Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Self-oscillating parametric humidity sensor with frequency output signal

Osadchuk Iaroslav O., Osadchuk Oleksandr V., Osadchuk Vladimir. S., Krylik Lyudmila. V.

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2023

|

T. 13, nr 1

42--49

EN

A self-oscillating parametric humidity sensor has been developed that implements the principle of "humidity-frequency" conversion into hybrid integrated circuit based on a microelectronic transistor structure with a negative differential resistance, in which the humidity-sensitive element is a resistor of the HR202 type. For the purposes of determining parameters self-oscillating parametric humidity sensor with frequency output a mathematical model has been developed that takes into account the effect of humidity on a sensitive resistive element, which is an integral element of the device. Based on the mathematical model, analytical expressions for the transformation function and the sensitivity equation are obtained. It is shown that the main contribution to the conversion function is made by relative humidity. The computer simulation and experimental studies of a self-oscillating parametric humidity sensor with a frequency output signal contributed to obtaining the main parameters and characteristics, such as the dependence of the generation frequency on changes in relative humidity in the range from 30% to 99%, the change in sensitivity on relative humidity, the dependence of the active and reactive components of the impedance in the frequency range from 50 kHz to 2 GHz; standing wave ratio, change in logarithmic magnitude and spectra of the output signal of a parametric humidity sensor with a frequency output signal in the LTE-800 Downlink frequency range. The obtained electrical characteristics confirm the operability of the developed device. The sensitivity of the developed self-oscillating parametric humidity sensor in the range of relative humidity change from 30% to 99% has a value from 332.8 kHz/% to 130.2 kHz/%.

PL

Opracowano samooscylujący parametryczny czujnik wilgotności realizujący zasadę konwersji „wilgotność-częstotliwość” do hybrydowego układu scalonego opartego na mikroelektronicznej strukturze tranzystorowej o ujemnej rezystancji różnicowej, w której elementem czułym na wilgotność jest rezystor typu HR202 typ. Na potrzeby wyznaczania parametrów samooscylującego parametrycznego czujnika wilgotności z wyjściem częstotliwościowym opracowano model matematyczny uwzględniający wpływ wilgoci na czuły element rezystancyjny, będący integralną częścią urządzenia. Na podstawie modelu matematycznego uzyskuje się wyrażenia analityczne dla funkcji transformacji i równania wrażliwości. Pokazano, że główny udział w funkcji konwersji ma wilgotność względna. Symulacja komputerowa i badania eksperymentalne samooscylującego parametrycznego czujnika wilgotności z wyjściowym sygnałem częstotliwościowym przyczyniły się do uzyskania głównych parametrów i charakterystyk, takich jak zależność częstotliwości generacji od zmian wilgotności względnej w zakresie od 30% do 99%, zmiana czułości na wilgotność względną, zależność składowej czynnej i reaktywnej impedancji w zakresie częstotliwości od 50 kHz do 2 GHz; współczynnika fali stojącej, zmiany wielkości logarytmicznej i widma sygnału wyjściowego parametrycznego czujnika wilgotności przy częstotliwościowym sygnale wyjściowym w zakresie częstotliwości LTE-800 Downlink. Uzyskane charakterystyki elektryczne potwierdzają sprawność opracowanego urządzenia. Czułość opracowanego samooscylującego parametrycznego czujnika wilgotności w zakresie zmian wilgotności względnej od 30% do 99% przyjmuje wartość od 332,8 kHz/% do 130,2 kHz/%.

2

Mathematical simulation of a microelectronic transducer with frequency output for measuring the induction of the magnetic field

Osadchuk Alexander. V., Osadchuk Iaroslav A., Martyniuk Volodymyr V., Krylik Lyudmila. V., Evseeva Maria V.

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2022

|

T. 12, nr 2

43--49

EN

A new magnetically sensitive element based on the synthesized semiconductor material has been developed. A method for the synthesis of a complex compound has been developed tetrakis-μ3-(methoxo) (methanol)-pentakis (acetylacetonate) (tricuprum (II), neodymium (III)) methanol (I). Conducted properties have been studied complex compound in compressed form in the temperature range 273 - 493 K. In the developed magnetoresistor when changing the induction of the magnetic field from 10-3 to 200 mT, the resistivity varies from 3.12∙10-5 Ohm to 1.25∙10-2 Ohm∙m. On the basis of the developed magnetically sensitive resistive element the circuit solution of the frequency transducer of a magnetic field is offered. The frequency transducer of the magnetic field is a hybrid integrated circuit consisting of a bipolar transistor and a gate transistor. The frequency of generation of the developed transducer increases the most in the range from 10-3 T to 0.2 T, and at a supply voltage of 5.0 V varies from 250 kHz to 600 kHz, and in the whole range of changes in magnetic field induction varies from 250 kHz to 750 kHz. The sensitivity of the developed device with frequency output for measuring the induction of the magnetic field is from 400 Hz/mT to 800 Hz/mT.

