Розглянуто основні типи оптичних негасенсорів - сенсорів, робота яких базується на застосуванні негативних опору, індуктивності та ємності, R, L, C-негатронів. Застосування негативних індуктивності й ємності не пов'язано зі зменшенням стабільності, як під час застосування негативного опору, та дозволяє збільшувати чутливість оптичного датчика теоретично до нескінченності. Наведено приклад багатоелементного оптичного негасенсора для бортового, підвідного чи медичного відтворення зображення.

Представлено результати розробки серії волоконно-оптичних датчиків для вимірювання таких експлуатаційних параметрів теплозахисту, як лінійне винесення маси, ефективний коефіцієнт поглинання, падаючий променевий тепловий потік. Досліджено характеристики датчиків і обгрунтовано вибір алгоритмів вимірювання за умов конвективного і радіаційного нагрівання. Доведено працездатність датчиків за умов, що моделюють натурні умови роботи теплозахисного покриття.

Рассмотрена задача повышения точности стандартных растровых оптоэлектронных преобразователей в процессе формирования точечных изображений. Актуальность постановки такой проблемы связана с повышением достоверности результатов распознавания и идентификации визуальной информации различной физической природы.

Розглянуто електричні характеристики, фізичні принципи проектування, конструкцію датчика кутових та лінійних переміщень растрових об'єктів з відкритим каналом. Запропоновано схемотехнічне рішення підсилення оптичного сигналу з одночасним покращанням частотних характеристик датчика в цілому.

Construction principles, advantages, design-technological solutions and basic characteristics of optoelectronic two-channel digital rotary angle encoder developed in the V. Lashkaryov Institute of Semiconductor Physics NAS of Ukraine in the frame of the scientific and technical innovation project of NAS of Ukraine "Development and organization of production of optoelectronic rotary angle encoders for aviation and general industrial purpose" are considered. In the framework of the project implementation the production of optoelectronic two-channel digital rotary angle encoders in SDTO with PP of ISP of NASU was organized.

Індекс рубрикатора НБУВ: З965-044.36 + З843.3

Рубрики:

Автоматика

Напівпровідникові матеріали та вироби

Шифр НБУВ: Ж24835 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Висвітлено проблему підвищення швидкодії та вірогідності контролю параметрів водно-дисперсних середовищ (ВДС) за допомогою оптичних автоматизованих засобів за умов глибинного режиму (ГР) і розробки на їх підставі нового методу контролю дисперсності. З використанням методу ГР викладено контрольно-вимірювальні засоби для дослідження дисперсності ВДС. Удосконалено існуючі методики спектрофотометричних вимірювань і контролю тіл яскравості та індикатрис розсіювання модельних і природних ВДС. Наведено математичні моделі перетворення випромінювання оптичними первинними перетворювачами й об'єктами контролю. Досліджено можливі реалізації автоматизованих засобів контролю та створено відповідне програмне забезпечення їх функціонування й обробки одержаної інформації. Здійснено експериментальні дослідження тіл яскравості ВДС різноманітної природи та походження за умов ГР, на підставі яких розроблено метод контролю дисперсності ВДС.

Розглянуто елементи теорії вимірювального контролю таких параметрів обертального руху, як кутове положення, кутова швидкість і биття. Запропоновано нові математичні моделі вимірювального перетворення параметрів обертального руху в значення струму на виході позиційно-чутливого елемента й описано ці фізичні процеси системою диференціальних рівнянь, яка враховує динамічні властивості засобу контролю. Запропоновано засоби контролю, які дозволяють розширити діапазон вимірювань інформативних параметрів і підвищити вірогідність контролю.

Рассмотрены элементы теории измерительного контроля таких параметров вращательного движения, как угловое положение, угловая скорость и ударение. Предложены новые математические модели измерительного преобразования параметров вращательного движения в значения тока на выходе позиционно-чувствительного элемента и описаны эти физические процессы системой дифференциальных уравнений, которая учитывает динамические свойства средства контроля. Предложены средства контроля, позволяющие расширить диапазон измерений информативных параметров и повысить достоверность контроля.

Обгрунтовано конструкцію інфрачервоного оптоелектронного датчика з імпульсним вихідним сигналом, практично підтверджено його працездатність.

Обоснована конструкция инфракрасного оптоэлектронного датчика с импульсным выходным сигналом, практически подтверждена его работоспособность.

The constructionаof the infrared optoelectronic sensor with impulse output signal has been justified. The efficiency of the infrared optoelectronic sensor has been confirmed.

На базі наближеної теорії поширення оптичних хвиль в одномодовому оптичному волокні визначено постійні поширення та коефіцієнти зв'язку між модами за наявності у волокні гратки Брегга. За допомогою методу зв'язаних хвиль проведено розрахунки коефіцієнта відбивання від граток Брегга на оптичному волокні та досліджено вплив температури на коефіцієнт відбивання від гратки на серцевині волокна. Показано, що для типових кварцових волокон температурна складова відгуку гратки є значно більшою за відгук, спричинений механічним розтягом волокна з граткою, що вимагає під час конструювання волоконно-оптичних давачів механічних навантажень використання в них незалежного вимірювача температури.

