Температурная зависимость рабочих характеристик пьезоэлектрических сенсоров на основе поливинилиденфторида
Установлено, что характеристики сенсоров на основе поливинилиденфторида находятся в пределах допустимых норм в диапазоне рабочей температуры -20...+80°С после соответствующего отжига. Встановлено, що п'єзоелектричні сенсори на основі поляризованих плівок полівініліденфториду (ПВДФ) надійно прац...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
|---|---|
| Datum: | 2011 |
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2011
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/51756 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Температурная зависимость рабочих характеристик пьезоэлектрических сенсоров на основе поливинилиденфторида / Т.А. Ревенюк, С.Н. Федосов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2011. — № 1-2. — С. 15-17. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-51756 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Ревенюк, Т.А. Федосов, С.Н. 2013-12-08T01:28:58Z 2013-12-08T01:28:58Z 2011 Температурная зависимость рабочих характеристик пьезоэлектрических сенсоров на основе поливинилиденфторида / Т.А. Ревенюк, С.Н. Федосов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2011. — № 1-2. — С. 15-17. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 2225-5818 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/51756 Установлено, что характеристики сенсоров на основе поливинилиденфторида находятся в пределах допустимых норм в диапазоне рабочей температуры -20...+80°С после соответствующего отжига. Встановлено, що п'єзоелектричні сенсори на основі поляризованих плівок полівініліденфториду (ПВДФ) надійно працюють у діапазоні температури від -20 до +80°С. При температурі експлуатації 80°С впродовж двох років п'єзокоефіцієнт d₃₃ зменшується на 2%, що є припустимим. За більш високих температур відбувається незворотнє зменшення пўєзокоефіцієнтів. Нижня границя робочого діапазону наближена до температури склування аморфної фази ПВДФ. Відпал плівок при 80°С забезпечує стабільність характеристик сенсорів протягом кількох років. It has been found that the piezoelectric sensors produced on the basis of electrified films of polyvinylidene fluoride (PVDF) work reliably in the temperature range from -20°C to +80°C. At the operating temperature of 80°C d₃₃ piezocoefficient decreases by 2% during two years that is permissible. At higher temperatures irreversible reduction of the piezocoefficient was observed. The lowest temperature of the working range is close to the glass transition temperature of the amorphous phase of PVDF. Annealing of the films at 80°C ensures stabile characteristics of the sensors within a few years. ru Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України Технология и конструирование в электронной аппаратуре Сенсоэлектроника Температурная зависимость рабочих характеристик пьезоэлектрических сенсоров на основе поливинилиденфторида Температурна залежність робочих характеристик п'єзоелектричних сенсорів на основі полівініліденфториду Temperature dependence of working characteristics of piezoelectric sensors based on polyvinylidene fluoride Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Температурная зависимость рабочих характеристик пьезоэлектрических сенсоров на основе поливинилиденфторида |
| spellingShingle |
Температурная зависимость рабочих характеристик пьезоэлектрических сенсоров на основе поливинилиденфторида Ревенюк, Т.А. Федосов, С.Н. Сенсоэлектроника |
| title_short |
Температурная зависимость рабочих характеристик пьезоэлектрических сенсоров на основе поливинилиденфторида |
| title_full |
Температурная зависимость рабочих характеристик пьезоэлектрических сенсоров на основе поливинилиденфторида |
| title_fullStr |
Температурная зависимость рабочих характеристик пьезоэлектрических сенсоров на основе поливинилиденфторида |
| title_full_unstemmed |
Температурная зависимость рабочих характеристик пьезоэлектрических сенсоров на основе поливинилиденфторида |
| title_sort |
температурная зависимость рабочих характеристик пьезоэлектрических сенсоров на основе поливинилиденфторида |
| author |
Ревенюк, Т.А. Федосов, С.Н. |
| author_facet |
Ревенюк, Т.А. Федосов, С.Н. |
| topic |
Сенсоэлектроника |
| topic_facet |
Сенсоэлектроника |
| publishDate |
2011 |
| language |
Russian |
| container_title |
Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| publisher |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Температурна залежність робочих характеристик п'єзоелектричних сенсорів на основі полівініліденфториду Temperature dependence of working characteristics of piezoelectric sensors based on polyvinylidene fluoride |
| description |
Установлено, что характеристики сенсоров на основе поливинилиденфторида находятся в пределах допустимых норм в диапазоне рабочей температуры -20...+80°С после соответствующего отжига.
Встановлено, що п'єзоелектричні сенсори на основі поляризованих плівок полівініліденфториду (ПВДФ) надійно працюють у діапазоні температури від -20 до +80°С. При температурі експлуатації 80°С впродовж двох років п'єзокоефіцієнт d₃₃ зменшується на 2%, що є припустимим. За більш високих температур відбувається незворотнє зменшення пўєзокоефіцієнтів. Нижня границя робочого діапазону наближена до температури склування аморфної фази ПВДФ. Відпал плівок при 80°С забезпечує стабільність характеристик сенсорів протягом кількох років.
