Автоматизация исследований и контроля параметров пьезокерамических резонансных датчиков в технологическом процессе их опытного производства

• Автор: Артюхина, Лидия Викторовна
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 197 с.

Содержание
Введение

Глава . МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИХ РЕЗОНАС 1ЫХ ДАТЧИКОВ

1.1 Технологический процесс производства пьезокерамических резонансных датчиков ПКРД и задачи исследований.

1.2 Обзор методов расчета пьезоиреобразователей.

1.3 Модель пьезокерамического резонансного датчика как диссипативной колебательной системы с распределенными параметрами

1.4 Задачи автоматизации контроля параметров ПКРД

Выводы.

Глава 2. АВТОМАТИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССА КОНТАКТ ЮГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ IЮВЕРХНОСТЕЙ

2.1 Способы определения микрогеометрии поверхностен

2.2 Автоматизированная система для исследования микрорельефов поверхностей.
2.2.1 Аппаратное обеспечение системы.
2.2.2 Метрологическая аттестация.
2.2.3 Программноматематическое обеспечение автоматизированной системы
2.2.3.1 Первичная обработка результатов измерений
2.2.3.2 Исследование закона распределения высот микронеровностей.
2.2.3.3 Применение геометрии фракталов для оценки изрезанности поверхности.
2.3 Моделирование процесса контактного взаимодействия
2.3.1 Геометрическая модель микрорельефа поверхности
2.3.2 Механические характеристики контактной зоны.
2.3.3 Математическое моделирование влияния параметров микрорельефа поверхностей на характеристики контактной зоны
Выводы.
Глава 3. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ
КОНТРОЛЯ II ЬБЗОКЕРАМИЧЕСКИХ РЕАНСНЫХ ДАТЧИКОВ
3.1 Основные характеристики пьезопреобразователей. ПО
3.2 Автоматизированная система для контроля электрофизических параметров пьезоэлементов
3.2.1 Разработка структуры автоматизированной системы
3.2.2 Реализация виртуального прецизионного генератора
на основе платы цифрового синтеза сигналов.
3.2.3 Создание запоминающего осциллографа для
мониторинга временных и амплитудных параметров
3.2.4 Алгоритмическое и программное обеспечение автоматизированной системы
3.3 Автоматизированная система для исследования распределения ультразвуковых колебаний
3.3.1 Аппаратнопрограммное обеспечение системы.
3.3.2 Методика исследования распределения упругих
колебаний.
Выводы.
Глава 4. IIИ ГОРИЯГ ПАРАМЕТРОВ ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИХ РЕ 1IЫХ ДАТЧИКОВ В ПРОЦЕССЕ ИХ ПРОИЗВОДСТВА
4.1 Электрофизические параметры напряженного
пьезокерамического элемента
4. 2 Распределение колебаний в измерительном узле
4.3 Метрологические характеристики пьезокерамического резонансного датчика
Выводы.
Заключение.
Литература


Москва, ; международной научно-практической конференции “Фундаментальные проблемы пьезоэлектрического приборостроения", Москва. Korea-Russia International Symposium on Science and Technology y’KORUS . University ofUlsan. Ulsan, Korea, ; VII международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых "Современные техника и технологии", Томск, . С тру кту ра днссертаци и. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения и приложений. Le содержание изложено на 4 страницах и иллюстрировано рисунками и фотографиями, таблицами. Перечень используемой литературы составляет 0 наименований. В приложении приведены результаты метрологической аттестации измерительных устройств, акты внедрения. Коробейников М. Ю к т. У дут Д. Л., студенты кафедры ЭПА Чернявский А. Ю. и Доронин А В. Результаты всех совместных работ опубликованы, на что имеются соответствующие ссылки по тексту диссертации. Для создания надежного датчика, обладающего высокой точностью и стабильными метрологическими характеристиками требуется совершенствование технологического процесса его производства. С огой целью необходимо: разработать математические модели происходящих в датчике процессов для создания методик расчета; исследовать влияние внутренних и входных параметров на выходные характеристики датчика для уточнения алгоритмов проектирования; определить точки контроля параметров ГЖРД, влияющих на его метрологические характеристики; выбрать методы измерения; разработать измерительные системы, алгоритмы управления экспериментами и обработки результатов измерений. Технологическая схема опытного производства пьезокерамических резонансных датчиков состоит из следующих этапов (рис. ПКРД и определение соответствия сю метрологических характеристик требуемым по техническому заданию. Основной задачей технологии производства пьезоэлектрических материалов является получение пьезокерамических изделий, обладающих оптимальными пьезоэлектрическими и физическими характеристиками. Технологический процесс (рис. Рис. Рис. Процесс синтеза сводится к получению однородного мелкодисперсного продукта с высоким содержанием требуемого вещества. Полученные после синтеза брикеты дробят, а затем подвергают тонкому измельчению и гранулированию. Следующим этапом технологической цепочки изготовления пьезокерамических изделий является о(|кормление полуфабриката, т. Наиболее распространенным способом формования заготовок является прессование, сущность которого состоит в следующем: синтезированный порошкообразный пье-зокерамнческий материал определенного гранулометрического состава смешивается с технологической связкой - операция приготовления пресс-порошка. Пресс-порошок засыпается в соответствующую пресс-форму и обычно с помощью гидравлического пресса при определенном давлении осуществляется процесс прессования, после чего полуфабрикат извлекается их формы. Свойства полуфабриката можно улучшить путем применения прессования в вакууме или горячего прессования. Наряду с прессованием для получения полуфабрикатов используют также литъе под давлением. После формования заготовки обжигают, при этом происходит спекание керамики. Режим обжига оказывает значительное влияние на свойства керамических заготовок. Основными параметрами режима являются температу ра, а также скорость нагревания и охлаждения в процессе обжига заготовок. После обжига заготовка подвергается механической обработке для придания ей точно заданных параметров. Следующей технологической операцией является нанесение на пьезокера-мнческую заготовку электродов. Материалом электрода может служить серебро, никель, палладий, алюминий, медь и им подобные материалы. Способы нанесения электродов весьма различны - вакуумное напыление, вжигание, металлизация в плазме газового разряда низкого давления, химическое покрытие. К электродам предъявляется ряд требований: они не должны ухудшать параметров изделия, иметь достаточную прочность сцепления с керамикой, быть долговечными, полностью покрывать поверхность.