Параметричні автогенераторні перетворювачі для вимірювання товщини матеріалів на основі конденсаторних чутливих елементів

Параметричні автогенераторні перетворювачі для вимірювання товщини матеріалів на основі конденсаторних чутливих елементів

The article examines the main characteristics of parametric autogenerator thickness measurement transducers with a frequency output signal. The design of the proposed autogenerator transducers is based on transistor structures with negative differential resistance. Capacitors with round and rectangu...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Date:2024
Main Authors: Осадчук, Я.О., Осадчук, О.В.
Format: Article
Language:English
Published: Vinnytsia National Technical University 2024
Subjects:
перетворювач
частота
автогенератор
товщиномір
вимірювальний конденсатор
негативний диференціальний опір
Online Access:https://oeipt.vntu.edu.ua/index.php/oeipt/article/view/727
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Optoelectronic Information-Power Technologies

Institution

Optoelectronic Information-Power Technologies
id oai:oeipt.vntu.edu.ua:article-727
record_format ojs
institution Optoelectronic Information-Power Technologies
baseUrl_str
datestamp_date 2024-11-19T13:20:53Z
collection OJS
language English
topic перетворювач
частота
автогенератор
товщиномір
вимірювальний конденсатор
негативний диференціальний опір
spellingShingle перетворювач
частота
автогенератор
товщиномір
вимірювальний конденсатор
негативний диференціальний опір
Осадчук, Я.О.
Осадчук, О.В.
Параметричні автогенераторні перетворювачі для вимірювання товщини матеріалів на основі конденсаторних чутливих елементів
topic_facet transducer
frequency
autogenerator
thickness measurement
measuring capacitor
negative differential resistance
перетворювач
частота
автогенератор
товщиномір
вимірювальний конденсатор
негативний диференціальний опір
format Article
author Осадчук, Я.О.
Осадчук, О.В.
author_facet Осадчук, Я.О.
Осадчук, О.В.
author_sort Осадчук, Я.О.
title Параметричні автогенераторні перетворювачі для вимірювання товщини матеріалів на основі конденсаторних чутливих елементів
title_short Параметричні автогенераторні перетворювачі для вимірювання товщини матеріалів на основі конденсаторних чутливих елементів
title_full Параметричні автогенераторні перетворювачі для вимірювання товщини матеріалів на основі конденсаторних чутливих елементів
title_fullStr Параметричні автогенераторні перетворювачі для вимірювання товщини матеріалів на основі конденсаторних чутливих елементів
title_full_unstemmed Параметричні автогенераторні перетворювачі для вимірювання товщини матеріалів на основі конденсаторних чутливих елементів
title_sort параметричні автогенераторні перетворювачі для вимірювання товщини матеріалів на основі конденсаторних чутливих елементів
title_alt Parametric autogenerator transducers for measuring the thickness of materials based on capacitor sensitive elements
description The article examines the main characteristics of parametric autogenerator thickness measurement transducers with a frequency output signal. The design of the proposed autogenerator transducers is based on transistor structures with negative differential resistance. Capacitors with round and rectangular covers are used as parametric transducers for measuring the thickness of materials, which are passive elements of autogenerator transducers, which greatly simplifies the design of devices for measuring the thickness of materials. Mathematical models of autogenerator transducers were developed based on the principle of converting the energy of a constant electric field into the energy of an alternating electric field, which made it possible to obtain the conversion and sensitivity functions of autogenerator transducers without using a rather complicated method of obtaining Kirchhoff equations from nonlinear equivalent circuits of parametric transducers. It is shown that the main contribution to the change in the conversion functions and the sensitivity equation is made by the change in the thickness of the measured material, which causes a change in the equivalent capacitance and negative differential resistance in the oscillating system of autogenerators, which changes the output frequency of the autogenerator transducers. The sensitivity of thickness measurement transducers varies from 5.31 kHz/μm to 7.5 kHz/μm in the thickness range from 0 to 500 μm. Autogenerator transducers for thickness measurement with frequency output do not require analog-digital transducers and amplifiers for further processing of informative signals, which significantly reduces the cost of information-measuring equipment, and when working at ultra-high frequencies, it is possible to transmit information over considerable distances.
publisher Vinnytsia National Technical University
publishDate 2024
url https://oeipt.vntu.edu.ua/index.php/oeipt/article/view/727
work_keys_str_mv AT osadčukâo parametricautogeneratortransducersformeasuringthethicknessofmaterialsbasedoncapacitorsensitiveelements
