CC BY
13
• Добавление своих навыков;
• Возможность просматривать вакансии, отфильтровывать их по интересующим критериям;
• Возможность откликнуться на нужную вакансию;
• Возможность заполнить анкету с контактными данными. Основные функции сайта для менеджера по персоналу:
• Просмотр подходящих резюме, автоматически отфильтрованных из списка откликов;
• Возможность просмотреть контактные данные заинтересовавшего кандидата. Цели создания приложения
Основные цели создания онлайн-сервиса - оптимизация работы менеджера по персоналу, облегчение процесса поиска работы соискателям, в том числе студентам, не имеющим опыта работы и испытывающим сложности с формированием резюме. Инструменты для создания приложения
Сайт будет работать c системой управления реляционными базами данных SQL Server. База данных будет включать в себя следующие данные: информацию о вакансиях; информацию о навыках, необходимых для кандидата, соответствующей данной вакансии; данные о соискателях; информацию о навыках соискателей.
Сервер сайта будет реализован с помощью программной платформы Node.js, выполняющей роль веб-сервера, а Клиент - с помощью языка JavaScript и инструментов для разработки интерфейса html и css.
На данный момент проблема безработицы среди студентов стоит достаточно остро, и потому требуется облегчить молодым людям процесс презентации себя перед потенциальными работодателями, для того, чтобы даже без опыта работы, каждый выпускник вуза мог найти работу себе по душе. Список использованной литературы:
1. Рудаков В.Н. Безработица среди выпускников образовательных организаций: масштабы, причины, длительность, способы поиска работы: // Высшая школа экономики, 2020: [Электронный ресурс]. URL: https://www.hse.ru/data/2020/12/03/1354425820/release_21_2020.pdf
2. Рощин С.Ю., Маркова К.В. Выбор каналов поиска работы на российском рынке труда. // Высшая школа экономики, 2004: [Электронный ресурс]. URL: https://lirt.hse.ru/data/469/349/1234/WP_04-05r.pdf
3. Беглова Е., Насырова С. Безработица молодого поколения как подавляющий фактор человеческого развития. // Экономика и управление: научно-практический журнал, №6, 2016: [Электронный ресурс]. URL: https://bagsurb.ru/about/journal/svezhiy-nomer/6-2016/11%20BEGLOVA,%20NASYROVA.pdf
© Гизатуллина Р.Р., 2022
УДК 621.372.6
Жежерин А.Р.
кандидат технических наук, доцент СПбГУАП,
г. Санкт-Петербург, РФ Параскун А.С. старший преподаватель СПбГУАП, г. Санкт-Петербург, РФ
АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СТРУКТУРЫ ПАВ ДЛЯ ДАТЧИКА ТЕМПЕРАТУРЫ
Аннотация
Устройства на поверхностных акустических волнах (ПАВ) достаточно успешно используются при
разработке датчиков различных физических величин, в том числе и температуры. Привлекательные свойства устройств такие как, малые размеры, отсутствие необходимости питания, стабильность параметров во времени, радиационная стойкость, делают их конкурентно способными на рынке измерительных устройств. В работе показана возможность использования устройства на ПАВ в датчике температуры в качестве чувствительного элемента (ЧЭ). Две подложки разных срезов LiNbOз с разными температурными коэффициентами задержки, образуют два измерительных канала. Разные фазовые сдвиги акустических волн в каналах при изменении ^ определяют изменение максимальной амплитуды информационного сигнала, который формируется на ЧЭ при подаче на него измерительного импульса. Рассчитаны на ЭВМ и проанализированы частотные и временные характеристики элемента в зависимости от температуры. Показана линейная зависимость максимального значения информационного сигнала от измеряемой температуры.
Ключевые слова
Пьезоподложка, скорость поверхностной акустической волны (ПАВ), отражающая структура, температурный коэффициент задержки, импульсная характеристика датчиков, методика измерений,
информационный параметр
Введение
В настоящее время при разработке и изготовлении датчиков температуры применяются устройства на поверхностных акустических волнах (ПАВ). В качестве информационного признака часто используется зависимость от температуры скорости ПАВ в материале подложки. Изменение скорости может приводить к фазовым сдвигам радиосигналов, распространяющимся по подложке или к задержке сигналов в топологиях, использующих встречно-штыревые преобразователи (ВШП), отражающие структуры (ОС) и многополосковые отражатели (МПО).
