АВТОГЕНЕРАТРОРНІ СЕНСОРИ НА БАЗІ RLC-НЕГАТРОНІВ

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.