Актуальность и востребованность темы диссертации. В настоящее время одним из важных физико-технологических проблем в динамично развивающемся направлении электронно-вычислительной и информационной техники является разработка датчиков температуры с улучшенными функциональными характеристиками на основе модифицированных полупроводников, в частности, с нанокластерами, используемых для диагностики различных параметров и процессов в промышленности, на атомных реакторах, научных исследованиях и в других областях народного хозяйства.
Исследование взаимосвязи электрофизических параметров активной области кремниевых терморезисторов содержащих нанокластерные включения различных атомов с их эксплуатационными параметрами, позволяют раскрыть их ранее неизвестные новые технические решения. Усовершенствование активной области, увеличение чувствительности и решение проблем снижения разброса параметров, а также разработка технологии изготовления нового поколения термодатчиков на основе материалов с нанокластерами обеспечивающих измерение температуры при различных условиях контроля является важным направлением исследований.
Применение в устройствах и системах контроля параметров промышленных объектов термодатчиков входящих в класс полупроводниковых приборов на основе материалов с нанокластерами требует исследования путей повышения их чувствительности и схем включения. Поэтому исследования, проводимые по диффузионным процессам различных нановключений, а также влияния на свойства терморезисторов нанокластерных включений, направленных на оптимизацию функциональных параметров терморезисторов являются актуальными.
Данное исследование направлено на создание нового способа диффузии обеспечивающего формирование нановключений, а также выбору параметров материала базы и разработке путей получения контактов с улучшенной адгезией, что в совокупности направлено на изготовление термодатчиков со стабильными параметрами. Необходимость улучшения функциональных характеристик таких термодатчиков, разработка экономичной технологии их изготовления и создание технологического маршрута этой технологии имеет важное научно-практическое значение.
Настоящая диссертация в определенной степени служит выполнению задач по повышению конкурентоспособности изделий электронной техники отмеченных в постановлении Президента Республики Узбекистан ПП-1442 «О приоритетах развития промышленности республики Узбекистан в 2011 -2015 годах» от 15 декабря 2010 года, а также в других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере.
Целью исследования является развитие диффузионной технологии получения высокочувствительных датчиков температуры с нанокластерами никеля и разработка на их основе управляющих температурные процессы комплекса термодатчиков и устройств со стабильными параметрами и устойчивых к различным видам воздействий для систем контроля температуры объектов.
Научная новизна исследования заключается в следующем:
разработан способ диффузии никеля в объем кремния с встраиваемыми нанокластерами в кремнии, который состоит из трех ступеней, то есть в каждой ступени температура (300-600; 600^-900; 900-4200 °C)
последовательно повышается со скоростью 5 град/мин., выдерживается в течение определенного времени (10 минут), затем охлаждается со скоростью 100 град/сек;
создана технология получения сильнолегированного слоя для омических контактов к кремниевой структуре легированной никелем, которая заключается в том, что на поверхность кремниевой структуры слой металла никеля осаждается химическим способом и подвергается термо-обработке при 650°С в течение 10 минут;
впервые на основе кремния с нанокластерами разработан термодатчик обладающий высокой чувствительностью (7800 К) и стабильностью выходных характеристик и предложен технологический маршрут его изготовления;
экспериментально показано, что введение корректирующей обратной связи с помощью операционного усилителя приводит к снижению времени переходного процесса термодатчика до одного порядка;
экспериментально показано, что удельное сопротивление легированных никелем кремниевых датчиков температуры с концентрацией носителей больше 1016 см'3 при воздействии гамма радиации дозой 106 рентген изменяется незначительно, то есть являются устойчивыми воздействию радиации, а в образцах с концентрацией носителей меньше 1014 см'3 при дозах (5-Н0)106 рентген происходит инверсия типа проводимости (п —>р);
предложен способ оптимального структурного параметрического проектирования измерительного преобразователя на основе термодатчика путем компьютерного моделирования позволяющая выбрать, в соответствии с требуемыми параметрами (чувствительность, линейность статических характеристик, быстродействие и других), форму, контактные вывода, защитный слой и параметры измерительной схемы;
определена возможность уменьшения погрешностей термодатчиков, характеризуемых тепловой инерционностью и нелинейностью статических характеристик, путем подбора требуемого граничного интервала температуры.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На основе проведённых исследований по докторской диссертации на тему «Разработка термодатчика на основе кремния с нанокластерами атомов никеля и его технологии изготовления» представлены следующие выводы:
1. Предложен новый способ процесса диффузии никеля в кремний, заключающийся в проведении процесса диффузии в режиме нарастания температуры со скоростью 5-40 градус/минут в интервале температур 60СН-1250 °C обеспечивающий получение нанокластеров никеля в объеме кремния.