Например, в [1] измерение изменения температуры объекта относительно заданной ^ производится по калибровочной кривой путем измерения на фиксированной резонансной частоте (425 МГц) изменения фазы Дф отраженного сигнала на одном из входов двухпортового резонатора в режиме холостого хода второго входа. Информационный параметр Д^ = К * а* / * ДТ (где К = дф/д/ крутизна
фазо-частотной характеристики (ФЧХ) резонатора на частоте ^ а - температурный коэффициент частоты, Д/ = а • / • ДТ- изменение резонансной частоты резонатора при изменении ^ на ДТ, / - резонансная
частота резонатора при ^ = Т) определял точность определения температуры. Точность измерения температуры составляла 0.20С. Недостатком способа измерения является необходимость применения специальной измерительной аппаратуры (векторного анализатора), снятие калибровочной кривой и ее использование при измерениях.
В устройстве [2] на пьзоподложке из 1280 YX LiNbOз в параллельных каналах использовались 2 линии задержки (ЛЗ) (в которых по обе стороны от ВШП ЛЗ применялись МПО), а также прибор для измерения коротких интервалов времени (ПИКИ). Расстояния между центрами МПО и центрами ВШП ЛЗ - L выбирались из условия Ь = Д •Ушв /2 • ТКЗ •ДТ, где Дt - точность измерения временных интервалов, определяемая ПИКИ, УПАВ - скорость ПАВ, ТКЗ - температурный коэффициент задержки, ДТ - точность
измерения ДТ определялась величиной - 20С. Однако, для определения ^ требовалось использование РС1 слота для РС, специального оборудования - ПИКИ и компьютерной программы для обработки результатов измерений.
Наибольшую точность в регистрации температуры получают при использовании дифференциальной схемы построения датчиков. Например, в устройстве [3] применяются 2 пьезоподложки с разными ТКЗ. На каждой подложке созданы топологии отражательных ЛЗ (с использованием в качестве ОС выходного ВШП) с разными расстояниями 11 и 12 от входного до
отражательного ВШП. Входные ВШП включены параллельно. Суммарная амплитуда отраженной ПАВ на сдвоенном приемо-передающем ВШП равна U = Ao ■ Cos{2nfo -т [1 + a(t — 200)]}, где
Т =Т[1 + &(t — 200)] - разность задержек сигналов в каналах при произвольной t0, та - задержка в
каналах при исходной t0 (например, 200 ), т = l / ^ - задержка сигнала в подложке. fo, 11 и 12 подбираются
так, чтобы разность задержек в 2-х каналах при исходной t0 =200 равнялась 0. При этом U = имакс. При изменении t0 U уменьшается. Точность измерения t0 определяется точностью измерения U. Относительная амплитуда и/имакс. измерялась с точностью 1%. Это обеспечивало точность измерения t0 (в интервале 3.70 относительно исходной t0) с точностью 0.040C. Недостатком метода является зависимость точности измерения t0 от точности выполнения расстояний 11 и 12.
В [4] рассмотрен датчик, выполненный на одной подложке из SiÜ2. На подложке найдены два направления с разными температурными коэффициентами частоты (ТКЧ), отличающиеся на 8ppm/C0. Вдоль этих направлений организованы топологии резонаторов. Дифференциальная измерительная схема с использованием генераторов, построенных на базе этих резонаторов (на частоте 434 МГц), позволила измерить t0 в интервале 1000C с точностью ± 5% от измеряемой величины.
В последнее время большая часть патентов посвящена беспроводным температурным датчикам, например [5,6,7]. Однако, создание достаточно простых по конструкции и обеспечивающих приемлемую точность измерения датчиков является актуальной задачей.
Структура температурно- чувствительного элемента
В работе исследуются характеристики устройства на ПАВ (названного температурным чувствительным элементом ТЧЭ), который может применяться в датчике температуры. Рассматривается топология устройства, описанная в [8].
Принцип действия ТЧЭ основан на применении пьезоподложек с неодинаковыми скоростями и температурными коэффициентами скорости ПАВ (или температурными коэффициентами задержки - ТКЗ) в разных каналах X и Y. В канале Y пьзоподложка изготовлена из YZ среза LiNbÜ3 (Vy пав при номинальной температуре 35o равна 3488м/с), материал подложки канала X -1280 YX срез LiNbÜ3 (Vx пав равна 3997м/с). У первого среза ТКЗ1 равен 96 ppm/oC, у второго среза - ТКЗ2 равен 71ppm/oC. Разница в ТКЗ (ДТКЗ) составляет 25 ppm/oC. Поскольку обе подложки изготовлены из разных срезов одного и того же кристалла, в некотором диапазоне температур зависимость ДТКЗ(Т°) может считаться линейной [9]. В работе исследуется работа устройства в диапазоне 35-45° C. Вид ТЧЭ показан на рис.1.
