Радіовимірювальний сенсор індукції магнітного поля з частотним виходом

Abstract

Магістерська кваліфікаційна робота присвячена питанню радіовимірювальних сенсорів індукції магнітного поля з частотним виходом на основі транзисторних структур з від’ємним диференційним опором. Проведено літературний огляд параметричних сенсорів індукції магнітного поля. Розглянуті амплітудні та частотні параметричні сенсори індукції магнітного поля. В роботі розглянуто магнітореактивний ефект в транзисторних структурах з від’ємним диференційним опором. Розроблено математичні моделі радіовимірювального сенсора індукції магнітного поля на основі біполярного та польового транзисторів з чутливим елементом на основі сенсора Холла. Розроблено математичні моделі радіовимірювального сенсора індукції магнітного поля з частотним виходом на основі трьох біполярних транзисторів з активним індуктивним елементом. Проведено дослідження радіовимірювальних сенсорів індукції магнітного поля з частотним виходом на ефекті Холла. Отримано аналітичні вирази для функції перетворення та рівняння чутливості радіовимірювальних сенсорів індукції магнітного поля з частотним виходом. Чутливість радіовимірювального сенсора індукції магнітного поля на основі біполярного та польового транзисторів з чутливим елементом на основі сенсора Холла у діапазоні від 1 мТл до 60 мТл складає 1000…1550 Гц/мТл. А для радіовимірювального сенсора індукції магнітного поля з частотним виходом на основі трьох біполярних транзисторів з активним індуктивним елементом чутливість складає 2000…2500 Гц/мТл. Розроблена експериментальна установка для дослідження параметрів радіовимірювальних сенсорів індукції магнітного поля. Проведено експериментальні дослідження радіовимірювальних сенсорів індукції магнітного поля з частотним виходом. У четвертому п’ятому розділі проведено розрахунок кошторису витрат на виробництво пристрою та ефективність вкладених інвестицій. В розділі охорони праці та безпеки в надзвичайних ситуаціях було розглянуто такі питання, як технічні рішення з гігієни праці та виробничої санітарії, визначення допустимого часу перебування в зоні дії магнітної складової ЕМВ, технічні рішення з промислової та пожежної безпеки під час проведення дослідження радіовимірювального сенсора індукції магнітного поля з частотним виходом, безпека у надзвичайних ситуаціях.

The master's thesis is devoted to the issue of radio measuring sensors of magnetic field induction with frequency output based on transistor structures with negative differential resistance. A literature review of parametric magnetic field induction sensors has been performed. Amplitude and frequency parametric sensors of magnetic field induction are considered. The paper considers the magnetoreactive effect in transistor structures with negative differential resistance. Mathematical models of the radio measuring sensor of magnetic field induction based on bipolar and field-effect transistors with a sensitive element based on the Hall sensor have been developed. Mathematical models of the radio measuring sensor of magnetic field induction with frequency output based on three bipolar transistors with an active inductive element have been developed. The research of radio measuring sensors of magnetic field induction with frequency output on Hall effect is carried out. Analytical expressions for the conversion function and sensitivity equation of radio measuring sensors of magnetic field induction with frequency output are obtained. The sensitivity of the radio measuring sensor of magnetic field induction based on bipolar and field-effect transistors with a sensitive element based on the Hall sensor in the range from 1 mT to 60 mT is 1000… 1550 Hz/mT. And for the radio measuring sensor of magnetic field induction with frequency output based on three bipolar transistors with an active inductive element, the sensitivity is 2000… 2500 Hz/mT. An experimental setup has been developed to study the parameters of radio measuring sensors for magnetic field induction. Experimental researches of radio measuring sensors of magnetic field induction with frequency output are carried out. The fourth section describes the recommendations for occupational safety and health when working with this device. The section on labor protection and safety in emergencies addressed such issues as technical solutions for occupational health and industrial sanitation, determining the allowable time in the area of the magnetic component of EMR, technical solutions for industrial and fire safety during the study of the radio sensor magnetic induction frequency output fields, safety in emergencies.