АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПО ФИЗИЧЕСКИМ ЭФФЕКТАМ... 8
1.1 Постановка задачи 8
1.2 Понятие физического эффекта 8
1.3 Структура описания характеристик и свойств физического эффекта 12
1.4 Классификация физических эффектов 15
Выводы по разделу 1 19
2 МЕТОДИКА ОПИСАНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ЭФФЕКТОВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ
ДАВЛЕНИЯ 20
2.1 Постановка задачи 20
2.2 Требования к методике описания физических эффектов при измерении
давления 20
2.3 Описание физических эффектов, используемые для измерения давления .... 22
Выводы по разделу 2 41
3 МЕТОДИКА ОПИСАНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ЭФФЕКТОВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИИ
ТЕМПЕРАТУРЫ 42
3.1 Постановка задачи 42
3.2 Требования к методике описания физических эффектов при измерении
температуры 42
3.3 Описание физических эффектов, используемые для измерения температуры43
Выводы по разделу 3 64
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 65
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 67
ПРИЛОЖЕНИЯ 71
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Известные физические эффекты и явления 71
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Пример описания тензорезистивного эффекта 72
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Пример описания емкостного эффекта 74ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Пример описания эффекта Зеебека 76
ПРИЛОЖЕНИЕ Д. Пример описания пьезорезонансного эффекта 78
Мы стоим у истоков революции, которая фундаментально изменит нашу жизнь, наш труд и наше общение. По масштабу, объему и сложности это явление, которое считают четвертой промышленной революцией, не имеет аналогов во всем предыдущем опыте человечества [1, с. 8].
Четвертая промышленная революция может «роботизировать» человечество, и для многих людей это непоправимо изменит то, как выглядит их работа, среда, семейная жизнь и сама идентичность. Но она же сможет привести человечество к новому коллективному и моральному сознанию, основанному на общем чувстве предназначения. И мы обязаны стремиться ко второму варианту.
Современная промышленная революция предполагает самое активное использование датчиков для измерения физических величин, причем предпочтительно основанных на новых физических эффектах.
Физическая величина - одно из свойств физического объекта (физической системы, явления или процесса), общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них [2, с. 20].
Физический эффект - это закономерность проявления результатов взаимодействия объектов материального мира, осуществляемого посредством физических полей [3, с. 8].
Принцип работы датчиков для измерения физических величин, основан на использовании различных физических эффектах (ФЭ), которые обладают определенной спецификой применения. Исследования ФЭ являются одним из основных направлений в приборостроении при разработке, создании и изучении новых датчиков [4, с. 145]
Анализ литературных источников в области приборостроения [4], [5] и [6] показывает, что отсутствуют работы, содержащие последовательное, четкое описания процедуры использования физических эффектов для построениядатчиков физических величин. В связи с этим актуальной является задача выделения основных этапов реализации физических эффектов в современных датчиках. Таким образом, перед нами стоит задача создания методики изучения ФЭ для создания датчиков.
Новизна данной ВКР состоит в разработке новой методики для описания физических эффектов. Оригинальность методики подтверждается публикации в научном журнале Вестник ЮУрГУ 2019 [11].
Практическое использование, предполагает внедрение в учебный процесс по направлению подготовки студентов 12.03.01 «Приборостроение».
Цель данной выпускной квалификационной работы заключается в создание методики описания физических эффектов, позволяющей в упорядоченном виде хранить информацию о физических эффектах в базе данных.
Задачи выпускной квалификационной работы подразумевают в себе следующие этапы:
1. Провести обзор литературных источников по физическим эффектам.
2. Разработать методику описания физических эффектов.
3. Описать физические эффекты, используемые для измерения давления и температуры по предложенной методике.
1. В условиях современного производства возникает задача создания новых средств измерений и связи с этим становится актуальной задача, связанная с исследованиями физических эффектов которые могут быть использованы в современных датчиках. В работе, мы рассмотрели реализацию некоторых эффектов в датчиках давления и датчиках температуры.
Главной целью работы было кратко, ясно и понятно изложить всю суть этих эффектов. Эта ВКР является методикой последовательного изучения физических эффектов и явлений при измерении
давления и температуры.
2. Проведен обзор наиболее авторитетных литературных источников по физическим эффектам. Отмечено, что существует большое их количество, которые описывают физические эффекты, но в них отсутствует четкая, понятная и единая методика описания. Поэтому была поставлена цель разработки новой методики описание физических эффектов, используемых в средствах измерения.
3. Создана методика описания физических эффектов, используемых для измерения давления. Рассмотрены и описаны тензорезистивный и емкостной эффекты по предложенной методике.
Предложенная методика была опубликована в научном журнале Вестник ЮУрГУ Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника» 2019 [11].
Для проверки того, что методика является универсальной для различных физических эффектов, использовали ее для физической величины температуры . Для этого описали пьезорезонансный эффект и эффект Зеебека. В итоге мы убедились, что методика является универсальной.
4. Показано, что изложенная выше методика может быть использована в
учебном процесс по направлению подготовки студентов 12.03.01
«Приборостроение».5. Дальнейшее направление работы может быть связано с увеличением данной методики путем расширения количество информации используемых для описания различных физических эффектов