AT osadčukov parametricautogeneratortransducersformeasuringthethicknessofmaterialsbasedoncapacitorsensitiveelements
AT osadčukâo parametričníavtogeneratorníperetvorûvačídlâvimírûvannâtovŝinimateríalívnaosnovíkondensatornihčutlivihelementív
AT osadčukov parametričníavtogeneratorníperetvorûvačídlâvimírûvannâtovŝinimateríalívnaosnovíkondensatornihčutlivihelementív
first_indexed 2025-09-24T17:29:37Z
last_indexed 2025-09-24T17:29:37Z
_version_ 1850410278342098944
spelling oai:oeipt.vntu.edu.ua:article-7272024-11-19T13:20:53Z Parametric autogenerator transducers for measuring the thickness of materials based on capacitor sensitive elements Параметричні автогенераторні перетворювачі для вимірювання товщини матеріалів на основі конденсаторних чутливих елементів Осадчук, Я.О. Осадчук, О.В. transducer frequency autogenerator thickness measurement measuring capacitor negative differential resistance перетворювач частота автогенератор товщиномір вимірювальний конденсатор негативний диференціальний опір The article examines the main characteristics of parametric autogenerator thickness measurement transducers with a frequency output signal. The design of the proposed autogenerator transducers is based on transistor structures with negative differential resistance. Capacitors with round and rectangular covers are used as parametric transducers for measuring the thickness of materials, which are passive elements of autogenerator transducers, which greatly simplifies the design of devices for measuring the thickness of materials. Mathematical models of autogenerator transducers were developed based on the principle of converting the energy of a constant electric field into the energy of an alternating electric field, which made it possible to obtain the conversion and sensitivity functions of autogenerator transducers without using a rather complicated method of obtaining Kirchhoff equations from nonlinear equivalent circuits of parametric transducers. It is shown that the main contribution to the change in the conversion functions and the sensitivity equation is made by the change in the thickness of the measured material, which causes a change in the equivalent capacitance and negative differential resistance in the oscillating system of autogenerators, which changes the output frequency of the autogenerator transducers. The sensitivity of thickness measurement transducers varies from 5.31 kHz/μm to 7.5 kHz/μm in the thickness range from 0 to 500 μm. Autogenerator transducers for thickness measurement with frequency output do not require analog-digital transducers and amplifiers for further processing of informative signals, which significantly reduces the cost of information-measuring equipment, and when working at ultra-high frequencies, it is possible to transmit information over considerable distances. У статті розглянуто основні характеристики параметричних автогенераторних товщиномірних перетворювачів з частотним вихідним сигналом. Конструкція запропонованих автогенераторних перетворювачів виконана на основі транзисторних структур з негативним диференціальним опором. В якості параметричних перетворювачів для вимірювання товщини матеріалів використовуються конденсатори з круглою і прямокутною кришками, які є пасивними елементами перетворювачів автогенераторів, що значно спрощує конструкцію приладів для вимірювання товщини матеріалів. Розроблено математичні моделі автогенераторних перетворювачів на основі принципу перетворення енергії постійного електричного поля в енергію змінного електричного поля, що дозволило отримати функції перетворення та чутливості автогенераторних перетворювачів без використання досить складного методу отримання рівнянь Кірхгофа з нелінійних еквівалентних схем параметричних перетворювачів. Показано, що основний внесок у зміну функцій перетворення та рівняння чутливості вносить зміна товщини вимірюваного матеріалу, яка викликає зміну еквівалентної ємності та від’ємного диференціального опору в коливальній системі автогенераторів, який змінює вихідну частоту перетворювачів автогенератора. Чутливість товщиномірних перетворювачів змінюється від 5,31 кГц/мкм до 7,5 кГц/мкм в діапазоні товщин від 0 до 500 мкм. Автогенераторні перетворювачі товщини з частотним виходом не потребують аналого-цифрових перетворювачів і підсилювачів для подальшої обробки інформаційних сигналів, що значно здешевлює інформаційно-вимірювальну апаратуру, а при роботі на надвисоких частотах можлива передача інформації. на значні відстані. Vinnytsia National Technical University 2024-11-16 Article Article application/pdf https://oeipt.vntu.edu.ua/index.php/oeipt/article/view/727 10.31649/1681-7893-2024-48-2-222-233 Optoelectronic Information-Power Technologies; Vol. 48 No. 2 (2024); 222-233 Оптико-електроннi iнформацiйно-енергетичнi технологiї; Том 48 № 2 (2024); 222-233 Оптико-електроннi iнформацiйно-енергетичнi технологiї; Том 48 № 2 (2024); 222-233 2311-2662 1681-7893 10.31649/10.31649/1681-7893-2024-48-2 en https://oeipt.vntu.edu.ua/index.php/oeipt/article/view/727/672

Similar Items