БЕСКОНТАКТНЫЙ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ДАТЧИК НА ОСНОВЕ ПЛАНАРНОГО КОНДЕНСАТОРА
DOI
10.33286/2075-8693-2021-50-71-82
Авторы
Пщелко Николай Сергеевич, профессор, д-р техн. наук, доцент, Военная академия связи им. Маршала Советского Союза С. М. Буденного, e-mail: nikolsp@mail.ru.
Соколова Ирина Михайловна, доцент, канд. техн. наук, старший научный сотрудник СПбГЭТУ «ЛЭТИ», e-mail: imsokolova@mail.ru.
Чигирев Дмитрий Алексеевич, канд. техн. наук, научный сотрудник СПбГЭТУ «ЛЭТИ», e-mail: dachigirev@mail.ru.
Ключевые слова
емкостный датчик, электрическое поле, электрическая схема, измерения
Аннотация
Рассмотрены вопросы, связанные с технической реализацией зондирования окружающей среды с помощью емкостных датчиков. Предложена конструкция емкостного датчика планарного типа, изучены физические основы его работы. Проанализирована работа датчика в двух основных режимах: 1) определение расстояния до объекта при известных электрофизических характеристиках объекта; 2) определение электрофизических характеристик объекта при известном расстоянии до него. Освещены данные непосредственных измерений емкости датчика и величины его выходного сигнала в различных условиях.
Литература
1. Pavliuk N., Cherskikh E., Pshchelko N. and Shabanova A. Circuit Schematics of a Capacitive Proximity Sensor // 2019 1st International Conference on Control Systems, Mathematical Modelling, Automation and Energy Efficiency (SUMMA). Lipetsk, Russia, 2019. P. 486–490. DOI: 10.1109/SUMMA48161.2019.8947597.
2. Пщелко Н. С. Электрофизические методы неразрушающего контроля и формирования металлодиэлектрических структур : дис. … д-ра техн. наук / Санкт-Петербургский государственный горный университет. Санкт-Петербург, 2011.
3. Кошевой В. Л., Белорус А. О., Пщелко Н. С. Исследование получения сенсоров на основе пористых полупроводников A3B5 группы с применением электроадгезионных контактов // Альтернативные источники энергии в транспортно-технологическом комплексе: проблемы и перспективы рационального использования. 2016. Т. 3. № 2. С. 35–40.
4. Пщелко Н. С., Мустафаев А. С. Использование полевых транзисторов для контроля характеристик диэлектриков // Записки Горного института. 2010. Т. 187. С. 125–131.
5. Пщелко Н. С., Буевич В. В. Использование электрического поля для получения и неразрушающего контроля емкостных сенсоров и активаторов // Записки Горного института. 2010. Т. 186. С. 253–256. 6. Климова Н. В., Лебедева Г. К., Рудая Л. И., Юрре Т. А., Соколова И. М., Пщелко Н. С. Модификация термостойких фотолаков для новых областей применения // Петербургский журнал электроники. 2002. № 3. С. 33.
7. Nalimova S. S., Spivak Yu. M., Moshnikov V. A., Pshchelko N. S., Kadi Y. S. Morphological Feature Analysis of the Prospective Combined Gas Sensitive Sensor Elements // Smart Nanocomposites. 2014. Vol. 5, no. 1. P. 29–38.
8. Aleksandrova O. A., Mazing D. S., Matyushkin L. B., Moshnikov V. A., Pshchelko N. S. Features of Colloidal Quantum Dots Synthesis in Nonpolar and Aqueous Media // Smart Nanocomposites. 2014. Vol. 5, no. P. 1–10.
9. Moshnikov V. A., Gracheva I. E., Pshchelko N. S., Anchkov M. G., Levine K. L. Investigating Properties of Gas-sensitive Nanocomposites Obtained Via Hierarchical Self-Assembly // Smart Nanocomposites. 2011. Vol. 2, no 2. P. 165–179.