2. Для получения омического контакта с улучшенной адгезией к поверхности кремния, в объем которого проведена диффузия никеля, предложено произвести осаждение тонкого слоя (3 мкм) металла никеля химическим способом с последующей термообработкой при 650 градусах Цельсия в течение 10 минут.
3. Впервые предложены принципы создания термодатчика на основе кремния с нанокластерами никеля обладающего высокой чувствительностью (7800 К) и стабильностью выходных характеристик, предложен технологический маршрут его изготовления.
4. Показано, что при воздействии гамма излучением дозой 106 рентген удельное сопротивление легированных никелем кремниевых термодатчиков остается неизменным, а по мере увеличения дозы облучения до 10s рентген коэффициент температурной чувствительности увеличивается на 10%.
5. Путем компьютерного моделирования в зависимости от требуемого фактора (чувствительности, стоимости, точности, надежности и т.д.) предложены методы структурного параметрического проектирования измерительного преобразователя позволяющие выбрать соответствующую форму датчика, контактные выводы, защитный слой датчика и параметры измерительной схемы.
6. Установлена взаимосвязь между корректирующими (линеаризующими измерительный параметр) сопротивлениями и чувствительностью термодатчика, позволяющая выявить область максимальной чувствительности датчика в электронной схеме.
7. Выявлена возможность снижения погрешностей датчиков температуры от 10% до 2% обусловленных нелинейностью их статических характеристик и тепловой инерционностью путем выбора корректирующих сопротивлений и интервала температуры в требуемой окрестности.
Maqolada maktabgacha yosh davridagi bolalarning sensor taraqqiyoti va xususiyatlari uni yoshga bog`liq xolatlari va aqliy taraqqiyotni sensor taraqqiyotga bog`liq ekanligi sensor taraqqiyotni amalga oshirish yo`l-yo`riqlari ko`rsatib o`tilgan bo`lib sensor taraqqiyotni rivojlantiruvchi mashqlar va o`yinlar haqida malumotlar berilgan.Bundan tashqari sensor taraqqiyot bo`yicha olib borilgan ilmiy ishlar va
olimlarning fikrlari bayon etilgan
Объект исследования: индукционные датчики угловых ускорений (ИДУУ).
Цель работы: разработка и исследование ИДУУ с высокой чувствительностью, регулируемым диапазоном и расширенными функциональными возможностями для систем автоматического регулирования скорости движения поездов.
Методы исследований: теории цепей с распределенными параметрами, погрешностей, энергоинформационный метод поискового конструирования датчиков и аппарат параметрических структурных схем (ПСС) с применением компьютерной техники, а также экспериментальные методы исследований.
Полученные результаты и их научная новизна: разработаны новые конструкции ИДУУ с высокой чувствительностью, регулируемым диапазоном и расширенными функциональными возможностями, защищенные патентами РУз, и их математические модели; получены уравнения аппроксимирующих функций удельного магнитного сопротивления стали от магнитной индукции с учетом магнитного сопротивления ферромагнитной жидкости и соответствующие им решения нелинейных дифференциальных уравнений; разработаны ПСС для аналитического исследования статических и динамических характеристик, а также погрешностей.
Практическая значимость: разработанные ИДУУ имеют высокую чувствительность, регулируемый диапазон преобразования и расширенные функциональные возможности. Разработанные математические модели позволяют на стадии конструирования ИДУУ исследовать их в статическом и динамическом режимах.
