Введение
Глава 1 Современные электронные приборы измерения давления (Обзор) 12
1.1 Состав и построение измерительного преобразователя давления. Вопросы терминологии 12
1.2 Типы сенсоров давления 15
1.2.1 Манометрические сенсоры 15
1.2.2 Мембранные сенсоры с металлическими тензорезисторами 17
1.2.3 Полупроводниковые сенсоры 20
1.2.4 Емкостные сенсоры 25
1.2.5 Другие типы сенсоров 30
1.3 Погрешности измерения и пути их уменьшения 34
1.3.1 Методы оценки погрешностей измерения измерительных преобразователей давления 34
1.3.2 Пути уменьшения погрешностей измерения 37
1.4 Квалиметрический анализ датчиков давления 43
1.4.1 Методика оценки качества датчиков давления 43
1.4.2 Составление первоначального списка показателей 47
1.4.3 Определение системы (номенклатуры) единичных показателей 47
1.4.4 Ранжирование и определение коэффициентов весомостей единичных показателей качества 49
1.4.5 Определение значений базовых единичных показателей качества 51
1.4.6 Определение значений единичных показателей качества оцениваемых образцов 52
1.4.7 Результаты оценки качества датчиков давления 52
1.5 Выводы по первой главе. Выбор объекта исследований и методов разработки 54
Глава 2 Исследования сенсоров давления 57
2.1 Исследования КНС-сенсоров давления 57
2.1.1 Определение долговременной стабильности КНС-сенсоров давления 57
2.1.1.1 Краткое описание испытательного оборудования 60
2.1.1.2 Программа испытаний 60
3.1.1.4 Результаты исследований 67
2.1.2 Определение температурной погрешности КНС-преобразователей давления 69
2.2 Создание и исследования емкостных кремниевых сенсоров давления 75
2.2.1 Конструкция оригинального емкостного сенсора давления 75
2.2.2 Результаты испытаний емкостных сенсоров давления 80
2.3 Разработка и исследование кремниевых сенсоров давления мультипликативного типа 86
2.3.1 Мультипликативный принцип измерения давления 86
2.3.2. Конструкция оригинального сенсора давления мультипликативного типа 89
2.3.3 Оценка технических параметров мультипликативного сенсора 93
2.3.4 Результаты испытаний мультипликативного сенсора на воздействие быстропеременного давления 97
2.4 Выводы по второй главе 98
Глава 3 Исследования математической модели, описывающей передаточную функцию тензорезисторного сенсора давления 100
3.1 Потенциальная точность алгоритмического метода коррекции погрешностей сенсора давления 101
3.2 Определение адекватной математической модели 106
3.2.1 Методика проведения исследований 107
3.2.2 Проведение градуировочпых экспериментов для получения исходных данных 108
3.2.3 Постановка задачи аппроксимации и определение критерия оценки математических моделей 112
3.2.4 Результаты «спора математических моделей» 117
3.2.5 Проверка адекватности математической модели 121
3.3 Разработка методики градуировки цифровых ИПД 126
Выводы по третьей главе 128
Глава 4 Исследования и разработка новых электронных ИПД 129
4.1 Исследования и разработка аналогового датчика давления ДМ5007 129
4.1.1 Оборудование и использованные методы при исследовании датчика давления ДМ5007 129
4.1.2 Достоинства и недостатки существующих технических решений 130
4.1.3 Расчет и моделирование схемы электрической принципиальной датчика давления ДМ5007 133
4.1.4. Методика настройки датчика давления 144
4.1.5 Результаты применения схемотехнического метода и методики настройки при изготовлении опытной партии датчиков давления 145
4.1.6 Определение границ погрешностей результата измерения давления 150
4.2 Исследования и разработка цифрового датчика давления ДМ5007МП 156
4.2.1 Структурная схема датчика давления 156
4.2.2 Результаты исследований метрологических характеристик датчиков давления 158
4.3 Исследования и разработка цифрового манометра ДМ5002 166
4.3.1 Структурная схема цифрового манометра. Описание режимов работы. 166
4.3.2 Алгоритмическое и программное обеспечение цифрового манометра 169
4.3.3 Результаты исследований метрологических характеристик цифровых манометров 171
4.4 Разработка цифрового манометра ДМ5001 173
4.4.1 Структурная схема цифрового манометра ДМ5001 173
4.4.2 Описание режимов работы цифрового манометра ДМ5001 175
4.5 Разработка автоматизированного рабочего места для работы с датчиками давления и цифровыми манометрами 178
4.6 Квалиметрический анализ разработанных ИПД 183
4.6.1 Цель и методы квалиметрического анализа разработанных ИПД 183
4.6.2 Таблицы абсолютных единичных показателей качества разработанных ИПД 184
4.6.3 Таблицы относительных показателей качества разработанных ИПД 184
4.6.4 Определение комплексных показателей качества разработанных ИПД 185
4.6.5 Выводы по квалиметрическому анализу разработанных ИПД 186
4.7 Выводы по четвертой главе 186
Заключение 189