It has been found that the piezoelectric sensors produced on the basis of electrified films of polyvinylidene fluoride (PVDF) work reliably in the temperature range from -20°C to +80°C. At the operating temperature of 80°C d₃₃ piezocoefficient decreases by 2% during two years that is permissible. At higher temperatures irreversible reduction of the piezocoefficient was observed. The lowest temperature of the working range is close to the glass transition temperature of the amorphous phase of PVDF. Annealing of the films at 80°C ensures stabile characteristics of the sensors within a few years.
|
| issn |
2225-5818 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/51756 |
| citation_txt |
Температурная зависимость рабочих характеристик пьезоэлектрических сенсоров на основе поливинилиденфторида / Т.А. Ревенюк, С.Н. Федосов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2011. — № 1-2. — С. 15-17. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT revenûkta temperaturnaâzavisimostʹrabočihharakteristikpʹezoélektričeskihsensorovnaosnovepolivinilidenftorida AT fedosovsn temperaturnaâzavisimostʹrabočihharakteristikpʹezoélektričeskihsensorovnaosnovepolivinilidenftorida AT revenûkta temperaturnazaležnístʹrobočihharakteristikpêzoelektričnihsensorívnaosnovípolívínílídenftoridu AT fedosovsn temperaturnazaležnístʹrobočihharakteristikpêzoelektričnihsensorívnaosnovípolívínílídenftoridu AT revenûkta temperaturedependenceofworkingcharacteristicsofpiezoelectricsensorsbasedonpolyvinylidenefluoride AT fedosovsn temperaturedependenceofworkingcharacteristicsofpiezoelectricsensorsbasedonpolyvinylidenefluoride |
| first_indexed |
2025-11-25T22:42:19Z |
| last_indexed |
2025-11-25T22:42:19Z |
| _version_ |
1850565313512341504 |
| fulltext |
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2011, ¹ 1�2
15
ÑÅÍÑÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ
Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ
23.09 2010 ã.
Îïïîíåíò ä. ô.-ì. í. Ç. Ä. ÊÎÂÀËÞÊ
(ÈÏÌ èì. È.Í.Ôðàíöåâè÷à, ã. ×åðíîâöû)
Ò. À. ÐÅÂÅÍÞÊ, ä. ô.-ì. í. Ñ. Í. ÔÅÄÎÑÎÂ
Óêðàèíà, Îäåññêàÿ íàöèîíàëüíàÿ àêàäåìèÿ ïèùåâûõ òåõíîëîãèé
E-mail: fedosov@optima.com.ua
ÒÅÌÏÅÐÀÒÓÐÍÀß ÇÀÂÈÑÈÌÎÑÒÜ ÐÀÁÎ×ÈÕ
ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊ ÏÜÅÇÎÝËÅÊÒÐÈ×ÅÑÊÈÕ ÑÅÍÑÎÐÎÂ
ÍÀ ÎÑÍÎÂÅ ÏÎËÈÂÈÍÈËÈÄÅÍÔÒÎÐÈÄÀ
Óñòàíîâëåíî, ÷òî õàðàêòåðèñòèêè ñåí-
ñîðîâ íà îñíîâå ïîëèâèíèëèäåíôòîðèäà
íàõîäÿòñÿ â ïðåäåëàõ äîïóñòèìûõ íîðì
â äèàïàçîíå ðàáî÷åé òåìïåðàòóðû
�20...+80°Ñ ïîñëå ñîîòâåòñòâóþùåãî
îòæèãà.
Âàæíûì íàïðàâëåíèåì ðàçâèòèÿ ñîâðåìåííîé
òâåðäîòåëüíîé ýëåêòðîíèêè ÿâëÿåòñÿ ñîçäàíèå ïüå-
çî- è ïèðîýëåêòðè÷åñêèõ ñåíñîðîâ íà îñíîâå ïîëè-
ìåðíûõ ñåãíåòîýëåêòðè÷åñêèõ ïëåíîê òèïà ïîëèâè-
íèëèäåíôòîðèäà (ÏÂÄÔ) è åãî ñîïîëèìåðîâ [1, 2].