Степень внедрения и экономическая эффективность: разработанный ИДУУ внедрен в производственный процесс локомотивного депо «Тинчлик» регионального железнодорожного узла «Бухара». При этом годовой экономический эффект составляет 3,7 млн. сум.
Область применения: результаты работы могут быть широко использованы при разработке ИДУУ, предназначенных для систем автоматического регулирования на железнодорожном транспорте и в других отраслях народного хозяйства.
Актуальность и востребованность темы диссертации: На сегодняшний день в странах мира различными являются уровень обеспеченности водными ресурсами, в среднем на каждого человека приходится 24 646 м3 (24,65 млн.литров) воды в год.1 С увеличением роста населения мира быстрыми темпами растет спрос на питьевую воду. Согласно статистическим данным для населения земного шара объем годовой потребности потребления питьевой воды составляет 64 млн.м3. По результатам исследований к 2025-2030 годам 47% населения стран планеты ощущает нехватку воды.2 Обеспечение питьевой водой населения мировых государств и совершенствование методов анализа состояния гидросферы подземных вод, повышение эффективности проведения гидрогеологических опытов для эксплуатации экологически чистых вод, определению информационных неопределенностей, связанные с доминированием информации относящихся к гидрогеологическим объектам уделяется отдельное внимание.
В Республике Узбекистан проведены широкомасштабные мероприятия по эффективной организации мер по формированию и эксплуатации водозаборных подземных вод. В этой сфере, в том числе, совершенствование и развитие разработки механизмов рационального использования водных ресурсов с учетом особенностей каждого региона, анализ нужд и потребностей населения в питсвой и хозяйственной воде, создание технологии и методов распрсснсния аномалий высокоминсрализованных подземных вод, определение состава и объема резервов одно- и двухслойных подземных вод.
В мире особое внимание уделяется разработке методов и алгоритмов нечетко-детерминированного моделирования процессов формирования и эксплуатации водозаборных подземных вод (ВПВ) на основе сезоннорегиональных особенностей и нового поколения компьютеризированной системы. В этой области осуществление целенаправленных научных исследований является приоритетными задачами, в том числе, научные исследовании в следующих направлениях: создание комплекса программных средств и математических аппаратов, предназначенных для решения задачи распрсснсния аномалий высокоминсрализованных подземных вод в сильно засоленных условиях одно- и двухслойного строения водоносных пластов; разработка нечетко-дстсрминированных математических моделей динамического наблюдения водных ресурсов в процессе формирования, эксплуатации и восстановления ВПВ в одно- и двухслойных водоносных пластах; разработка алгоритмов и методов нечетко-детерминированного моделирования сезонно-территориальных процессов формирования, эксплуатации и восстановления ВПВ; определение закономерностей исследования гидрогеологических, технологических и экологических основ функционально-структурного формирования одно- или двухслойных ВПВ; разработка структуры компьютеризированной системы мониторинга ВПВ, основанной на информационной интеграции процессов принятия решений и нечетко-детерминированного моделирования ВПВ на базе беспроводных сенсорных сетей;
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных в законе Республики Узбекистан «О воде и водоиспользовании» (ЗРУ-837-ХП от 6 мая 1993 года), в Постановлении Президента Республики Узбекистан № ПП-1989 от 27 июня 2013 года «О мерах по дальнейшему развитию Национальной информационнокоммуникационной системы Республики Узбекистан», и Постановлении Президента Республики Узбекистан №ПП-2264 от 17 ноября 2014 года «Об Инвестиционной программе Республики Узбекистан за 2015 год», а также в Постановлении Кабинета министров Республики Узбекистан №82 «Порядок водопользования и водопотрсбления в Республике Узбекистан» от 19-марта 2013 года.
Целью исследования является разработка методов, алгоритмов и компьютеризированной системы нечетко-детерминированного моделирования процессов формирования и эксплуатации с учетом сезонно-территориальных особенностей одно- или двухслойных водозаборов подземных вод.