Каждый канал содержит симметричный ПАВ преобразователь встречно-штыревого типа без аподизации (3 и 4).
Рисунок 1 - Структура ТЧЭ
Количество электродов в преобразователях, коэффициент металлизации, апертура выбраны таким образом, чтобы обеспечить активную составляющую входного сопротивления ТЧЭ Квх = 500м и реактивную составляющую Хвх = 0 (на рабочей частоте ТЧЭ) для обеспечения согласования с 50 - омным источником входного сигнала. Отражающая структура (ОС) каждого канала, состоит из двух эквидистантных поочередно прореженных групп канавок (секций), расположенных на пьезоэлектрической подложке слева и справа от ВШП, с синфазным суммированием отраженных волн (5а, 5б и 6а, 6б) [10]. Количество канавок (N1) во всех секциях одинаковое. Ширина канавок и ширина интервалов между смежными канавками внутри каждой секции выбираются равными одной четверти длины ПАВ в канале (Л х или Лу). Протяженность каждой группы канавок в каналах X и У составляет соответственно L1x = 0.5-Ы1-Лх и Ну = 0.5-Ы1-Лу, где Лх и Лу длины ПАВ в каналах X и У соответственно. Протяженность секции 1_е может быть больше 1.1, т.е секция может быть заполнена канавками не полностью. 1_е =Ые-Л/2, где Ые - число полуволн в секции. Расстояние do между внутренним краем ОС и центром ВШП в канале X определяет начальную задержку в канале ^ = 0.5^х-1о. В канале У интервал между ВШП и ОС увеличен на величину, равную 1_е, ^ = ^ +Ье, поэтому все секции канала У смещены относительно секций X канала на 1_е. Пространственное смещение ОС в каналах необходимо для того, чтобы временное положение групп отражателей одного канала соответствовало промежуткам между отражателями другого канала. В результате этого при объединении каналов синтезируется структура, содержащая N = 2^сек групп канавок, где Ысек - число секций в ОС канала. Импульсная характеристика такой структуры представляет собой последовательность радиоимпульсов (символов) одинаковой частоты с огибающей типа Бте^) и длительностью символа, определяемой шириной частотной характеристики ВШП каждого канала [10].
Анализ характеристик ТЧЭ
Для учета переотражений акустических волн, которые значительно влияют на работу устройств на ПАВ, частотные и временные характеристики ТЧЭ рассчитывались на ЭВМ с применением метода эквивалентных схем [11]. На рис.2. рассчитанные ИХ обеих каналов показаны на одном графике. Начальная задержка 1о должна быть вдвое больше длительности импульсной характеристики - 1е, 1о> 2-1е.
Исследуемый образец ТЧЭ имел следующие параметры топологии: в X канале ^х = 800Лох, длина ОС = Ые-Ье = 400Лох, Лох = 9.23 мкм; в Уканале ^у = 800Лоу +Ье-Лоу, длина ОС = Ые-Ье = 400 Лоу, Лоу = 8.05мкм. Коэффициент отражения ОС - это отношение спектральных функций падающей на ОС и отраженной от нее акустических волн. На рис.За.показана характеристика модуля коэффициента отражения ОС в канале X, вычисленная при температуре 350С для следующих параметров ОС: ^ = 50, N1 = 45. Характеристика имеет многолепестковый вид. Боковые лепестки являются копиями центрального лепестка, смещенными вдоль оси абсцисс на частоты, кратные величине 1ю/(2-Ы1).
Реакция каналов X и У на импульс возбуждения
FC
г-
0.002 0.0012 0.0004
- 0.0004
- 00012
пцц
МНТП
-0.002
lililí шШйй
»
111
3.7 3.96 4.22 4.48 4.74
5.26 5.52 5.78 6.04 6.3
1:. мет
кривая 1 кривая 2
Рисунок 2 - Импульсные характеристики каналов X и У. 1- канал X, 2- канал У
Частотная характеристика ОС в канале 2 имеет вид, аналогичный рис.За. Идентичность характеристик достигается применением ОС с неодинаковой глубиной отражающих канавок в разных каналах, так как коэффициенты отражения канавок в срезах материала подложек оказались разными. При параллельном соединении каналов, график модуля коэффициента отражения ТЧЭ и частотной характеристики ВШП показан на рис. 3б.