10. Афанасьев В. П., Чигирев Д. А., Пщелко Н. С., Сидорова Н. П. Влияние постоянного электрического поля на процесс осаждения тонких пленок платины методом ионно-плазменного распыления // Известия вузов России. Радиоэлектроника. 2010. № 6. С. 59–65.
11. Пщелко Н. С., Сырков А. Г., Вахренёва Т. Г., Пантюшин И. В., Сырков Д. А. Электрофизические и химико-физические микро- и нанотехнологии усиления адгезии компонентов в системе металл-диэлектрик // Российские нанотехнологии. 2009. Т. 4. № 11/12. С. 42–47.
12. Пщелко Н. С. Поляризация приповерхностных слоев ионных диэлектриков на границе электроадгезионного контакта с проводником // Цветные металлы. 2005. № 9. С. 44–50.
13. Пщелко Н. С. Методика определения параметров капсюлей конденсаторных структур с подвижными обкладками // Записки Горного института. 2010. Т. 187. С. 117–124.
14. Акчурин Т. Р., Пщелко Н. С., Буевич В. В. Программное обеспечение для контроля параметров емкостных структур на основе использования силового действия электростатического поля // Записки Горного института. 2012. Т. 196. С. 289–295.
15. Нагорный В. С., Пщелко Н. С. Экспериментальное исследование способов повышения адгезии проводящих частиц к диэлектрическим подложкам // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Информатика. Телекоммуникации. Управление. 2009. № 3 (80). С. 185–190.
16. Нагорный В. С., Пщелко Н. С. Теоретические основы повышения адгезии проводящих слоев к диэлектрическим подложкам // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Информатика. Телекоммуникации. Управление. 2009. № 4 (82). С. 217–221.
17. Pshchelko N. S. Interlayer Polarization of Ionic Dielectrics at Anodic Bonding Process with a Conductor Surface // Non-Ferrous Metals. 2006. No. 4. P. 27.
18. Pshchelko N. S., Sevryugina M. P. Modeling of Physical and Chemical Processes of Anodic Bonding Technology // Advanced Materials Research. 2014. Vol. 1040. P. 513–518.
19. Воробьев К. В., Мешалкина М. Н., Пщелко Н. С., Рублевская О. Н., Спичкин Г. Л. Поглощение органических и неорганических газовых загрязнителей высшими растениями в условиях антропогенных нагрузок // Биотехносфера. 2014. № 5 (35). С. 23–29.
20. Левин К. Л., Пщелко Н. С. Электрохимические свойства композита полипиррола и полиимида // Высокомолекулярные соединения. Серия А. 2011. Т. 53. № 6. С. 906–917.
21. Спичкин Г. Л., Чистов Е. К., Пщелко Н. С., Сырков А. Г. Модификация поверхности материалов обработкой в плазме низкотемпературного объемного разряда // Цветные металлы. 2009. № 12. С. 61–66.
22. Пщелко Н. С., Шаппо С. Э. Использование модифицированных поверхностей для улучшения адгезии к металлической части зубных протезов // Биотехносфера. 2014. № 4 (34). С. 19–25.
23. Способ повышения эффективности сгорания углеводородного топлива : патент на изобретение RU 2562505 C2 / Нагорный В. С., Колодяжный Д. Ю., Марчуков Е. Ю., Федоров С. А., Пщелко Н. С. Заявл. 17.12.2013 ; Опубл. 10.09.2015.
24. Schlegl T. et al. Combined capacitive and ultrasonic distance measurement for automotive applications // IEEE sensors journal. 2011. Vol. 11, no. 11. P. 2636–2642.
Для цитирования
Пщелко Н. С., Соколова И. М., Чигирев Д. А. Бесконтактный многофункциональный датчик на основе планарного конденсатора // Техника радиосвязи. 2021. Выпуск 3 (50). С. 71–82. DOI: 10.33286/2075-8693-2021-50-71-82.