Ê ÷èñëó îñíîâíûõ äîñòîèíñòâ òàêèõ ìàòåðèàëîâ îò-
íîñÿòñÿ âûñîêèå çíà÷åíèÿ ïüåçî- è ïèðîýëåêòðè÷å-
ñêèõ êîýôôèöèåíòîâ, êîòîðûå îïðåäåëÿþò øèðîêèå
ïåðñïåêòèâû èõ ïðàêòè÷åñêîãî ïðèìåíåíèÿ. Ãèáêîñòü
ïëåíîê ÏÂÄÔ, âîçìîæíîñòü ñîçäàíèÿ ñåíñîðîâ
áîëüøîé ïëîùàäè, øèðîêèé äèàïàçîí ðàáî÷èõ ÷àñ-
òîò, äîâîëüíî ïðîñòûå ñïîñîáû èçãîòîâëåíèÿ òîí-
êèõ ïëåíîê è áëèçîñòü èõ àêóñòè÷åñêîãî èìïåäàíñà
ê èìïåäàíñó áèîëîãè÷åñêîé òêàíè è âîäû ïðåäî-
ïðåäåëÿþò ïðåèìóùåñòâà ïîëèìåðíûõ ñåãíåòîýëåê-
òðèêîâ â ñðàâíåíèè ñ äðóãèìè ìàòåðèàëàìè ïðè ðàç-
ðàáîòêå, â ÷àñòíîñòè, ñåíñîðîâ ìåäèöèíñêîãî íà-
çíà÷åíèÿ è ãèäðîôîíîâ [3, 4].
Ñåíñîð íà îñíîâå ÏÂÄÔ ñèëüíî ïîãëîùàåò ýëåêò-
ðîìàãíèòíîå èçëó÷åíèå â äèàïàçîíå èíôðàêðàñíûõ
âîëí äëèíîé ïîðÿäêà 7�20 ìêì, ÷òî îáóñëàâëèâàåò
ïåðñïåêòèâíîñòü èõ èñïîëüçîâàíèÿ äëÿ èçãîòîâëåíèÿ
äàò÷èêîâ òåïëîâîãî èçëó÷åíèÿ òåëà ÷åëîâåêà. Òàê êàê
ïèðîñåíñîðû íà îñíîâå ñåãíåòîýëåêòðè÷åñêèõ ïëå-
íîê èìåþò âûñîêóþ ÷óâñòâèòåëüíîñòü, ïðè êîíñòðó-
èðîâàíèè äàò÷èêîâ, ðàáîòàþùèõ íà íèçêèõ ÷àñòîòàõ
(îò 0,01 äî 1 Ãö), íåîáõîäèìî óñòðàíÿòü âëèÿíèå íà
ïèðîñèãíàë èçìåíåíèé òåìïåðàòóðû îêðóæàþùåé
ñðåäû. Ïîñêîëüêó íàèáîëåå âàæíûì âíåøíèì ôàê-
òîðîì, âëèÿþùèì íà ñâîéñòâà ñåíñîðîâ, ÿâëÿåòñÿ
òåìïåðàòóðà, öåëüþ íàñòîÿùåé ðàáîòû áûëî îïðåäå-
ëåíèå òåìïåðàòóðíîé ñòàáèëüíîñòè îñíîâíûõ ïàðà-
ìåòðîâ ñåíñîðîâ.
Åäèíñòâåííûì ïðîèçâîäèòåëåì ïëåíîê ÏÂÄÔ â
ñòðàíàõ ÑÍÃ ÿâëÿåòñÿ ÇÀÎ «Ïëàñòïîëèìåð-Ò» (Ðîñ-
ñèÿ), îäíàêî äàò÷èêè íà îñíîâå ýòèõ ïëåíîê â ïðî-
ìûøëåííîì ìàñøòàáå íå âûïóñêàþòñÿ.
 íàñòîÿùåé ðàáîòå âïåðâûå îáîñíîâàíà íåîáõî-
äèìîñòü ïðîâåäåíèÿ îòæèãà ïëåíîê ïîñëå èõ ïîëÿ-
ðèçàöèè ñ öåëüþ îáåñïå÷åíèÿ òðåáóåìîé òåìïåðà-
òóðíîé è âðåìåííîé ñòàáèëüíîñòè ïðè ýêñïëóàòàöèè
ñåíñîðîâ.
Äëÿ èññëåäîâàíèé áûëè èçãîòîâëåíû ñåíñîðû íà
îñíîâå ïëåíîê ÏÂÄÔ òîëùèíîé 25 ìêì ñ àëþìèíèå-
âûìè ýëåêòðîäàìè òîëùèíîé 0,1 ìêì, íàíåñåííûìè
ìåòîäîì èñïàðåíèÿ è êîíäåíñàöèè â âàêóóìå. Ïëåí-
êè áûëè ïîëÿðèçîâàíû â ïîëå êîðîííî-ðàçðÿäíîãî
òðèîäà ïðè íàïðÿæåíèè 3,6 ê â òå÷åíèå 200 ñ ïðè
òåìïåðàòóðå 25°Ñ.