Рисунок 3 - Вид частотных характеристик: слева - модуль коэф. отражения ОС канала X, справа - модуль коэф. отражения ОС ТЧЭ - кривая 1, ВШП (каналы X и У) -кривая 2
При температуре 350С АЧХ OC в каналах совпадают друг с другом, а несущие частоты символов в импульсных характеристиках каналов одинаковы. Так как ИХ каналов сдвинуты на целое число полуволн, р/импульсы символы в каналах - синфазны. На рис.4а. представлены мгновенные значения символов ИХ в X и Y каналах на fo = 433МГц при исходной температуре Т= 350 C на некотором временном интервале их наложения.
С увеличением температуры, вследствие неодинакового изменения скорости ПАВ в каналах, АЧХ ОС смещаются вдоль оси частот, а фазовый сдвиг Дф между символами в ИХ каналов увеличивается. Его величина зависит от расстояния L, проходимого волной от центра ВШП до определенного места в ОС и разности температур ДТ = (T - 350). А^ = Ат * 2п / To, где Ат = АТКЗ * AT * L / Vox, Vox -скорость ПАВ в X канале, To = 1/fo.
Рис. 4б. показывает, что при Т =450, т. е ДТ =100 (при том же расстоянии L) фазовый сдвиг между символами ИХ в каналах может достигать 1800.
а) б)
Рисунок 4 - Фрагменты ИХ X и У каналов на одном из временных интервалов их наложения.
Для получения информации о температуре ко входу объединенного ВШП (рис.1) подключают опросный импульс - прямоугольный радиоимпульс амплитудой ис, длительностью tc и с несущей частотой Ю Реакция ТЧЭ на опросный импульс содержит информационный сигнал иинф, являющийся сверткой опросного импульса с импульсной характеристикой объединенных каналов.
При увеличении температуры (за счет нарастающего фазового сдвига в символах ИХ) происходит
уменьшение иинф. сигнала на ТЧЭ. Разработанная моделирующая программа позволила количественно оценить эту зависимость с учетом переотражений.
ИХ ТЧЭ может быть записана в виде z(t) = A(í)ejw(t')eja°t, где A( t) - огибающая р/сигнала, lf/( t)
- фазовая структура сигнала. При Т=35° символы ИХ обеих каналов почти синфазны на всей длительности
ИХ. Поэтому при их сложении огибающая A(t) почти постоянна (флуктуации A(t) происходят из-за
переотражений в ОС устройства) когда 0 < t < t c, где t c - длительность ИХ, а значения t) близки к 0 в
указанном временном диапазоне. Метод эквивалентных схем позволяет лишь учитывать наличие переотражений в расчетах и, поэтому, делает результаты расчетов - оценочными.
Результаты расчетов, представленные на ниже приведенных характеристиках, выполнены при следующих параметрах. Глубина канавок в ОС X канала hax =300A, Y канала hay = 265A. Nc = 50, N1 =45, N=16, ^р =433МГц. На рис. 5 показаны A (t) и iy( t) ИХ ТЧЭ при T=350 (a), Т=400(б), T= 450(в).
Рисунок 5 - A(t) -(1), t) -(2) ИХ ТЧЭ
в) Т=45°
Рисунок 6 - Информационный сигнал на ВШП чувствительного элемента
Из рис. 5 видно, как при изменении Т в указанном диапазоне фазовые сдвиги между символами в ИХ ТЧЭ меняются от практически нулевых до величин, приближающихся к п. При этом среднее значение
А (?) за длительность ИХ - уменьшается. Все это приводит к тому, что сигнал, поданный на ВШП и
отраженный от ОС (назовем его информационным сигналом) меняется в зависимости от Т. Динамика изменения видна на рис.6 а, б, в, где амплитуда сигнала генератора на ВШП ТЧЭ ивх = 0.5В, Ш =1.8мкс, =433МГц. Таким образом, максимальное значение информационного сигнала имакс., в указанном диапазоне, может служить мерой температуры. На рис.7. представлен результат расчета имакс. в зависимости от температуры Т.