Научная новизна исследования заключаются в следующем:
разработаны алгоритмы и комплекс программных средств нечетко-детерминированного моделирования процессов территориально-объемного формирования, эксплуатации и сезонного восстановления, фильтрации ВПВ;
разработаны информационно-технологические и идентификационноинформационные модели, обеспечивающие в интерактивной форме взаимосвязи между водозаборами подземных вод и их нечетко-детерминированными моделями;
разработана структура компьютеризированной системы на основе нечетко-детерминированных моделей водозаборов подземных вод и беспроводных сенсорных сетей информационной интеграции процессов принятия решений;
разработаны программные средства, алгоритмы и нечетко-детерминированные модели процессов распрсснсния аномалий высокоминсрализованных подземных вод в сильно засоленных условиях одно- и двухслойного строения водоносных пластов;
разработаны алгоритмы, программные средства и принципы распараллеливания процессов создания нечетко-детерминированных моделей гсофильтрационных процессов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На основе проведённых исследований по докторской диссертации на тему «Система нечетко-детерминированного моделирования процессов формирования и эксплуатации водозаборов подземных вод» представлены следующие выводы:
1. Алгоритмы и программный комплекс нечетко-детерминированного моделирования гидрогеологических объектов водозабора подземных вод природно-техногенного характера дают возможность с достаточной надежностью прогнозировать и оценить динамику изменения резервных запасов подземных вод.
2. Технология формирования запасов подземных вод на основе создания ВПВ в одно- и многослойного строениях водоносных пластов создает возможность управления и оперативного исследования закономерностей формирования подземных вод.
3. Разработаны и обоснованы нечетко-детерминированные модели формализации процессов формирования, эксплуатации и восстановления ВПВ в условиях неоднородности фильтрационной сферы в горизонтальном и вертикальном разрезе, нечеткости начальных и граничных условий, неопределенности режимов работы источников поверхностных и подземных водозаборных скважин.
4. Предложены нечетко-детерминированные модели взаимосвязи в двухслойных областях геофильтрационных и гидрохимических режимов в условиях взаимосвязи двухслойных геофильтрационных областей исходя из условий квази двухмерности потоков, формирующих гсофильтрационныс процессы и двухмерности в вертикальном разрезе потоков соленых вод в подземных скважинах на основе гипотезы Мятисва-Гиринского, в условиях одно- и двухслойной подземной гидросферы.
5. Предложенные алгоритмы и программный комплекс нечетко-детерминированных моделей эффективной реализации технологических схем ВПВ адекватно учитывают параметры, типы и конструкции инфильтрационных и водозаборных устройств.
6. Распараллеливание процессов создания нечетко-детерминированных моделей ВПВ осуществляется в направлении визуализации, формирования данных и решаемых задач, сегментации вычислительных процессов, а также, обоснования распараллеливания задачи режима откачки вод из подводных заборов и при четырех вариантах решения задач в последовательном режиме, в разных граничных условиях обеспечивает расход времени 83 мле, а в параллельном режиме 2 мле.
7. Предложены алгоритмы и программные средства создания информационной модели, осуществляющие информационную взаимосвязь между нечетко-детерминированной моделью ВПВ, составляющие параметры процесса моделирования, выполняют задачи управления и проведения вычислительных экспериментов в различных вариантах значений граничных условий.
8. Целью непрерывного измерения значений параметров ВПВ (уровень подземных вод, температуры и минерализации) информационной базы компьютеризированной системы, основанной на интегрировании информационных процессов принятия решений и нечетко-детерминированной модели ВПВ, во-первых, является недопущение грубых ошибок при измерении и устранении влияния человеческих факторов и, во-вторых, при решении проблемы актуальности данных, осуществляется измерение в режиме реального времени на основе беспроводных сенсорных сетей и передаче данных мониторинга ВПВ в компьютеризированную систему.