Ïüåçîýëåêòðè÷åñêèå êîýôôèöèåíòû d33 è d31 èç-
ìåðÿëè êâàçèñòàòè÷åñêèì ìåòîäîì íà ñïåöèàëüíî
ñêîíñòðóèðîâàííûõ óñòðîéñòâàõ. Ïèðîýëåêòðè÷åñêèå
êîýôôèöèåíòû ñåíñîðîâ èçìåðÿëè â êâàçèñòàòè÷å-
ñêîì è äèíàìè÷åñêîì ðåæèìàõ [5]. Èìïåäàíñ, ýëåê-
òðîåìêîñòü, äèýëåêòðè÷åñêóþ ïðîíèöàåìîñòü è òàí-
ãåíñ óãëà äèýëåêòðè÷åñêèõ ïîòåðü èçìåðÿëè ìåòîäîì
äèýëåêòðè÷åñêîé ñïåêòðîñêîïèè íà ïåðåìåííîì òîêå.
Ñåíñîð ïîìåùàëè â òåðìîñòàò ÒÎ-19 ñ âîçìîæíî-
ñòüþ ïîääåðæàíèÿ ïîñòîÿííîé òåìïåðàòóðû ñ òî÷íî-
ñòüþ 0,5°Ñ â äèàïàçîíå îò �20 äî +100°Ñ.  êà÷åñòâå
îñíîâíîãî èçìåðèòåëüíîãî ïðèáîðà áûë èñïîëüçîâàí
àâòîìàòè÷åñêèé àíàëèçàòîð èìïåäàíñà 4192À ôèðìû
Hewlett-Packard. Èìïåäàíñ, åìêîñòü è tgδ èçìåðÿëè
íà ÷àñòîòå 1 êÃö. Äèàïàçîí ÷àñòîò ïðè èçìåðåíèÿõ äè-
ýëåêòðè÷åñêîé ïðîíèöàåìîñòè ε ñîñòàâëÿë îò 100 Ãö
äî 5 ÌÃö. Èçìåíåíèÿ âñåõ ïàðàìåòðîâ (∆d33, ∆ε,
∆tgδ) îöåíèâàëè îòíîñèòåëüíî èõ çíà÷åíèé ïðè 20°Ñ
(d33* , ε*, tgδ*).
Èññëåäîâàíèÿ ïîêàçàëè, ÷òî íà òåìïåðàòóðíóþ ñòà-
áèëüíîñòü ïàðàìåòðîâ ñåíñîðîâ ñóùåñòâåííîå âëèÿ-
íèå îêàçûâàåò îòæèã ïîñëå ïîëÿðèçàöèè ïëåíîê ïðè
òåìïåðàòóðå 80°Ñ. Êàê âèäíî èç ðèñ. 1, â òàêîì ñëó-
÷àå ïüåçîýëåêòðè÷åñêèé êîýôôèöèåíò d33 ñòàíîâèòñÿ
ñòàáèëüíûì ïðè òåìïåðàòóðå ýêñïëóàòàöèè 70îÑ íà
ïðîòÿæåíèè 1000 ñóòîê.
 ïðîâåäåííûõ ðàíåå èññëåäîâàíèÿõ ïèðîýëåêò-
ðè÷åñòâà â ÏÂÄÔ [6, 7] áûëî ïîêàçàíî, ÷òî íåîòîæ-
æåííûå ïëåíêè íåïðèãîäíû äëÿ èçãîòîâëåíèÿ äàò÷è-
êîâ èç-çà íàëè÷èÿ â íèõ ðåëàêñàöèîííîé ñîñòàâëÿþ-
ùåé ïîëÿðèçàöèè, ïðèâîäÿùåé ê íåêîíòðîëèðóåìî-
ìó óìåíüøåíèþ ïèðîêîýôôèöèåíòà ïî ìåðå ðåëàêñà-
öèè, è ñîîòâåòñòâåííî, ê ïîñëåäóþùåé íåñòàáèëüíîé
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2011, ¹ 1�2
16
ÑÅÍÑÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ
ðàáîòå äàò÷èêîâ. Öåëüþ îòæèãà ïëåíîê ïîñëå èõ ïî-
ëÿðèçàöèè ÿâëÿåòñÿ óäàëåíèå ðåëàêñàöèîííîé ñîñòàâ-
ëÿþùåé. Òàêæå áûëî óñòàíîâëåíî, ÷òî òåìïåðàòóðà
80°Ñ ÿâëÿåòñÿ êðèòè÷åñêîé äëÿ ÏÂÄÔ, ïîýòîìó â äàí-
íîé ðàáîòå îíà áûëà âûáðàíà â êà÷åñòâå òåìïåðàòóðû
îòæèãà.
