1561-5405 10.24151/1561-5405 Proceedings of Universities. Electronics Scientifical and technical journal "Proceedings of Universities. Electronics" Научно-технический журнал «Известия высших учебных заведений. Электроника» 1561-5405 2587-9960 National Research University of Electronic Technology Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" 10.24151/1561-5405-2018-23-1-62-7153.083Микро- и наносистемная техникаAutomation of Process of Measuring Parameters of Sensitive Elements of Gas Consumption ActuatorsАвтоматизация процесса измерения параметров чувствительных элементов датчиков расхода газаРябов Владимир Тимофеевич РябовВладимир Тимофеевич TimofeevichRyabov VladimirRyabov Vladimir TimofeevichНовиков Дмитрий Владимирович НовиковДмитрий Владимирович VladimirovichNovikov DmitriyNovikov Dmitriy VladimirovichМосковский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, г. Москва, РоссияНациональный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, Россия6271http://ivuz-e.ru/issues/1-_2018/avtomatizatsiya_protsessa_izmereniya_parametrov_chuvstvitelnykh_elementov_datchikov_raskhoda_gaza/http://ivuz-e.ru/download/1_2018_2138.pdf

Urrently, the sensors and actuators based on the MEMS products are increasingly used in a variety of applications. In the process of developing new products of the nano and microsystem equipment it is necessary to reliably determine the parameters of the obtained samples. The stand for investigation of the MEMS-flow converters, operating in the anemometric and calorimetric modes, has been presented. The study on dependences of the MEMS-converter of gas flow on gas flow, temperature and thermoresistors parameters occurs in the millisecond time intervals and is completely automated, which makes it easy to collect the measurement statistics. The high speed of interrogation makes it possible to understand the transient processes that occur when the thermistors are heated and cooled, and to determine the optimum pulse duration for the measurement. Due to the fact that the stand uses a climatic chamber, the measurements can be carried out at different gas temperatures, which is quite important when making a corrective compensation of the temperature error of the converter. In addition, the stand permits to develop the schemes of preliminary analog processing of the converter signals. The proposed stand makes possible measurement at various temperatures of gas and environment from -40 up to 60 °C. It controls the atmospheric pressure, permits to specify the gas consumption in the 0-119 l/min range. The automated stand significantly reduces the time for execution of the tests on the converters being developed and makes it possible to quickly obtain the transient characteristic of MEMS-converters for installation into an assembly.

Изучение характеристик и погрешностей сенсоров представляет собой не менее сложную задачу, чем их разработка и изготовление. Для коррекции конструкции макетов сенсоров, а также для точной начальной градуировки готовых датчиков требуется точное исследование работы сенсоров. Описан стенд для исследования чувствительных элементов датчиков расхода газа, в которых используется термоанемометрический и калориметрический режим измерения. Показано, что средства автоматического управления расходом газа и динамической фиксации результатов измерения позволяют обрабатывать и записывать результаты в миллисекундных интервалах времени, исследовать работу чувствительных элементов в импульсном режиме и имитировать работу микропроцессорной схемы обработки сигнала на аппаратном и программном уровне. Предлагаемый стенд дает возможность проводить измерения при разных температурах газа и температуре окружающие среды от -40 до + 60 °С, контролировать атмосферное давление, позволяет задавать расход газа в диапазоне 0-119 л/мин. Описанный стенд предназначен для разработки компактных датчиков расхода природного газа, которые могут заменить объемные диафрагменные счетчики размерного ряда G1,6, G2,5 и G4. Стенд позволяет проводить комплексные измерения сенсоров в одном месте и значительно сокращает время проведения испытаний разрабатываемых преобразователей.

автоматизированный стендМЭМСрасход газарасходомер ГОСТ Р 50818-95. Счетчики газа объемные диафрагменные. Общие технические требования и методы испытаний. – М.: Изд-во стандартов, 1996.Djuzhev N., Novikov D., Ryabov V. Application of the streamlined body for properties amplification of thermoresistive MEMS gas flow sensor // Solid State Phenomena. – 2016. – Vol. 245. – Р. 247–252.MEMS-based gas flow sensors / Yu-Hsiang Wang, Chang-Pen Chen, Chih-Ming Chang et al. // Microfluid Nanofluid. – 2009. – N. 6. – P. 333–346.Dariush Javan, Ebrahim Abbaspour. Design and simulation of a micromachined gas flow meter // Iranian Conf. on Electrical Engineering (Tehran, 11–13 May 2004). – 2004. – P. 1–6.Сажин О.В., Первушин Ю.В. Микросенсор потока теплового типа для датчика массового расхода воздуха // Научное приборостроение. – 2011. – T. 21. – № 3. – C. 52–61.Yang-Qing Wu, Su-Ying Yao. MEMS thermal mass flow meter with double-heater struc-ture // Intern. Conf. of Electron Devices and Solid-State Circuits (Tianjin, 17–18 Nov. 2011). – 2011. – P. 1, 2.