В ПГУ смогут уменьшить погрешность измерения емкости датчиков в 2–3 раза
Версия для печати
Ученые Пензенского государственного университета готовы предложить промышленности, машиностроению, медицине и другим отраслям способ определения емкости датчика и измерительную цепь для его осуществления. Исследователям удалось сократить погрешность в 2–3 раза по сравнению с существующими аналогами. Они получили патент и в скором времени начнут сотрудничество с крупными предприятиями Пензы, использующими в своей продукции емкостные датчики. Об этом рассказала «Российская газета».
Емкостные датчики получили широкое применение там, где необходимо контролировать проявление слабопроводящих жидкостей, например, воды. Это датчики уровня жидкости, датчики дождя, бензина, масла в автомобилях, датчики в сенсорных кнопках на бытовой технике. Существуют также емкостные датчики уровня жидкости, широко используемые для измерения количества топлива на летательных аппаратах. Емкостный датчик может быть использован, например, в качестве замены традиционной технологии влажного электрода при снятии ЭКГ, потому что этот датчик не требует никаких веществ, улучшающих качество контакта. Для получения качественного ЭКГ-сигнала достаточно расположить датчик на теле пациента или в непосредственной близости от него. Датчик позволяет решать широкий круг задач — от простого кардиомониторирования до более сложных клинико-диагностических исследований.
Авторами изобретения являются Василий Ашанин, канд. тех. наук, доцент, заведующий кафедрой «Электроэнергетика и электротехника» ПГУ, и Сергей Ларкин, канд. тех. наук, доцент кафедры.
В современное время на предприятиях промышленности используется огромное количество различных специальных приборов и устройств. Одним из таких устройств является датчик емкостного типа. Он позволяет контролировать значение определенных технологических параметров за счет зависимости между значением своего емкостного сопротивления и значением контролируемого параметра.
По словам Василия Ашанина, в России емкостные датчики производят многие предприятия, и существует большое количество способов измерений на их основе, но их научная группа одними из первых использовала при определении измеряемой емкости датчика схему прямого преобразования на любой рабочей частоте, реализованную на базе микроконтроллера.
«Мы максимально используем цифровые методы измерения. С помощью программы мы зададим такие параметры для дальнейшего производства датчика, которые в 2–3 раза позволяют уменьшить погрешность измерения емкости. Уменьшится погрешность, будет улучшен конечный результат измерения контролируемого процесса или параметра», — добавил Василий Ашанин.
Предложенный способ определения емкости датчика и измерительная цепь для его реализации представляют результат измерения в цифровом виде. Способ и его реализация универсальны для любой сферы применения и для любого емкостного датчика. Определение емкости датчика реализуется микроконтроллером в программе Mathcad.
«Мы провели моделирование процесса преобразования. Нам удалось обеспечить высокие точностные и динамические характеристики преобразователя, позволяющие претендовать на хорошее техническое решение различных производственных задач», — рассказал Василий Ашанин.
Ученые апробировали разработку на базе кафедры «Электроэнергетика и электротехника» на лабораторном стенде и тщательно проверили электронные варианты реализации способа в программной среде Multisim (она позволяет моделировать электронные схемы). К тому же, техническое решение достаточно простое и не требует больших финансовых затрат.
Сейчас научный коллектив готовит ряд публикаций в российские и международные научные журналы. В планах также разработать буклеты для крупных предприятий Пензы и Пензенской области, специализирующихся на производстве емкостных датчиков, с предложением реализации технического решения на базе их организаций.