Ïîâûøåíèå òåìïåðàòóðû ýêñïëóàòàöèè òàêèõ ñåí-
ñîðîâ ïðèâîäèò ê íåêîòîðîìó óìåíüøåíèþ ïüåçî-
ýëåêòðè÷åñêîé àêòèâíîñòè � íà 12% ïðè òåìïåðà-
òóðå 80°Ñ è íà 26% ïðè òåìïåðàòóðå 100°Ñ íà ïðî-
òÿæåíèè ïåðâûõ 10 ñóòîê ðàáîòû. Îäíàêî ñëåäóåò
îòìåòèòü, ÷òî â äàëüíåéøåì óìåíüøåíèå ïüåçîýëåêò-
ðè÷åñêîãî êîýôôèöèåíòà çà 1000 ñóòîê ðàáîòû íå
ïðåâûøàåò 2�3%.
 ðåçóëüòàòå ïðîâåäåííîãî èññëåäîâàíèÿ ðåëàêñà-
öèè ïîëÿðèçîâàííîãî ñîñòîÿíèÿ â ïîëèìåðíûõ ñåã-
íåòîýëåêòðèêàõ [6, 7] óñòàíîâëåíî, ÷òî ìàêñèìàëü-
íîé ðàáî÷åé òåìïåðàòóðîé ðàçðàáîòàííûõ ñåíñîðîâ
ñëåäóåò ñ÷èòàòü 80°Ñ, ïîñêîëüêó ïðè áîëåå âûñîêîé
òåìïåðàòóðå ïðîèñõîäèò íåîáðàòèìîå óìåíüøåíèå âå-
ëè÷èíû îñòàòî÷íîé ïîëÿðèçàöèè è, ñîîòâåòñòâåííî,
ïüåçî- è ïèðîýëåêòðè÷åñêèõ êîýôôèöèåíòîâ.
×òî êàñàåòñÿ íèæíåé ãðàíèöû äèàïàçîíà ðàáî÷åé
òåìïåðàòóðû, öåëåñîîáðàçíî óñòàíàâëèâàòü åå íà
óðîâíå �20...�25°Ñ, ó÷èòûâàÿ òîò ôàêò, ÷òî êàê ïèðî-
òàê è ïüåçîýëåêòðè÷åñêèå êîýôôèöèåíòû ïðè îòðè-
öàòåëüíîé òåìïåðàòóðå óìåíüøàþòñÿ, à òåìïåðàòóðà
ñòåêëîâàíèÿ àìîðôíîé ôàçû ÏÂÄÔ ñîñòàâëÿåò
�40...�50°Ñ.
Âûáîð òåìïåðàòóðû îòæèãà ïîðÿäêà 80°Ñ ñäåëàí
íà îñíîâå èçìåðåíèé òîêà òåðìîñòèìóëèðîâàííîé äå-
ïîëÿðèçàöèè [6, 7].
Àáñîëþòíûå çíà÷åíèÿ ïüåçîýëåêòðè÷åñêîãî êî-
ýôôèöèåíòà d31 ïðè óâåëè÷åíèè òåìïåðàòóðû îò
�20 äî +60îÑ óâåëè÷èâàþòñÿ ïðàêòè÷åñêè ëèíåéíî
îò 20 äî 38 ïÊë/Í, ïðè÷åì ýòè èçìåíåíèÿ ÿâëÿþòñÿ
îáðàòèìûìè. Ïüåçîýëåêòðè÷åñêèé êîýôôèöèåíò g31
â ýòîì äèàïàçîíå èçìåíåíèé òåìïåðàòóðû íàõî-
äèòñÿ â ïðåäåëàõ 0,15�0,21 ·ì/Í.
Íà ðèñ. 2 ïðèâåäåíû òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè
îòíîñèòåëüíîãî èçìåíåíèÿ åìêîñòè è ïüåçîýëåêòðè-
÷åñêîãî çàðÿäà, èç êîòîðûõ âèäíî, ÷òî ïðè ïîâûøå-
íèè òåìïåðàòóðû ýêñïëóàòàöèè óâåëè÷èâàåòñÿ ÷óâ-
ñòâèòåëüíîñòü ñåíñîðîâ, ïðè÷åì ýòà çàâèñèìîñòü ÿâ-
ëÿåòñÿ îáðàòèìîé âïëîòü äî òåìïåðàòóðû 80°Ñ. Ïî-
âûøåíèå ÷óâñòâèòåëüíîñòè ñ ðîñòîì òåìïåðàòóðû ñëå-
äóåò ñ÷èòàòü ïîëîæèòåëüíûì ýôôåêòîì.
