Дослідження квантових сенсорів кутових переміщень
Автор: Левицький Максим Віталійович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Комп'ютеризовані системи управління та автоматика
Інститут: Інститут комп'ютерних технологій, автоматики та метрології
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: В наш час актуальною є проблема підвищення точності вимірювання кутових переміщень. Подібні перетворювачі в нас час широко застосовуються при побудові квадрокоптерів та ударних безпілотних літальних апаратах. В магістерській кваліфікаційній роботі досліджуються вимірювальні перетворювачі кутових переміщень які побудовані на основі квантових сенсорів кутових переміщень (КСКП). Розглянуті вимірювальні перетворювачі мають потенційно високу точність за рахунок застосування при їх побудові квантових давачів. Перетворення “струм - частота” в таких перетворювачах здійснюється шляхом перетворення вхідного струму в індукцію магнітного поля первинним перетворювачем (ПП) та наступним перетворенням індукції в частотний сигнал. Перше перетворення здійснюється магнітною системою (кільця Гельмгольця), а наступне квантовим давачем (КД). Квантовий давач, який розглядається в роботі побудований по схемі спінового генератора з робочою речовиною Cs133 в газоподібному стані. Проведений аналіз літературних джерел показав що такого типу ВППС доцільно будувати за одноканальною схемою з застосуванням магнітних екранів (МЕ) для захисту КД від впливу зовнішніх магнітних полів [1]. Температурний вплив довкілля можна компенсувати стабілізацією температури магнітної системи або застосуванням термокомпенсованих кілець Гельмгольця. Ефект термокомпенсації кілець досягається застосуванням при виготовлення їх каркасу матеріалів з різним температурним коефіцієнтом лінійного розширення. Мета дослідження - удосконалення квантових сенсорів кутових переміщень з метою підвищення їх точності. Об’єкт дослідження - вимірювальне перетворення кутових переміщень побудованих на основі квантових сенсорів. Предмет дослідження – вимірювальні перетворювачі постійного струму підвищеної точності на основі квантових давачів. В результаті роботи зроблено наступні висновки: 1. На основі аналізу похибок ВППС встановлено, що одним з основних факторів, який визначає точність перетворення є вплив температури на первинний перетворювач струму в індукцію магнітного поля, який приводить до зміни його геометричних розмірів і як наслідок до зміни коефіцієнту перетворення. 2. З метою зменшення похибки перетворення струму, яка викликана впливом температури на первинний перетворювач доцільно стабілізувати температуру первинного перетворювача та внутрішнього шару магнітних екранів, а для основи перетворювача застосувати матеріали з мінімальним температурним коефіцієнтом лінійного розширення. 3. Компенсувати вплив температури на первинний перетворювач “струм-індукція магнітного поля” який виготовлений в вигляді кілець Гельмгольця можна застосуванням термокомпенсованого первинного перетворювача. Добір матеріалів та розмірів основи кілець Гельмгольця дозволяє компенсувати температурну похибку первинного перетворювача. Ключові слова – вимірювальний перетворювач, спіновий генератор, робоча речовина, магнітні екрани, залишкова намагніченість. Перелік використаних літературних джерел. 1. Бобков Ю.М., Томаш М.Й., Гаранюк І.П. До питання побудови прецизійних перетворювачів та стабілізаторів струму // Автоматичні та інформаційно-обчислювальні пристрої : Вісник Львівського політехнічного інституту,1972.- №68.-С. 33-38. 2. Бобков Ю.Н., Гаранюк И.П. и др. Квантовые измерительные преобразователи /Под общей ред. к.т.н. Ю.Н. Бобкова.–Львов: Издательское объединение "Выща школа", 1978.–181с. 3. Бичківський Р.В.,Зорій В.І., Столярчук П.Г. Основи метрологічного забезпечення: Навчальий посібник.- Львів: Видавництво Державного університету “Львівська політехніка”,1999.-180с. 4. А.С. 2109191 (СССР). Квантовый магнитометр Мs-типа / Бобков Ю.Н.,Гаранюк И.П. и др. –1976. 5. Гаранюк І.П. Система компенсації залишкового поля магнітних екранів у стабілізаторі струму з квантовим магнітометричним перетворювачем. Збірник наукових праць Української Академії друкарства «Комп’ютерні технології друкарства» № 24, 2010 р.