Дослідження похибок магнітометричних перетворювачів інформації
Автор: Сенишин Роман Володимирович
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 перетворення постійного струму. Основою таких перетворювачів є квантові магнітометричні перетворювачі. Саме тому оцінка магнітометричних похибок такого типу перетворювачів інформації вимагають їх оцінки. Подібні перетворювачі в нас час широко застосовуються при побудові квадрокоптерів та ударних безпілотних літальних апаратів. В магістерській кваліфікаційній роботі досліджуються вимірювальні перетворювачі які побудовані на основі квантових магнітометричних сенсорів. Розглянуті вимірювальні перетворювачі мають потенційно високу точність за рахунок застосування при їх побудові квантових давачів. 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 (соленоїд Ампера або кільця Гельмгольця), а наступне 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 7 каркасу матеріалів з різним температурним коефіцієнтом лінійного розширення. Зменшити вплив залишкової намагніченості МЕ можна вибравши режим роботи за початковою кривою намагнічування. Розроблена структура та аналітичні вирази для коефіцієнту перетворення такого типу ВППС приведені в роботі. Мета дослідження - удосконалення квантових магнітометричних сенсорів з метою підвищення їх точності. Об’єкт дослідження - вимірювальне перетворення постійного струму які побудовані на основі квантових сенсорів. Предмет дослідження – вимірювальні перетворювачі постійного струму підвищеної точності побудовані 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. 8 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.