PL

Opracowano nowy element czuły magnetycznie oparty na zsyntetyzowanym materiale półprzewodnikowym. Opracowano metodę syntezy związku złożonego tetrakis-μ3-(methoxo)(metanol)-pentakis(acetyloacetonian)(tricuprum (II), neodym (III)) metanol (I). Badano właściwości przewodzące związku złożonego w postaci sprasowanej, w zakresie temperatur 273–493 K. W opracowanym magnetooporniku przy zmianie indukcji pola magnetycznego od 10-3 do 200 mT rezystywność zmienia się od 3,12∙10-5 Ohm do 1,25∙10-2 Ohm∙m. Na podstawie opracowanego magnetycznie czułego elementu rezystancyjnego zaproponowano rozwiązanie układu przetwornika pola magnetycznego na częstotliwość. Przetwornik ten jest hybrydowym układem scalonym składającym się z tranzystora bipolarnego i tranzystora bramkowego. Częstotliwość generacji opracowanego przetwornika wzrasta najbardziej w zakresie od 10-3 T do 0,2 T i przy napięciu zasilania 5,0 V zmienia się od 250 kHz do 600 kHz, zaś w całym zakresie zmian indukcji pola magnetycznego zmienia się od 250 kHz do 750 kHz. Czułość opracowanego urządzenia z wyjściem częstotliwościowym do pomiaru indukcji pola magnetycznego wynosi od 400 Hz/mT do 800 Hz/mT.

3

Research on a magnetic field sensor with a frequency output signal based on a tunnel-resonance diode

Osadchuk Alexander. V., Osadchuk Vladimir. S., Osadchuk Iaroslav A.

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2020

|

T. 10, nr 4

51--56

EN

Based on the consideration of physical processes in a tunnel-resonant diode under the action of a magnetic field, the construction of an autogenerating magnetic field sensor with a frequency output signalis proposed. The use of devices with negative differential resistance makes it possible to significantly simplify the design of magnetic field sensors in the entire RF frequency range. Depending on the operating modes of the sensor, anoutput signal can be obtained in the form of harmonic oscillations, as well as in the form of pulse oscillations of a special form.The study of the characteristics of the magnetic field sensor is based on the complete equivalent circuit of the tunnel-resonant diode.Theequivalent circuit takes into account both the capacitive and inductive properties of the tunneling resonant diode.The inductive component exists under any operating conditions, as a result of the fact that the current flowing through thedevice is always lagging behind the voltage that caused it, which corresponds to the inductive response of a tunnel-resonant diode.

PL

Na podstawie uwzględnienia procesów fizycznych zachodzących w diodzie tunelowo-rezonansowej pod działaniem pola magnetycznego proponuje się skonstruowanie autogeneracyjnego czujnika pola magnetycznego o częstotliwościowym sygnale wyjściowym. Zastosowanie urządzeń o ujemnej rezystancji różnicowej pozwala znacznie uprościć konstrukcję czujników pola magnetycznego w całym zakresie częstotliwości RF. W zależności od trybu pracy czujnika sygnał wyjściowy można uzyskać w postaci oscylacji harmonicznych, a także w postaci oscylacji impulsów ospecjalnej postaci.Badanie charakterystyk czujnika pola magnetycznego opiera się na pełnym obwodzie zastępczym tunelowej diody rezonansowej. Obwód zastępczy uwzględnia zarówno właściwości pojemnościowe, jak i indukcyjnetunelowej diody rezonansowej. Składowa indukcyjna istnieje w każdych warunkach pracy, na skutek tego, że prąd przepływający przez urządzenie jest zawsze opóźniony w stosunku do napięcia, które go spowodowało, co odpowiada odpowiedzi indukcyjnej diody tunelowo-rezonansowej.

4

Polaronic transport through molecular quantum dots. Charging-induced NDR and rectification

Walczak K.

Materials Science Poland

|

2007

|

Vol. 25, No. 2

519--525

EN

The polaronic transport through molecules weakly connected to metallic electrodes in the nonlinear response regime has been studied. Molecule itself is treated as a quantum dot with discrete energy levels, its connection to the electrodes is described within the wide-band approximation, while the charging is incorporated by means of the self-consistent potential. Non-perturbative computational scheme, used in this work, is based on the Green's function theory within the framework of polaron transformation. This method transforms the many-body electron-phonon interaction problem into a one-body multi-channel single-electron scattering problem with occupation of polaron levels calculated in a self-consistent way. In particular, three different phenomena are discussed in detail resulting from charging in polaronic transport via discrete quantum states: the suppression of the current at higher voltages, negative differential resistance (NDR effect), and rectification.