Êàê ïîêàçûâàþò äàííûå ðèñ. 3, ñ èçìåíåíèåì òåì-
ïåðàòóðû ïðîèñõîäÿò òàêæå íåçíà÷èòåëüíûå îáðàòè-
ìûå èçìåíåíèÿ äèýëåêòðè÷åñêîé ïðîíèöàåìîñòè è
òàíãåíñà óãëà äèýëåêòðè÷åñêèõ ïîòåðü (èõ óâåëè÷å-
íèå ïðèìåðíî íà 15% ïðè ìàêñèìàëüíîé ðàáî÷åé òåì-
ïåðàòóðå 80°Ñ). Î÷åâèäíî, ýòî ñëåäóåò ïðèçíàòü íîð-
ìàëüíûì ÿâëåíèåì, ïîñêîëüêó îíè îáóñëîâëåíû ôè-
çè÷åñêèìè ïðîöåññàìè, ïðîèñõîäÿùèìè ïðè íàãðå-
âàíèè ñåíñîðîâ, à íåäîïóñòèìûìè ìîãóò áûòü òîëüêî
íåîáðàòèìûå èçìåíåíèÿ ðàáî÷èõ ïàðàìåòðîâ ïîä âëè-
ÿíèåì òåìïåðàòóðû.
***
Òàêèì îáðàçîì, ïîêàçàíî, ÷òî ïüåçîýëåêòðè÷åñêèå
ñåíñîðû, èçãîòîâëåííûå íà îñíîâå ïëåíîê ÏÂÄÔ, ìî-
ãóò íàäåæíî ðàáîòàòü â äèàïàçîíå èçìåíåíèé òåìïå-
ðàòóðû îò �20 äî +80°Ñ. Ýêñïåðèìåíòàëüíî óñòàíîâ-
ëåíî, ÷òî îòæèã ïëåíîê ïðè òåìïåðàòóðå 80°Ñ ïîñëå
100
80
60
40
0 10 100 1000
Âðåìÿ, ñóòêè
∆d
33
/d
33
* ,
%
1
2
3
Ðèñ. 1. Çàâèñèìîñòü îòíîñèòåëüíîãî èçìåíåíèÿ ïüåçîý-
ëåêòðè÷åñêîãî êîýôôèöèåíòà d33 ñåíñîðîâ èç îòîææåí-
íîé ïëåíêè îò âðåìåíè ïðè ðàçíîé òåìïåðàòóðå ýêñïëóà-
òàöèè (â °Ñ):
1 � 70; 2 � 80; 3 � 100
40
20
0
�20
0 20 40 60 80
Òåìïåðàòóðà, °Ñ
Ðèñ. 2. Çàâèñèìîñòü îòíîñèòåëüíîãî èçìåíåíèÿ åìêîñòè
ïüåçîñåíñîðà (1) è åãî ïüåçîýëåêòðè÷åñêîãî çàðÿäà (2) îò
òåìïåðàòóðû
1
2
Î
òí
îñ
èò
åë
üí
îå
è
çì
åí
åí
èå
çà
ðÿ
äà
è
å
ì
êî
ñò
è,
%
15
10
5
0
�5
0 20 40 60 80
Òåìïåðàòóðà, °Ñ
∆ε
/ε
* ,
%
∆
tg
δ/
tg
δ,
%
Ðèñ. 3. Çàâèñèìîñòü îòíîñèòåëüíîãî èçìåíåíèÿ äèýëåêò-
ðè÷åñêîé ïðîíèöàåìîñòè (1) è òàíãåíñà óãëà äèýëåêòðè-
÷åñêèõ ïîòåðü (2) îò òåìïåðàòóðû
1
2
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2011, ¹ 1�2
17
ÑÅÍÑÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ
èõ ïîëÿðèçàöèè óñòðàíÿåò íåñòàáèëüíóþ ñîñòàâëÿþ-
ùóþ îñòàòî÷íîé ïîëÿðèçàöèè è îáåñïå÷èâàåò ñòàáèëü-
íîñòü õàðàêòåðèñòèê ñåíñîðîâ, â ÷àñòíîñòè, ïüåçîêîýô-
ôèöèåíòû â òå÷åíèå íåñêîëüêèõ ëåò óìåíüøàþòñÿ âñå-
ãî íà 2�3%. Ïðèìåíåíèå ðàçðàáîòàííûõ ðåæèìîâ
èçãîòîâëåíèÿ ñåíñîðîâ íà îñíîâå ÏÂÄÔ îáåñïå÷èëî
ïîâûøåíèå ïüåçîêîýôôèöèåíòà íà 12%, ïèðîýëåêò-
ðè÷åñêîãî êîýôôèöèåíòà � íà 14% è êîýôôèöèåíòà
ýëåêòðîìåõàíè÷åñêîé ñâÿçè � íà 15% ïî ñðàâíåíèþ
ñ äàò÷èêàìè, ñåðèéíî âûïóñêàåìûìè ôèðìîé Êóðå-
õà (Kureha Chemical Corporation), ßïîíèÿ, êðóïíåé-
øèì â ìèðå ðàçðàáîò÷èêîì è ïðîèçâîäèòåëåì ïëå-
íîê ÏÂÄÔ [8].
ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ
1. Êëààññåí Ê. Îñíîâû èçìåðåíèé. Äàò÷èêè è ýëåêòðîííûå
ïðèáîðû.� Ì.: Èçäàòåëüñêèé Äîì «Èíòåëëåêò», 2008.
