Методика изучения физических эффектов, используемых для измерения давления
Аннотация
В связи с ростом требований, направленных на совершенствование технологических процессов на предприятиях, возникли предпосылки новой промышленной революции (индустрия 4.0). Современная промышленная революция предполагает самое активное использование датчиков для измерения физических величин, причем предпочтительно основанных на новых физических эффектах. Анализ литературных источников в области приборостроения показывает, что отсутствуют работы, содержащие последовательное и четкое описание процедуры использования физических эффектов для построения датчиков физических величин. В связи с этим актуальной является задача выделения основных этапов реализации физических эффектов в современных датчиках. Предложена методика последовательного изучения физических эффектов, применяемых в датчиках измерения физических величин, которая включает в себя: описание математической модели физического эффекта; описание физической реализации данного эффекта; описание зависимости выходного сигнала датчика измерения физической величины от величины, подаваемой на вход; графическое представление данной зависимости; конструктивную реализацию физического эффекта в датчике для измерения физических величин.
В качестве физических эффектов для иллюстрации предложенной методики были использованы тензорезистивный и емкостной эффекты, применяемые в датчиках измерения давления. По результатам применения методики сформирована таблица, которая содержит характерные особенности рассмотренных физических эффектов и дает наглядное представление о применении их в современных датчиках для измерения физических величин. Вышеизложенная методика может быть рекомендована для внедрения в учебный процесс по направлению подготовки студентов 12.03.01 «Приборостроение».