У цьому сенсорі використано триангуляційний метод вимірювання переміщень. Розроблено метод калібровки сенсора шляхом вимірювання відстаней з використанням інтерферометрії. Дослідження лінійності та роздільної здатності сенсора виконані для різних наборів параметрів приймально-передавальної головки сенсора. Точність вимірювання переміщень залежить від параметрів пучка, освітлюючого змішувану поверхню, параметрів позиційно-чутливого детектора та від відношення сигнал-шум для аналогового сигналу вимірювального пристрою. Наведено також результати дослідження похибок, обумовлених зміщенням направляючих верстата.

Увагу приділено підвищенню метрологічних, технологічних і функціональних характеристик оптоелектронних сенсорів кута. Проаналізовано основні фактори, що впливають на точність визначення кутового положення, запропоновано математичну модель, що відтворює механічну й оптичну частину сенсора кута та дозволяє оцінити вплив дестабілізуючих факторів на похибку вимірювання. Схему сенсора кута удосконалено шляхом використання двох фотолінійок, що дозволило зменшити вплив ексцентриситету та випадкових зміщень диска, а також виявляти метрологічні відмови сенсора. Запропоновано методику аналізу ефективності методів локалізації перепадів інтенсивності для одновимірних тіньових зображень в задачах вимірювання кутових координат. Обгрунтовано доцільність використання попередньої гаусової фільтрації зображення для зменшення змінної складової похибки локалізації методом лінійної інтерполяції. Проаналізовано методи кодування послідовностей на кодовій доріжці та надано рекомендації щодо їх застосування. Визначено мінімальні та максимальні радіуси диска на основі М-послідовностей, запропоновано методику проектування коду для диска заданого радіуса. На основі одержаних результатів реалізовано оптоелектронний сенсор кута з покращеними метрологічними характеристиками та підвищеною надійністю.

Запропоновано та розглянуто метод контролю малих деформацій полімерного оптичного волокна (ОВ) вимірюванням коефіцієнта кореляції спекл-картин. Досліджено схему та принцип роботи волоконно-оптичного давача деформації на основі багатомодового полімерного ОВ. Проаналізовано залежності коефіцієнта кореляції спекл-картин від параметрів ОВ і довжини хвилі випромінювання. Запропонований метод можна ефективно використати для контролю механічних напружень будівель та інженерних споруд.

Розглянуто напівциліндричний рефлектометричний оптичний сенсор для експрес-оцінки дисперсного складу порошків за індикатрисою зворотного розсіювання. Коректно (у фізичному та математичному сенсі) сформульовано обернену задачу визначення інтегральної індикатриси зворотного розсіювання порошку на робочій (циліндричній) поверхні за розподілом інтенсивності на реєструвальній (плоскій) поверхні.

Применен разностный подход и получена модель разностной аппроксимации уравнений Максвелла для непроводящей анизотропной среды, с учетом ее неоднородности в параметрах тензора диэлектрических проницаемостей. Приведен алгоритм вычислений распределения светового излучения в среде согласно представленной методике.

Розглянуто спосіб вимірювання показника заломлення речовин придатного для визначення критичної довжини хвилі. Наведено конструкцію датчика на базі планарного хвилеводу з використанням порушення умов проходження нульової моди.

В статті розглянуто методику розрахунку та принципи побудови пристрою для перетворення тривалості оптичних імпульсів у метрологічно зважену послідовність імпульсів. Виведено основні співвідношення для визначення діапазону перетворення в залежності від характеристик матеріалу оптичних затримок.

Розроблено програму для розрахунків кривих відбивання оптичних сенсорів з наноструктурованими покриттями. Проведено розрахунки та оптимізацію багатошарових біосенсорів.

Розглянуто можливість створення надчутливого оптичного сенсора на ID фотонно-кристалічній структурі. Наведено розрахунок залежності оптичних характеристик від механічних навантажень і температури. Запропонований оптичний сенсор стане основою інформаційних систем на оптичних і фотонно-кристалічних волокнах.

Оптические датчики приобрели широкое применение в системах промышленной автоматики для решения задач, связанных с обнаружением объектов. Достоинствами оптических датчиков является низкая стоимость и простота реализации. Недостатками оптических датчиков является сильная зависимость от уровня внешнего освещения и температурная нестабильность. Предложен принцип реализации оптического датчика с использованием модулированного инфракрасного излучения. Это усложняет техническую реализацию оптического датчика, но позволяет устранить зависимость порога срабатывания от уровня внешнего освещения и уменьшить зависимость от температуры внешней среды и расширить сферу применения оптических датчиков.