2. Gu H., Zhao Y., Wang M. L. A wireless smart PVDF sensor for
structural health monitoring // Structural Control and Health
Monitoring.� 2005.� Vol. 12, N 3�4.� P. 329�343.
3. Âèãëåá Ã. Äàò÷èêè. Óñòðîéñòâî è ïðèìåíåíèå.� Ì.: Ìèð,
1989.
4. Êàëàøíèêîâ Â. È., Íåôåäîâ Ñ. Â., Ïóòèëèí À. Á. è äð. Èí-
ôîðìàöèîííî-èçìåðèòåëüíàÿ òåõíèêà è òåõíîëîãèè.� Ì.: Âûñ-
øàÿ øêîëà, 2001.
5. Electrets. Vol. 1 // Ed. by G. M. Sessler.� Morgan Hill:
Laplacian Press, 1999.
6. Ôåäîñîâ Ñ. Í., Ñåðãååâà À. E., Áóòåíêî À. Ô. Ïîëÿðèçàöè-
îííûå è ðåëàêñàöèîííûå ïðîöåññû â ïîëèìåðíûõ ñåãíåòîýëåêò-
ðèêàõ.� Îäåññà : Ïîëèãðàô, 2009.
7. Fedosov S. N., von Seggern H. Pyroelectricity in polyvinylidene
fluoride: Influence of polarization and charge // Journal of Applied
Physics.� 2008.� Vol. 103 (014105).� P. 1�8.
8. Iwasaki T. Kureha � the art of manufacturing (booklet), 2010.
Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ
09.06 2010 ã.
Îïïîíåíòû ê. ò. í. Â. À. ÁÎËÒÅÍÊÎÂ
(ÎÍÏÓ, ã. Îäåññà);
ä. ò. í. À. Ò. ÊÎÆÓÕÀÐ (ÍÓËÏ, ã. Ëüâîâ)
Ã. À. ÄÅÂßÒÊÎ, Â. À. ÊÓ×ÌÅÍÊÎ,
Ñ. À. ËÀÖÈÑ, ê. ò. í. Ì. À. ÎÐËÎÂ,
Â. À. ÏÀÐÒÛØÅÂ, Â. ß. ÏÎÄÎËÜÑÊÈÉ
Óêðàèíà, ã. Êèåâ, ÓêðÍÈÈ àíàëèòè÷åñêîãî ïðèáîðîñòðîåíèÿ
E-mail: analyt@ukranalyt.com.ua
ÀÂÒÎÒÐÀÑÑÎÂÛÉ ÃÀÇÎÀÍÀËÈÇÀÒÎÐ
Ñîçäàí è âíåäðåí â ñîñòàâå ñèñòåìû ýêî-
ëîãè÷åñêîãî ìîíèòîðèíãà àòìîñôåðíî-
ãî âîçäóõà ã. Êèåâà êîìïüþòåðèçèðîâàí-
íûé àâòîòðàññîâûé ãàçîàíàëèçàòîð
äëÿ èçìåðåíèÿ êîíöåíòðàöèè òîêñè÷íûõ
ãàçîâ â âîçäóõå âäîëü àâòîìàãèñòðàëåé
â íàñåëåííûõ ïóíêòàõ.
Ïî äàííûì íàáëþäåíèé ýêîëîãîâ îñíîâíûìè èñ-
òî÷íèêàìè çàãðÿçíåíèÿ âîçäóõà â íàñåëåííûõ ïóíê-
òàõ Óêðàèíû ÿâëÿþòñÿ ïðîìûøëåííûå ïðåäïðèÿòèÿ è
àâòîìîáèëüíûé òðàíñïîðò. Íî ïîñêîëüêó â íàñòîÿùåå
âðåìÿ áîëüøèíñòâî ïðåäïðèÿòèé ðàáîòàþò íå íà ïîë-
íóþ ìîùíîñòü èëè ïðèîñòàíîâèëè ñâîþ äåÿòåëüíîñòü,
à êîëè÷åñòâî àâòîòðàíñïîðòà íà ìàãèñòðàëÿõ çíà÷è-
òåëüíî óâåëè÷èëîñü, çàãðÿçíåíèå àòìîñôåðíîãî âîç-
äóõà íà 85% îáóñëîâëåíî âûáðîñàìè àâòîòðàíñïîðò-
íûõ ñðåäñòâ.
