Пошук академічних текстів

Інформація × Реєстраційний номер 0825U004319, Дисертація доктора філософії На здобуття Доктор філософії Дата захисту Статус Запланована Назва роботи Інтелектуальні сенсори тиску Здобувач Маркович Віктор Йосифович, Керівник Тихан Мирослав Олексійович Опонент Осадчук Олександр Володимирович Опонент Середюк Орест Євгенович Рецензент Скоропад Пилип Ізидорович Рецензент Ховерко Юрій Миколайович Опис Дисертаційна робота присвячена розвитку принципів інтелектуалізації сенсорів, нових способів вимірювання тиску в нестаціонарних середовищах, здатних працювати в режимі реального часу з високою точністю. Вимірювання тиску є критично важливою складовою у функціонуванні систем керування, моніторингу в таких сферах, як аерокосмічна, автомобільна, військова та фундаментальні наукові дослідження. Таким чином, розвиток інтелектуалізованих сенсорів тиску є не лише важливим науково-технічним завданням, але й відповіддю на реальні запити сучасної промисловості й науки, що потребують точних, надійних та швидкодіючих вимірювальних рішень. Дисертація містить вступ, чотири розділи, висновки, список використаних джерел та додатки. У вступі обґрунтовано необхідність і актуальність дисертаційного дослідження, зазначено предмет та об’єкт дослідження, методологію дослідження, а також сформульовано мету, основні завдання, наукову новизну і практичну цінність здобутих наукових результатів. У першому розділі подано системний аналіз сучасного стану та проблем вимірювання тиску за умов температурного впливу, з особливою увагою до поведінки сенсорних елементів у нестаціонарних температурних полях. За результатами аналізу сформульовано наукову гіпотезу, згідно з якою перспективним напрямом є розробка нової архітектури інтелектуального сенсора тиску, здатного компенсації температурного впливу нестаціонарних середовищ. Такий сенсор має об’єднувати конструктивну стійкість, чутливу мембранну структуру, мікропроцесорний блок обробки даних і алгоритмічну модель компенсації в умовах реального середовища. У другому розділі запропоновано класифікацію інтелектуальних сенсорів тиску, що охоплює апаратну, програмну інтелектуалізацію, та їх поєднання. На підставі аналізу динамічних характеристик мембрани побудовано динамічну модель у вигляді інтегрального рівняння, що відображає причинно-наслідкові зв’язки між прикладеним тиском і відгуком сенсора. Особливу увагу приділено дослідженню термомеханічних явищ у мембрані сенсора в умовах дії нестаціонарного термовпливу. Запропоновано рішення апаратної інтелектуалізації, орієнтовані на мінімізацію температурних похибок. Зокрема, обґрунтовано застосування сенсорної конструкції з компенсаційним кільцем із нітинолу, яке забезпечує термокомпенсоване защемлення мембрани та знижує термонапруження більш ніж у 30 разів. Розроблено аналітичні залежності, що визначають оптимальне співвідношення параметрів мембрани та компенсаційного елемента. Розроблено метод самодіагностики сенсорів тиску, побудований на аналізі інтегральної діагностичної функції симетрії мостової схеми. У третьому розділі розглядається процес присвоєння метрологічних характеристик тензорезистивним сенсорам тиску в умовах масового виробництва. Розглянуто основні етапи метрологічної атестації сенсорів, включаючи їх градуювання, визначення класу точності. Особливу увагу приділено групувані, де ключовим завданням є забезпечення однорідності градуювальних характеристик сенсорів одного типономіналу, в межах допустимих відхилень. Реалізовано запропоновану методику групування сенсорів із застосуванням нейронних мереж (багатошарових персептронів), для автоматизації процесу грапування. Наведено архітектуру нейронної мережі, включно з прихованими та вихідними шарами, функцією активації ReLU для нелінійного перетворення сигналів та функц ією Softmax для оцінки ймовірності належності сенсора до конкретної групи. Описано процес навчання мережі, використання алгоритмів зворотного поширення помилки та методів регуляризації для забезпечення стабільності та узагальнюваності моделі на різних партіях сенсорів. У четвертому розділі проведено повний комплекс експериментальних досліджень, спрямованих на визначення статичних, динамічних та інтелектуальних характеристик тензорезистивного сенсора тиску. На основі математичного моделювання процесів деформації мембрани при дії реального й ідеального стрибка тиску отримано аналітичні вирази для оцінювання похибки динамічного тестування та виведено критерій достовірності t₁ < (8·δ_max)/ω. Це дозволило кількісно обґрунтувати вимоги до тривалості фронту тестового впливу та визначити межі застосовності різних типів імпульсних методів. Розроблено та створено експериментальну установку для динамічного калібрування сенсорів тиску, що забезпечує генерацію коротких імпульсів із тривалістю фронту t₁ = 2 мкс. Дата реєстрації 2025-12-17 Додано в НРАТ 2025-12-17 Закрити