На підставі аналізу термомеханічних процесів у мембрані тензометричного перетворювача динамічного тиску під час термоудару виявлено найбільш вагомий фактор, що впливає на значення додаткової похибки перетворювача.

Запропоновано спосіб вимірювання динамічного тиску, який дозволяє здійснювати вимірювання у реальному масштабі часу.

Запропоновано спосіб вимірювання динамічного тиску, який дозволяє здійснювати вимірювання у реальному масштабі часу.

Запропоновано тензометричний перетворювач тиску для високотемпературних середовищ.

Показано, що термодеформація корпуса вимірювача тиску є істотною причиною певної складової температурної похибки і запропоновано спосіб швидкодіючого коригування вихідного сигналу вимірювача, виходячи з цієї похибки.

Зазначено, що на сьогодні тензорезистивні датчики тиску все частіше використовуються у середовищах зі швидкозмінною температурою, тому проблема підвищення точності вимірювань за цих умов є актуальною. Для вирішення цієї проблеми запропоновано метод вимірювання, який передбачає швидкодійне автоматичне коригування температурної похибки. При цьому покладається, що вимірюваний тиск і температура мають нестаціонарний характер. Суть методу полягає у тому, що вимірюваний тиск одночасно діє на дві мембрани. Ці мембрани є абсолютно ідентичні за статичними та динамічними характеристиками і фізико-механічними характеристиками своїх матеріалів, за винятком коефіцієнту лінійного теплового розширення, тому під час вимірювання тиску середовища з нестаціонарною температурою мембрани зазнаватимуть різних прогинів. За різницею таких прогинів встановлюють значення вимірюваного тиску, яке "очищене" від температурної похибки. Завдяки простоті математичного опрацювання вихідних сигналів метод дозволяє швидкодійне і точне коригування температурної похибки, а тому є придатним для вимірювання суттєво нестаціонарних процесів у системах автоматичного керування.

На підставі аналізу динаміки пружних елементів тензорезистивних вимірювачів тиску запропоновано методику розрахунку та оптимізації параметрів цих елементів з погляду мінімуму динамічної похибки під час вимірювання нестаціонарних процесів.

Побудовано динамічну модель так званих вторинних пружних елементів тензометричних вимірювачів змінного тиску у формі інтегральних рівнянь Вольтерра, що дозволяє найбільш ефективно аналізувати динаміку цих елементів за довільної форми вхідного сигналу.

Для багатьох високотехнологічних систем існує потреба вимірювання швидкозмінного нестаціонарного тиску (контроль тиску у камерах згорання двигунів, відпрацювання виробів аерокосмічного комплексу, наукові дослідження тощо). Однак, новою вимогою на сьогодні є те, що такі вимірювання необхідно реалізовувати в реальному часі. Вимірювання динамічного тиску відноситься до класу некоректно поставлених задач, а більшість методів вимірювання побудована на принципі регуляризації Тихонова. Проте, такі методи мають низьку швидкодію і точність тому для багатьох сучасних систем автоматичного керування вже непридатні. Зважаючи на це, розроблення методів точного вимірювання нестаціонарного тиску в реальному часі є актуальною проблемою. Запропоновано метод вимірювання нестаціонарного тиску в реальному часі з використанням вейвлет перетворення вихідного сигналу сенсора. В цьому разі як базисну функцію вейвлет образу вихідного сигналу запропоновано використовувати модифіковану імпульсну перехідну функцію сенсора. Використання апарату вейвлет перетворень надає змогу піддати диференціюванню вихідний сигнал сенсора і відновити вхідний сигнал. В цьому разі швидкодія методу дозволяє здійснювати вимірювання практично в реальному часі.

Наведено результати аналізу динаміки давача тиску для двох схем силового навантаження його мембрани.

Запропоновано перетворювач динамічного тиску, який здійснює вимірювання в реальному масштабі часу.

Запропоновано методику, опис принципів, устаткування та результати дослідження перехідної характеристики тензорезистивного давача тиску під час термоударів.

