АВТОГЕНЕРАТРОРНІ СЕНСОРИ НА БАЗІ RLC-НЕГАТРОНІВ

  • О. О. Лазарєв Вінницький національний технічний університет
  • О. В. Войцеховська Вінницький національний технічний університет
  • С. А. Коцур Вінницький національний технічний університет
  • Р. П. Паламарчук Вінницький національний технічний університет
Ключові слова: автогенераторний сенсор, чутливість, вимірювальний перетворювач, коливальний контур, негатрон, від’ємна індуктивність, від’ємний опір, від’ємна ємність

Анотація

У багатьох сферах сучасної діяльності людини широке застосування знаходять різні сенсори, які стають основними елементами, що визначають технічні та економічні характеристики інформаційних систем та систем керування. Тому дослідження сенсорів та покращення їх технічних параметрів є актуальною задачею. Покращити технічні параметри сенсорів можна, використовуючи досягнення сучасного напрямку електроніки — негатроніки. Так, використання RLC-негатронів дає можливість підвищити чутливість та завадозахищеність сенсорів з одночасним спрощенням їх схемотехнічної реалізації.

Розроблено математичні моделі автогенераторних сенсорів на RLC-негатронах. Визначено основні параметри RLC-сенсорів, зокрема резонансну частоту, абсолютну та відносну чутливості, а також визначені необхідні умови для збудження автоколивань. Отримані аналітичні вирази показали, що значення абсолютної чутливості залежить від значення резонансної частоти, проте як відносна чутливість є частотонезалежною та безрозмірною величиною. Визначено коефіцієнти, які показують, що включення від’ємної ємності та індуктивності приводить до підвищення чутливості автогенераторних сенсорів. Запропоновані схеми автогенераторних сенсорів дозволяють збільшити від­носну чутливість сенсорів та покращити точність вимірювання.

Для перевірки адекватності отриманих теоретичних положень проведено схемотехнічне моделювання запропонованих схем частотних автогенераторних сенсорів. Результати досліджень показали, що ці схеми дозволяють збільшити відносну чутливість сенсорів до 10 разів.

Запропоновано схеми генераторних датчиків температури на статичному та динамічному негатронах. Перевагами схем є схемотехнічна простота, висока надійність, малі габарити та вага, мале значення споживаної потужності. Проведене комп’ютерне моделювання показало підвищення чутливості сенсорів в діапазоні температур від –40 °С до 50 °С.

Біографії авторів

О. О. Лазарєв, Вінницький національний технічний університет

канд. техн. наук, доцент, доцент кафедри електроніки та наносистем

О. В. Войцеховська, Вінницький національний технічний університет

канд. техн. наук, доцент, доцент кафедри телекомунікаційних

С. А. Коцур, Вінницький національний технічний університет

провідний інженер центру комп’ютерних технологій

Р. П. Паламарчук, Вінницький національний технічний університет

студент факультету інфокомунікацій, радіоелектроніки та наносистем

Посилання

Г. Виглеб, Датчики. Москва: Мир, 1989, 196 с.

Э. И. Арш, Автогенераторные методы и средства измерений. Москва: Машиностроение, 1979, 256 с.

М. А. Філинюк, Л. Б. Ліщинська, Активні УВЧ і НВЧ фільтри. Вінниця, Україна: ВНТУ, 2010, 396 с.

М. А. Філинюк, Основи негатроніки, том I. Вінниця, Україна: УНІВЕРСУМ-Вінниця, 2006.

М. А. Філинюк, Основи негатроніки, том II. Вінниця, Україна: УНІВЕРСУМ-Вінниця, 2006.

А. М. Пашаев, Ф. Д. Касимов, О. Н. Негоденко, и Н. А. Филинюк, Физико-технологические и схемотехнические основы негатроники, Баку, Азербайджан: Элм, 2008, 433 с.

Н. А. Филинюк, Е. В. Войцеховская, и Л. Б. Лищинская, Информационные устройства на комбинированных динамических негатронах. Saarbrucken, Deutschland: LAP Lambert Academic Publishing, 2013.

М. А. Філинюк, О. О. Лазарєв, та О. В. Войцеховська, LC-негатрони та їх застосування. Вінниця, Україна: УНІВЕРСУМ-Вінниця, 2012, 308 с.

T. Srimani, et. al., “Negative capacitance carbon nanotube FETs,” IEEE Electron Device Letters, vol. 39, no. 2, pp. 304-307, 2018.

S. C. Chang, et al, “Physical origin of transient negative capacitance in a ferroelectric capacitor,” Physical Review Applied, vol. 9, no. 1, pр. 14-18, 2018.

A. N. Beal, J. N. Blakely, N. Corron “Extended-Bandwidth Negative Impedance Converters by Nested Networks,” IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs, vol. 65, no. 9, pp. 1134-1138, 2018.

Опубліковано
2019-08-30
Як цитувати
[1]
О. Лазарєв, О. Войцеховська, С. Коцур, і Р. Паламарчук, АВТОГЕНЕРАТРОРНІ СЕНСОРИ НА БАЗІ RLC-НЕГАТРОНІВ, Вісник Вінницького політехнічного інституту, № 4, с. 33-40, Сер 2019.
Номер
Розділ
Автоматика та інформаційно-вимірювальна техніка