2 - 300 К и давлении до 10 кбар.

The need for dimensional micro and nano metrology is evident, and as critical dimensions are scaled down and geometrical complexity of objects is increased, the available technologies appear not sufficient. Major research and development efforts have to be undertaken in order to answer these challenges. The developments have to include new measuring principles and instrumentation, tolerancing rules and procedures as well as traceability and calibration. Digital holography is an emergent new imaging technology that inherits many of the unique capabilities of conventional holography but provides novel solutions to some of the key problems that have been limiting its applications and further development.

Проаналізовано вплив ємності подвійного шару на активну та реактивну складові імітансу як інформативні параметри первинного перетворювача (сенсора) засобів вимірювального контролю властивостей об'єктів неелектричної природи.