Лупина Б. І. Мікромеханічні терморезисторні перетворювачі

Дисертаційна робота присвячена розробці терморезисторних первинних перетворювачів (ТРПП) за технологією мікроелектромеханічних систем на кремнії та встановленню фізико-технічних і конструктивних закономірностей зв'язку їх електричних і температурних характеристик із параметрами оточуючого середовища. Виконано моделювання місткових і мембранних термоізольованих структур в каналі прямокутного перетину на основі спільного розв'язку рівнянь теплопровідності для місткового перетворювача і середовища в каналі. Встановлено аналітичну залежність теплового опору термоізольованої структури від теплопровідності середовища, форми і геометричних розмірів теплогенеруючого елементу і каналу. Доведено функціональні і конструктивно-топологічні переваги багатоелементних ТРПП над одноелементними аналогами на прикладі калориметричного ТРПП лінійної швидкості рідини та газу. Аналітично встановлено, що діапазон монотонної лінійної залежності вихідної характеристики триелементного калориметричного ТРПП є конструктивно керованим, а чутливість занурювального перетворювача шириною 40 мкм в каналі висотою 300 мкм в 2,5 рази вища за чутливість одноелементного аналога за величини лінійної швидкості повітря в каналі 0,1 м/с. Виявлено закономірності впливу зміни температури вимірюваного середовища на характеристику перетворення теплогенеруючого елементу в самозбалансованих місткових схемах, розроблено новий спосіб компенсації температурної чутливості за методом модуляції струму живлення. Розроблено способи виготовлення первинних перетворювачів, способи вимірювання абсолютного тиску та густини газів за методикою динамічного нагрівання. Проведено апробацію перетворювачів лінійної швидкості (об'ємних витрат) газу в приладах діагностики функції зовнішнього дихання людини з виконанням комплексу медико-технічних вимог до сучасних спірометрів.