Метод вбудованої діагностики на основі аналізу параметрів релаксаційних процесів п'єзоелектричних сенсорів
Article Sidebar
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
Main Article Content
Abstract
Розроблено новий метод вбудованої діагностики сенсорів на основі п’єзоелектричних перетворювачів, який ґрунтується на аналізі параметрів релаксаційних процесів у спеціалізованих сигнальних трактах. Запропонований підхід передбачає формування інформативних сигналів про стабільність або нестабільність функціонування сенсорів шляхом вимірювання та обробки характеристик релаксаційних процесів у передавальних (актюаторних) і приймальних (сенсорних) трактах п’єзоелектричних перетворювачів. Для узгодження рівнів живлення між передавальними та приймальними ланками сенсорних систем запропоновано використання підвищуючих (boost) перетворювачів напруги. Розглянуто алгоритмічно-структурні рішення щодо оптимізації релаксаційних процесів у колах цих перетворювачів з метою підвищення стабільності роботи сенсорів. Проведено моделювання запропонованої системи з використанням SPICE-макромоделей та здійснено аналіз впливу параметрів релаксаційних процесів на надійність і ефективність функціонування сенсорних пристроїв.
Article Details
References
Yao, S., Zhang, Y., Li, Y., Wang, Y., & Zhang, J. (2021). A small diameter ultrasonic water meter with self-diagnosis function and self-adaptive technology. IEEE Access, 9, 80703–80715. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3085300. DOI: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3085300
Kang, L., Feeney, A., & Dixon, S. (2020). The high-frequency flexural ultrasonic transducer for transmitting and receiving ultrasound in air. IEEE Sensors Journal. https://doi.org/10.1109/JSEN.2020.2981667 DOI: https://doi.org/10.1109/JSEN.2020.2981667
Lee, S., Choi, W., & Lee, D. (2019). Securing ultrasonic sensors against signal injection attacks based on a mathematical model. IEEE Access, 7, 1–1. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2932843 DOI: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2932843
Roy, R., Hazarika, N., & Bezboruah, T. (2023). Ultrasonic sensor-based weight measurement using extension spring. IEEE Sensors Letters, 7(1), 1–4. https://doi.org/10.1109/LSENS.2023.3307113 DOI: https://doi.org/10.1109/LSENS.2023.3307113
Horsley, D., Lu, Y., Tang, H.-Y., Jiang, X., Boser, B., Tsai, J., Ng, E., & Daneman, M. (2016). Ultrasonic fingerprint sensor based on a PMUT array bonded to CMOS circuitry. Proceedings of the IEEE International Ultrasonics Symposium (ULTSYM), 1–4. https://doi.org/10.1109/ULTSYM.2016.7728817 DOI: https://doi.org/10.1109/ULTSYM.2016.7728817
Cadence Design Systems. PSpice: Simulation and verification for electronic circuit design. Retrieved April 2, 2025, from https://www.pspice.com
Analog Devices.. LTspice simulator. Retrieved April 2, 2025, from https://www.analog.com/en/design-center/design-tools-and-calculators/ltspice-simulator.html.