Êàê èçâåñòíî, îòðàáîòàííûå ãàçû àâòîìîáèëÿ ñî-
äåðæàò âðåäíûå âåùåñòâà, íåãàòèâíî âëèÿþùèå íà
ñîñòîÿíèå çäîðîâüÿ ëþäåé è îêðóæàþùóþ ñðåäó, ïðè-
÷åì êîëè÷åñòâî è ñîîòíîøåíèå òàêèõ âåùåñòâ êîëåá-
ëåòñÿ â çàâèñèìîñòè îò òèïà äâèãàòåëÿ, ñîðòà ãîðþ-
÷åãî è êà÷åñòâà ðåãóëèðîâàíèÿ äâèãàòåëÿ.  Óêðàèíå
äîñòàòî÷íî ÷àñòî àâòîìîáèëèñòû èñïîëüçóþò ãîðþ-
÷åå íèçêîãî êà÷åñòâà, à äâèãàòåëè àâòîìîáèëåé ðàáî-
òàþò â íåýêîíîìíûõ ðåæèìàõ è ñ ìàëîýôôåêòèâíû-
ìè óñòðîéñòâàìè íåéòðàëèçàöèè òîêñè÷íûõ âåùåñòâ.
Âñå ýòî îáóñëîâëèâàåò çàãðÿçíåíèå âîçäóõà âäîëü
àâòîìàãèñòðàëåé â íàñåëåííûõ ïóíêòàõ òîêñè÷íûìè
âåùåñòâàìè, êîòîðûå âõîäÿò â ñîñòàâ îòðàáîòàííûõ
ãàçîâ àâòîòðàíñïîðòà. Îïàñíåéøèìè çàãðÿçíèòåëÿìè
âîçäóõà ÿâëÿþòñÿ îêñèä óãëåðîäà è äèîêñèäû àçîòà
è ñåðû. Óðîâíè çàãðÿçíåíèÿ âîçäóõà ýòèìè âåùåñòâà-
ìè íà àâòîìàãèñòðàëÿõ ñ èíòåíñèâíûì äâèæåíèåì
òðàíñïîðòà äîñòàòî÷íî âûñîêè â òå÷åíèå 10�15 ÷à-
ñîâ â ñóòêè íà ïðîòÿæåíèè âñåãî ãîäà, ÷òî òðåáóåò
ïðèíÿòèÿ ñîîòâåòñòâóþùèõ ìåð â íàñåëåííûõ ïóíêòàõ
íà áàçå àíàëèçà èíôîðìàöèè, ïîëó÷åííîé â ðåçóëüòàòå
ìîíèòîðèíãà óðîâíåé çàãðÿçíåíèÿ âîçäóõà [1].
Îñíîâíîé ïðîáëåìîé ïðè îðãàíèçàöèè òàêîãî ìî-
íèòîðèíãà ÿâëÿåòñÿ îòñóòñòâèå ñîâðåìåííûõ íåäî-
ðîãèõ ñåðèéíî âûïóñêàåìûõ àíàëèòè÷åñêèõ ñðåäñòâ
èçìåðåíèÿ êîíöåíòðàöèè òîêñè÷íûõ ãàçîâ.
Çàäà÷åé íàñòîÿùåé ðàáîòû ÿâëÿëîñü ñîçäàíèå è
âíåäðåíèå àâòîìàòè÷åñêèõ ãàçîàíàëèòè÷åñêèõ ñðåäñòâ
íåïðåðûâíîãî äåéñòâèÿ äëÿ èçìåðåíèÿ êîíöåíòðàöèè
çàãðÿçíÿþùèõ ãàçîâ, ïðîñòûõ è äåøåâûõ ïðè ýêñï-
ëóàòàöèè è îáñëóæèâàíèè, ñ ýêîíîìíûì ïîòðåáëåíè-
åì ýëåêòðîýíåðãèè è áåñïðîâîäíîé ïåðåäà÷åé ïîëó-
÷åííûõ äàííûõ â èíôîðìàöèîííî-àíàëèòè÷åñêèé öåíòð.
Ñïåöèàëèñòàìè ÇÀÎ «Óêðàíàëèò» áûë ðàçðàáîòàí,
èçãîòîâëåí, èñïûòàí è âêëþ÷åí â ñîñòàâ ñèñòåìû ìî-
íèòîðèíãà ñîñòîÿíèÿ âîçäóõà â ã. Êèåâå àâòîìàòè÷å-
ñêèé ñòàöèîíàðíûé êîìïüþòåðèçèðîâàííûé àâòîòðàñ-
ñîâûé ãàçîàíàëèçàòîð 603 ÝÕ01Ì, êîòîðûé ïðåäíàç-
íà÷åí äëÿ îäíîâðåìåííîãî íåïðåðûâíîãî èçìåðåíèÿ
êîíöåíòðàöèè îêñèäà óãëåðîäà è äèîêñèäîâ àçîòà è
ñåðû â âîçäóõå.
Ïðè îïðåäåëåíèè àêòóàëüíîñòè ñîçäàíèÿ òàêîãî ãà-
çîàíàëèçàòîðà áûë ïðîâåäåí àíàëèç ñîñòîÿíèÿ âî-
|