9. Возможности использования граничных условий в качестве отдельных тематических пластов моделей геоинформационных систем в исследовании концентрации и уровней подземных вод, особенностей использования геоинформационных технологий нечетко-детерминированного моделирования ВПВ будут использованы в процессе проведения вычислительных экспериментов определения геофильтрационных параметров в неоднородных условиях фильтрационной сферы, изменения территориальных гидрогеологических условий.
2SB-10 drying drum is widely used in cotton ginning enterprises. During the drying process, a temperature sensor is placed on the drum in order to prevent raw materials from burning due to high temperature. As a result, regular control of the temperature inside the drum is achieved. 2SB-10 drying drum is improved and the process is automated.
Ushbu maqola maktabgacha ta’lim muassasasidagi bolalar tasviriy faoliyati atrof muhit, borliqni bilishga asoslanadi. Bunda turli xil mazmunli-rolli, dramalashtirish, didaktik va harakatli o‘yinlar o‘tkazilishiga bag‘ishlanadi. Bu usul yordamida yengil, quvnoq muhit yaratadi va mashg‘ulotlarda o‘yinli holatlarni tashkil etish yaxshi natijalar beradi.
Объекты исследования: технологические газы, атмосферный воздух, экологические системы и фтористый водород, являющийся токсичным компонсн-том газовых смесей.
Цель работы: оптимизация условий разработки полупроводниковых методов с улучшенными метрологическими характеристиками, создание на их основе селективных сенсоров для газоанализаторов с целью непрерывного автоматического определения фтористого водорода в широком интервале концентраций, их испытание и внедрение в производство.
Методы исследования: полупроводниковый метод-являюшиеся одним из разновидностей электроаналитических методов анализа.
Полученные результаты и их новизна: С использованием подобранных полупроводников и оптимизированных параметров обеспечены высокая чувствительность определения фтористого водорода в присутствии водорода, оксида углерода. метана, паров углеводородов и др. газов. Обеспечение чувствительности и селективности определения фтористого водорода, основанное на использовании сенсоров с чувствительным элементом, содержащих полупроводниковые слои, обладающие селективной сорбционной способностью к определяемым компонентам газовой смеси. Предложена конструкция полупроводникового сенсора, обеспечивающая высокую чувствительность определения фтористого водорода в газовых смесях. Изучено влияние различных факторов на метрологические, эксплуатационные. аналитические и другие характеристики сенсора и газоанализатора фтористого водорода.
Практическая значимость: разработаны селективные полупроводниковые сенсоры и на их основе созданы газоанализаторы, обеспечивающие определение фтористого водорода в широком диапазоне его концентраций. Изготовленные сенсоры отличаются высокой чувствительностью, селективностью, быстродействием. а также надежностью и работоспособностью при жестких и экстремальных условиях и эксплуатации.
Степень внедрения и экономическая зффективность: экспериментальные образцы изготовленных сенсоров нашли применение при производстве опытных образцов стационарных и переносных (портативных) приборов для контроля фтористого водорода. Газоанализатор «МАГ-HF» в жестких условиях эксплуатации работал достаточно стабильно и может быть применен для оценки степени экологической безопасности атмосферного воздуха и состава технологических газов.
Область применения: контроль состава атмосферного воздуха и технологических газов, экология, медицина, физическая и аназитичсская химия.
Maqolada masofadan zondlash orqali turli kartalarni tuzishda kosmik suratlar, ma’lum bir hududning mavzuli kartasini tuzish zarur bо‘lganda, qisqa vaqt ichida masofadan zondlashdan olingan signallardan yetarlicha ma’lumot olish mumkin. Bu esa karta tuzishni tezlashtirish bilan birga aniqlikni ham oshiradi. Masofadan zondlash texnologiyalaridan foydalanib qishloq xо‘jaligi ekin turlarini kartalashtirishda foydalanish orqali karta tuzish ishlari ancha yengillashadi.
