Электрическая регистрация давления газов и жидкостей с использованием микроэлектронных преобразователей Холла. Автореферат диссертации

Abstract

Разработан принцип преобразования давления газов и жидкостей в электрический сигнал с использованием гальваномагнитных элементов. Показано, что минимально необходимой и достаточной для практической реализации преобразующего блока датчика давления является структура, состоящая из упругого чувствительного элемента, магнитной системы и непосредственно регистратора магнитного поля – микроэлектронного преобразователя Холла. Разработаны научно обоснованные рекомендации, математические модели, алгоритм и пакет программного обеспечения, позволяющие сократить материальные и временные затраты при расчете и проектировании малогабаритных дипольных, квадрупольных и квадрупольных раздвижных магнитных систем. Установлено, что для адекватного моделирования их работы по методу отношений достаточен учет размерных соотношений составляющих магнитной системы и энергетических характеристик магнита. Разработаны математическая модель, алгоритм и программный комплекс, позволяющие на этапе проектирования проводить моделирование работы металлических мембранных упругих чувствительных элементов с равномерным и неравномерным гофром, с массой, присоединенной к жесткому центру, и учитывающие способы установки мембраны в корпус датчика (погрешности расчетов зависимостей прогибов от давления не превышают 1,5 %). Показано, что применение неравномерной гофрировки металлических мембран и учет ее влияния в методе наложения с помощью тригонометрических функций, описывающих профиль, позволяет проектировать упругие характеристики с заданными линейностью, чувствительностью к давлению, динамическим диапазоном.