03 0.27 0.24 0.21
3 0.1: ¡1 0.12 0.09 006 0.03
36 37 33 39 40 41 42 43 44 45 теыпература^град.
Рисунок 7 - Зависимость имакс.(Т)
Характер графика демонстрирует линейную зависимость имакс.(Т). Нарушения линейной зависимости на краях диапазона объясняется особенностями влияния на формируемый сигнал переотражений на краях ОС.
Динамический диапазон имакс. информационного сигнала к =имаксмакс равен 10. Точность
имакс. мин.
измеряемой величины температуры может определяться разрешающей способностью пикового детектора, который может быть использован для регистрации имакс.
Заключение
Таким образом, показана возможность использования ТЧЭ в качестве сенсора для датчика температуры в определенном температурном диапазоне. Линейная зависимость иинф.(Т) позволяет осуществить простую калибровку прибора. При увеличении амплитуды опросного сигнала на суммарном ВШП ТЧЭ до 5 В (что вполне допустимо для таких размеров электродов ВШП) динамический диапазон устройства сохранится. При точности измерительной системы определять текущее значение и макс. равное 1%, точность определения температуры в указанном диапазоне составит 0.080 (= 0.10 С). Относительная активная ширина спектра опросного сигнала в датчике не превышает 1% от рабочей частоты Ю Это обстоятельство позволяет достаточно просто создать полосковую антенну, которую можно конструктивно объединить с топологией ТЧЭ. Тогда такое устройство может стать элементом беспроводной информационной системы. Список использованной литературы:
1. Медведь А., Проказин Ф., Кришал Р., Соколова А., «Способ измерения изменения температуры объекта относительно заданной температуры», Патент России 2 549223, 2015.
2. Никоненко В., Николаенко К., Столетов И. «Устройство для измерения температуры», Патент России 2
362980, 2009.
3. Багдасаран А., Багдасаран С., Бутенко В., Карпетян Г., «Пассивный датчик температуры, работающий на ПАВ», Патент России 2 585487, 2016.
4. "Dual-acoustic-path SAW temperature sensor", China Patent 105333972 A, 2016.
5. "A kind of SAW temperature sensors anti-interference metod and device", China Patent 109443587 A, 2019.
6. "Real time passive temperature method using SAW temperature sensor", South Korea Patent 101964871 B1, 2019.
7. "Temperature sensor and temperature measuring device using SAW", South Korea Patent 102211922 B1,2021.
8. Анцев И., Сапожников Г., Богословский С., Терехин К. «Чувствительный элемент на ПАВ для измерения температуры», Патент России 2590228, 2016.
9. О. Балышева «Материалы для устройств акустоэлектроники», учеб. Материалы, ГУАП, СПб, 2005.
10.С. Богословский, А. Жежерин, Ю.А. Смирнов, «Конструирование и исследование датчика деформации на ПАВ», Научная сессия ГУАП, Сборник статей, часть II, Технические науки, Санкт-Петербург, ГУАП, стр. 2535, 2015.
11.K. Inagava, M. Koshiba. "Equivalent networks for SAW interdigital transducers", IEEE Transactions on UFFC, vol.41, No 3, 1994.
© Жежерин А.Р., Параскун А.С., 2022
УДК 004.415
Овечкин М.В.
канд. техн. наук, доцент ОГУ, г. Оренбург, РФ Фомин А.В. магистрант ОГУ, г. Оренбург, РФ
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САПР СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ ПРИ ТРЕХМЕРНОЙ ПЕЧАТИ
Аннотация
Широкое использование потенциала трехмерной печати позволит экономить средства и время, а также повысить производительность. В тоже время, бюджетные 3D-принтеры имеют ограниченный функционал, который может быть расширен путем проектирования и создания дополнительных узлов контроля печати. Цель работы - олписание алгоритма работы программного обеспечения системы автоматизированного проектирования средств контроля изделий при трехмерной печати.
Ключевые слова САПР, 3Э-печать, контроль изделий, программное обеспечение
Обрыв или окончание нити (филамента) во время печати изделия на 3D принтере приводит к браку, так как принтер не контролирует наличие или отсутствие пластика в подающем узле.
Разрабатываемая САПР позволяет помимо проектирования корпусных частей узлов контроля печати подготавливать также и части кода для микроконтроллера. Общая последовательность работы микроконтроллера с узлами контроля печати представлена на рисунке 1.
