1 Elektronika z technikami pomiarowymiWydział Elektryczny Instytut Metrologii i Automatyki Elektrotechnicznej Prof. Jan Zakrzewski Akademicka 10 p.23
2 ELEKTRONIKA bez wielkich problemów AUTOMATYKALITERATURA Otto Liman, Horst Pelka ELEKTRONIKA bez wielkich problemów AUTOMATYKA WZMACNIACZE OPERACYJNE TECHNIKA CYFROWA Zakrzewski J.: Podstawy Miernictwa dla Kierunku Mechanicznego. Wyd. Pol. Śląskiej, Gliwice, 2004 Kaźmiekowski M., Wójciak A.: UKŁADY STEROWANIA I POMIARÓW W ELEKTRONIKCE PRZEMYSŁOWEJ Horowitz P. ,Hill W. : Sztuka elektroniki. T. 1 i 2
3 ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKACJA ELEKTRONIKA PRZEMYSŁOWA ENERGOELEKTRONIKAPOMIARY, AUTOMATYKA, ROBOTYKA
4 TRANZYSTOR p-n-p IC IB =20 µA IB =15 µA IB =10 µA IB =5 µA UCE 5mA 10mA BAZA KOLEKTOR EMITER + -
5 Przetworniki analogowo-cyfroweUKŁADY CYFROWE UKŁADY ANALGOWE Generatory Bramki logiczne Wzmacniacze Liczniki Filtry Procesory Przetworniki analogowo-cyfrowe Cyfrowe przetwarzanie informacji jest dogodniejsze, gdyż jest mniej podatne na zakłócenia, prostsze, tańsze i szybsze.
6 Procedura pomiarowa X M M* N Z V Rozdzielczość Mezurand M SelektywnośćMETODA POMIARU NARZĘDZIE POMIAROWE ODTWARZANIE MEZURANDU X M M* N Z V Rozdzielczość Mezurand M Selektywność Zakres pomiarowy Mmin Mmax Xmin Xmax Czułość S = N/X Stała (przyrządu) Powtarzalność
7
8 Elementy odkształcalne rurkoweJednorodna Z wewnętrznym trzpieniem Asymetryczna Bourdona
9 Elementy odkształcalne mieszkowe
10 Indukcyjnościoweczujniki ciśnień
11 Tensometryczny czujnik ciśnienia - z mechanicznym elementem przeniesienia siły
12 Tensometryczny czujnik ciśnień rurowyp
13 WYTWORZENIE MEMBRANY KRZEMOWEJ I etap UTLENIANIE SiO 2 Si
14 Si SiO WYTWORZENIE MEMBRANY KRZEMOWEJ II etap DOMIESZKOWANIE BOREM BOR2
15 Si SiO Fotoresist Maska WYTWORZENIE MEMBRANY KRZEMOWEJIII etap FOTOLITOGRAFIA SiO 2 Maska Fotoresist Si
16 WYTWORZENIE MEMBRANY KRZEMOWEJ IV etap TRAWIENIE KRZEMU Si
17 SiO Si WYTWORZENIE MEMBRANY KRZEMOWEJV etap TRAWIENIE SiO I UTLENIANIE 2 SiO 2 Si
18 WYTWORZENIE STRUKTURYCZUJNIKA FOSFOR warstwa p + Si SiO 2
19 WYTWORZENIE STRUKTURYCZUJNIKA SiO 2 warstwa p + PIEZOREZYSTOR Si
20 Czujniki piezorezystywne ciśnienia oparte są na pomiarze naprężeń proporcjonalnych do różnicy ciśnień występujących po obu stronach membrany. Naprężenia mierzone są przy pomocy piezorezystorów (rezystorów dyfuzyjnych wykonanych w membranie). Efekt piezorezystywny jest silnie anizotropowy i mocno zależy od orientacji krystalograficznej.
21 ANIZOTROPIA CZUŁOŚCI PIEZOREZYSTORÓWx z y (100) x z y (110) x z y (111) c) <111> <001> <010> <011> <110> Płaszczyzna <100>
22 UKŁAD MOSTKOWY REZYSTORÓWSTRUKTURA CZUJNIKA UKŁAD MOSTKOWY REZYSTORÓW PIEZOREZYSTORY 1 mm
23 UKŁAD MOSTKOWY REZYSTORÓW1 R 3 U Z R 4 R 2
24 CIŚNIENIE NIŻSZE Si CIŚNIENIE WYŻSZE Si PODŁOŻE SZKLANE
25 STRUKTURA TRANZYSTORAZINTEGROWANY CZUJNIK CIŚNIENIA STRUKTURA TRANZYSTORA BIPOLARNEGO STRUKTURA CZUJNIKA K E B Si PODŁOŻE SZKLANE
26 POJEMNOŚCIOWY CZUJNIKCIŚNIENIA MEMBRANA Si PODŁOŻE SZKLANE ELEKTRODY
27 CZUJNIK POJEMNOŚCIOWY A A MEMBRANA ELEKTRODY Si PODŁOŻE SZKLANE
28
29 Piezorezystancyjnye czujniki ciśnień f-my Kleberabsolutny względny
30 Piezorezystancyjnye czujniki ciśnień f-my KleberRóżnicowy, medium doprowadzone dwustronnie Względny, medium doprowadzone jednostronnie
31 Przetwornik ciśnienia 3051Przyciski do nastawienia zera i zakresu Bardzo prosta obsługa Płytka z elektroniką Ma obudowaną konstrukcję typu plug-in i ulepszone zamocowanie Obudowa elektroniki Kompatybilna ze standardem Fieldbus, pozostawia dużo miejsca na przewody Nowe możliwości softwerowe Wyświetlacze typu LCD, sygnały ostrzegawecze kompatybilne ze standardem NAMUR i możliwość nastawienia granic przekroczenia zakresu. Listwa zaciskowa Zawiera trzy zaciski w zwartej konstrukcji typu plug-in Moduł z czujnikiem Spawana metalowa obudowa Przyłącze procesowe Przetwornik ciśnienia 3051
32 Półprzewodnikowe czujniki przyśpieszenia
33 Mechaniczny czujnik przyśpieszenia typu ball in tube
34
35
36 Elektryczny czujnik przyśpieszenia typu ADXL produkcji Analog Devices w technologii MEMSZawieszenie zginane Zawieszenie rozciągane Miejsca zamocowania
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48 Budowa wewnętrzna sterownika systemu SRS1 – czujnik przyspieszeń 2 – włącznik bezpieczeństwa 3 – układ podtrzymania napięcia zasilającego (awaryjnego) 4 – układ ASIC 5 - mikrokontroler
49 Koncepcja nowoczesnego systemu poduszek powietrznych firmy Bosch
50 Detekcja dachowania- Bosch
51 Charakterystyki napełniania poduszki o ładunku dwustopniowym - a, i dwóch ładunkach – b
52 Pojemnościowy czujnik przyspieszenia wykonany technologią wytrawiania objętościowego i łączenia poszczególnych warstw (bondowania) Masa sejsmiczna
53 Cztery elementy łączone (bondowane) w celu otrzymania struktury czujnika
54 Układ ASIC tranzystorów. Układ z siłowym sprzężeniem zwrotnym Przetwornik 24 bitowy Filtr piątego rzędu
55