цКЮБМЮЪ ЯРПЮМХЖЮ яКСВЮИМЮЪ ЯРПЮМХЖЮ
йюрецнпхх:
юБРНЛНАХКХюЯРПНМНЛХЪаХНКНЦХЪцЕНЦПЮТХЪдНЛ Х ЯЮДдПСЦХЕ ЪГШЙХдПСЦНЕхМТНПЛЮРХЙЮхЯРНПХЪйСКЭРСПЮкХРЕПЮРСПЮкНЦХЙЮлЮРЕЛЮРХЙЮлЕДХЖХМЮлЕРЮККСПЦХЪлЕУЮМХЙЮнАПЮГНБЮМХЕнУПЮМЮ РПСДЮоЕДЮЦНЦХЙЮоНКХРХЙЮоПЮБНоЯХУНКНЦХЪпЕКХЦХЪпХРНПХЙЮяНЖХНКНЦХЪяОНПРяРПНХРЕКЭЯРБНрЕУМНКНЦХЪрСПХГЛтХГХЙЮтХКНЯНТХЪтХМЮМЯШуХЛХЪвЕПВЕМХЕщЙНКНЦХЪщЙНМНЛХЙЮщКЕЙРПНМХЙЮ
жидкостные сенсоры: кондуктометрия на постоянном токе
|
|
Тесты на реакцию сенсоров на основе глубокополяризованных электродов (датчики на ДЭС) были проведены множество раз и описаны в [12; 324; 483; 484]. Сенсоры на основе глубокополяризованных электродов представляют собой сверхчувствительную двух- и четырёхэлектродную кондуктометрическую схему, работающую на постоянном токе. В разных сенсорах используются как платиновые, так и стальные электроды, погружённые в бидистиллированную воду в стеклянных или металлических контейнерах (см. рис. 90).
Рис. 90. (а) Общая структура всех приборов (из [324]); (б) четырёхэлектродные сенсоры; (в) двухэлектродные сенсоры (из [324]); (г) внешний вид сенсоров.
Все сосуды помещены в несколько изолирующих корпусов, выполненных из латуни. Пространство между корпусами заполнено натуральной шерстью для теплоизоляции. Электроды сенсоров через фильтрующие и развязывающие элементы соединены с программируемой системой на чипе серии CY8C5588AXI-060 с 20-битным дельта-сигма АЦП, который осуществляет сбор данных с токовых электродов, восьми температурных датчиков, трёх акселерометров и одного детектора электромагнитных и магнитных полей (ME 3951А производства « Gigaherz Solutions» в диапазоне 5 Гц — 400 кГц) и производит их обработку. С помощью USB интерфейса микроконтроллер соединён с компьютером, который записывает данные на жёсткий диск. Считывание данных происходит удалённо через интернет, то есть оператор не входит в лабораторию, где проводился эксперимент. Все установки тщательно экранированы от ЭМ-излучения и температурных колебаний и закрыты в металлическом шкафу, сделанном из 3-мм стали. Изменения, вызванные действием « высокопроникающего излучения», детектируются как изменения постоянного тока.
Рис. 91. Измерение параметров реакции детектора на воздействие светодиодного генератора. Серой полосой показано время действия генератора, расстояние между генераторами и детекторами 0, 5 ± 0, 15 метра; (а) изменения температуры во время эксперимента С202; (б) изменения показаний токового сенсора во время эксперимента С202; (в) изменения показаний токового сенсора во время эксперимента С213. Данные из работы [325].
Для анализа можно использовать оценки сигнала, опубликованные в [325]. Пример отклика сенсора на светодиодный генератор приведён на рис. 91. Характерными параметрами реакции являются время отклика t2 и отклонение тока Δ l от его ожидаемого значения для некоторого фиксированного интервала времени. Это соотношение можно использовать для оценки эффективности. Например, для интервала t2= 120 мин мы получаем ожидаемое l = 13, 341 μ A и фактическое l = 13, 258 μ A.
Погрешность этого измерения складывается из нескольких факторов: систематической погрешности измерения малых токов, изменения Δ l, вызванного колебаниями температуры за время t2 (их можно оценить по уровню флюктуации температуры), и случайные погрешности, вызванные прочими факторами (например механическими воздействиями). В общем, мы можем оценить систематическую погрешность на уровне < 0, 5% и случайную погрешность на уровне 0, 1%.