Вирішено актуальну науково-технічну проблему - вимірювання нестаціонарного тиску в реальному масштабі часу за дії змінної температури. На основі проведеного дослідження розвинено теоретичні засади та принципи побудови тензорезистивних сенсорів нестаціонарних середовищ, а саме - розроблено нові методи вимірювання нестаціонарного тиску в реальному часі (метод сумісного вимірювання та метод диференціювання вихідного сигналу з використанням теорії вейвлет-перетворення). Розроблено швидкодійні та високоточні методи вимірювання тиску за нестаціонарного термовпливу - метод контролювання термодеформації, метод термопружної перехідної характеристики та метод парних мембран. Для реалізації методів створено принципові конструкції сенсорів і розроблено теоретичні засади їх побудови. Розроблено методи та сенсори, які дозволяють здійснювати вимірювання в реальному часі з похибкою в межах статичної. На підставі проведеного дослідження дістали розвиток теоретичні основи оптимізування пружних елементів, що стало підставою уніфікації конструкційних елементів сенсорів і дозволило підвищити їх точність та розширити діапазон їх застосування для нестаціонарних середовищ. Проведені експериментальні дослідження підтвердили правильність теоретичних розробок, працездатність розроблених методів вимірювань та відповідних сенсорів.

Зазначено, що на сьогодні ціла низка високотехнологічних галузей (аерокосмічна техніка, енергетичне машинобудування, наукові дослідження тощо) потребують високоточного вимірювання тиску нестаціонарних процесів. При цьому вимірювання повинне відбуватись у реальному часі. Для забезпечення цих вимог необхідні спеціальні методи вимірювання динамічних величин та відповідні сенсори. Саме особливості вимірювання нестаціонарних величин у реальному часі сприяли створенню нового типу сенсорів, а це, своєю чергою, потребувало нового підходу та методики експериментальних досліджень характеристик цих сенсорів. Розглянуто експериментальні дослідження характеристик тензорезистивних сенсорів тиску нестаціонарних процесів. Першим етапом таких досліджень є встановлення статичної характеристики сенсора та встановлення його класу точності. Після встановлення статичної характеристики сенсора та його класу точності досліджуються динамічні характеристики. Дослідження динамічної характеристики та ефективності процедури відновлення вхідного сигналу здійснено через вимірювання імпульсу тиску, імітованого імпульсом сили внаслідок падіння кульки на мембрану сенсора. Водночас, розкрито теоретичні аспекти обгрунтування вибору тестового динамічного сигналу. Запропоновано методику згаданих процедур та показано результати досліджень екземпляра сенсора, призначеного для вимірювання тиску нестаціонарних процесів у реальному часі.

Проведено експериментальне дослідження температурного поля у мембрані тензорезистивного сенсора тиску за термоудару. Необхідність таких досліджень виявилась у зв'язку з розробленням спеціальних способів вимірювання тиску в середовищах з нестаціонарними термовпливами. Надано головні теоретичні аспекти для проведення досліджень, зокрема аналітичне рівняння, що описує нестаціонарне температурне поле у мембрані. Описано обладнання та хід експериментальних досліджень характеру цього поля за термоудару та показано результати досліджень екземпляра сенсора, призначеного для вимірювання тиску за нестаціонарного термовпливу.

Розглянуто фундаментальну проблему - вимірювання динамічної величини (тиску) в реальному часі за умови нестаціонарної температури середовища. Досліджено динаміку пружних елементів тензорезистивних сенсорів тиску за довільної нестаціонарності силового навантаження та побудовано динамічні моделі сенсорів у формі інтегралів Вольтерра. Одержано розв’язок оберненої задачі вимірювання і розроблено методи вимірювання нестаціонарного тиску, які працездатні в реальному часі. Для реалізації розроблених методів запропоновано нові типи засобів вимірювання - так звані суміщені сенсори. Подано теоретичні засади функціонування таких сенсорів. На підставі досліджень термомеханічних процесів у елементах тензорезистивних сенсорів розроблено оригінальні методи вимірювання тиску в умовах нестаціонарних термовпливів та конструкції відповідних сенсорів. Розвинено теоретичні засади оптимізації параметрів пружних елементів сенсорів.