Yer yuzasida o'zgarishlarni aniqlashning aniqligi
inson va tabiat hodisalari o'rtasidagi munosabatlar va o'zaro ta'sirlarni tizimlari (GIS) erdan foydalanish va er qoplamining o'zgarishi haqida aniq ma'lumot berish imkoniyatiga ega. Ushbu maqolada biz erdan foydalanish va er qoplamining o'zgarishini aniqlash uchun qo'llaniladigan asosiy usullarni o'rganamiz. O'n bitta o'zgarishlarni aniqlash texnikasi ko'rib chiqiladi. Tegishli adabiyotlarni tahlil qilish shuni ko'rsatadiki, eng ko'p qo'llaniladigan usullar tasniflashdan keyingi taqqoslash va asosiy komponentlar tahlilidir. Tasniflashdan keyingi taqqoslash ikki sana o'rtasidagi atmosfera va sensor farqlarining ta'sirini minimallashtirishi mumkin. Tasvirni farqlash va tasvirni nisbatlashni amalga oshirish oson, lekin ba'zida ular aniq natijalarni bermaydi. Gibrid o'zgarishlarni aniqlash ko'plab texnikaning afzalliklaridan to'liq foydalanadigan foydali texnikadir, lekin u murakkab va boshqa usullarning xususiyatlariga bog'liq, masalan, nazorat ostida va nazoratsiz tasniflash. O'zgarishlar vektor tahlilini amalga oshirish qiyin, ammo u o'zgarish yo'nalishi va hajmini ta'minlash uchun foydalidir. So'nggi paytlarda o'zgarishlarni aniqlashda sun'iy neyron tarmoqlar, chi kvadrat, qarorlar daraxti va tasvir sintezi tez-tez ishlatib kelinmoqda. Masofaviy zondlash ma'lumotlari va GISni o'zgarishlarni aniqlashga integratsiyalash bo'yicha tadqiqotlar ham ko'paydi. lekin u o'zgarishlarning yo'nalishi va hajmini ta'minlash uchun foydalidir. So'nggi paytlarda o'zgarishlarni aniqlashda sun'iy neyron tarmoqlar, qarorlar daraxti va tasvir sintezi tez-tez ishlatib kelinmoqda. Masofaviy zondlash ma'lumotlari va GISni o'zgarishlarni aniqlashga integratsiyalash bo'yicha tadqiqotlar ham ko'paydi.
Ооъект исследования: многопредельные трансформаторы тока (ТТ).
Цель работы: разработка и исследование многопредельных трансформаторов тока с расширенными функциональными возможностями и улучшенными динамическими свойствами для систем управления устройствами электроснабжения железнодорожного транспорта.
Методы исследований: теории электрических и магнитных цепей и электромагнитного поля, погрешностей, энергоинформационный и морфологический методы поискового конструирования датчиков и аппарат параметрических структурных схем (ПСС) с применением компьютерной техники, а также экспериментальные методы исследований.
Полученные результаты и их научная новизна: разработаны новые конструкции многопредельных ТТ с расширенными функциональными возможностями и улучшенными динамическими свойствами, защищенные патентами РУз, и их математические модели; способ снижения погрешности многопредельных ТТ при их работе в переходных режимах.
Практическая значимость: разработанные многопредельные ТТ имеют расширенные функциональные возможности и относительно высокую точность преобразования при работе в переходных режимах. Разработанные математические модели, позволяют на стадии проектирования многопредельных ТТ исследовать их в статическом и динамическом режимах.
Степень внедрения и экономическая эффективность: Разработанный многопредельный ТТ внедрен в производственный процесс на тяговой подстанции «Транспортный» дистанции электроснабжения «Хавает». При этом годовой экономический эффект составляет 5,3 млн. сум.
Область применения: результаты работы могут быть широко использованы при разработке многопредельных ТТ, предназначенных для систем управления режимами работы устройств электроснабжения на железнодорожном транспорте и в других отраслях народного хозяйства.
The article considers the use of HC-SR04 sensors for measuring the distance to an object in a collaborative robot workspace. Special attention is paid to the visualization of the received data, which allows for effective analysis of information about the robot's environment. The experimental results show that the HC-SR04 can provide satisfactory measurement accuracy, which is important for the safety and optimization of robotic systems. The use of data visualization helps to improve interaction with the environment and increases the tasks efficiency.