Студопедия
Обратная связь


Авиадвигателестроения Административное право Административное право Беларусии Алгебра Архитектура Безопасность жизнедеятельности Введение в профессию «психолог» Введение в экономику культуры Высшая математика Геология Геоморфология Гидрология и гидрометрии Гидросистемы и гидромашины История Украины Культурология Культурология Логика Маркетинг Машиностроение Медицинская психология Менеджмент Металлы и сварка Методы и средства измерений электрических величин Мировая экономика Начертательная геометрия Основы экономической теории Охрана труда Пожарная тактика Процессы и структуры мышления Профессиональная психология Психология Психология менеджмента Современные фундаментальные и прикладные исследования в приборостроении Социальная психология Социально-философская проблематика Социология Статистика Теоретические основы информатики Теория автоматического регулирования Теория вероятности Транспортное право Туроператор Уголовное право Уголовный процесс Управление современным производством Физика Физические явления Философия Холодильные установки Экология Экономика История экономики Основы экономики Экономика предприятия Экономическая история Экономическая теория Экономический анализ Развитие экономики ЕС Чрезвычайные ситуации


Введение

| следующая статья ==>

Цель курса – познакомить студентов с новыми, перспективными направлениями развития информационно-измерительной техники и технологий, основанными на достижениях современной науки и техники. Речь идет о дополнительных главах квантовой механики, физики твердого тела, полупроводниковой электроники, оптики, биофизики, которые необходимы для понимания тенденций развития элементной базы экспериментальной физики, метрологии, микроэлектроники, систем получения, обработки, передачи и хранения информации. Важно то, что элементная база микроэлектроники, наноэлектроники и квантовых компьютеров, распознавание образов и анализа изображений, опто-, радио- и акустоэлектроника, а так же оптическая и СВЧ-связь в рамках приоритетных направлений развития науки и техники относятся к критическим технологиям федерального уровня.

С развитием современных сложных автоматических систем управления возникла необходимость создания высокочувствительных, точных и стабильных элементов, воспринимающих информацию о контролируемых процессах; быстродействующих и надежных, потребляющих малую энергию и небольших по массе и габаритам. С расширением диапазонов и видов контролируемых параметров, увеличением требований к точности и быстродействию необходимы измерительные устройства для новых контролируемых физических и физико-химических величин, построенные на новых принципах действия.

В связи с этим можно к настоящему времени в измерительной технике сформировалоси ряд основных проблем:

· оценка предельных и потенциальных пределов достижимой точности и чувствительности измерений ;

· повышение эффективности процессов получения, передачи и преобразования измерительной информации ;

· использование нелинейных принципов измерительного преобразования с целью расширения области применения и улучшения метрологических, эксплуатационных характеристик измерительных устройств;

· интеллектуализация процессов получения, передачи и обработки измерительной информации .

Исследования по разработке новых типов измерительных устройств развиваются по следующим основным направлениям:

· использование нелинейных физических свойств проводниковых, полупроводниковых, диэлектрических и магнитных материалов для построения измерительных элементов, служащих для получения информации;

· использование в процессе измерения и контроля различных вспомогательных физических процессов и химических реакций (среди физических процессов наиболее важную роль играют излучения акустические, оптические, электромагнитные и радиоактивные);

· создание элементов и устройств, использующих радиоспектроскопические, нейтронно-скопические и массо-спектроскопические методы;

· использование в устройствах и элементах вспомогательных реакций, под влиянием которых изменяются свойства анализируемой среды, изменение указанных физических свойств используется для дальнейшего функционального преобразования и формирования сигнала.

В настоящее время в измерительную технику широко внедряются достижения из области разработки искусственного интеллекта. В основу создания таких устройств положены принципы перехода от четкой программируемости их поведения в направлении приближения к принципам функционирования живых систем. Основное свойство таких «интеллектуальных» измерительных устройств состоит в способности адаптации их характеристик, структур, режимов работы к изменяющимся параметрам объекта измерения и условиям работы. Разработка таких интеллектуальных систем требует отхода от традиционных методов проектирования измерительных устройств. Подобно естественному отбору в природе, в технике также происходит постепенное развитие конструкций, усложнение принципов работы устройств. Можно с уверенностью сделать вывод о том, что дальнейшее совершенствование измерительной техники пойдет по пути широкого применения нейросетевых технологий, которые будут использоваться для получения, передачи и обработки измерительной информации. Такие измерительные устройства будут нелинейными, управляемыми, с обратными связями. Это позволит не только улучшить их метрологические характеристики, но и повысить информативность процессов получения, передачи и обработки измерительной информации.

Разработка нового поколения измерительных устройств должна быть основана на широком использовании нелинейных физических эффектов в материалах, используемых для создания чувствительных элементов датчиков, реализации нелинейных режимов работы первичных измерительных преобразователей и систем обработки измерительной информации. Теоретической базой для развития такого направления совершенствования измерительных устройств могут явиться, в частности, успехи в развитии нелинейной динамики. Использование сложных нелинейных динамических систем для создания устройств получения и обработки измерительной информации открывает новые возможности для метрологии и технических измерений.

К одному их основных направлений дальнейшего совершенствования средств измерений отнесится технологический подход, заключающийся:

· в поиске и использовании для построения приборов наиболее эффективных физических явлений;

· в оптимизации проектирования, расчете, отработке конструкций;

· в подборе современных материалов; в отладке и совершенствовании технологии их изготовления;

· использование современных информационных технологий для повышения эффективности получения, передачи и обработки измерительной информации.

Метрологический подход включает в себя поиск путей, направленных:

· на повышение чувствительности измерительных устройств;

· на повышение точности измерений;

· расширение рабочего диапазона средств измерений.

В настоящее время для расширения рабочего диапазона приборов используют запас чувствительности, переключение диапазонов высокочувствительных устройств. С целью повышения точности измерений используют достижения кибернетики и теории информации в области автоматических вычислений при проведении статистической обработки результатов измерений.

Важным направлением совершенствования средств измерений остается стремление к повышению точности и быстродействия измерительных преобразователей, а также обеспечение их работоспособности в условиях широкого изменения дестабилизирующих воздействий.

Решению перечисленных задач может послужить разработка нового поколения измерительных устройств, основанных на широком использовании достижений науки и техники в самых различных областях: в физике, химии, биологии, информатике и т.д. В связи с этим представляется важным рассмотреть вопросы использования в измерительной технике достижений современных технологий. К их числу могут быть отнесены: зондовая микроскопия, нанотехнологии и наноматериалы, микро- и наноэлектромеханические устройства, разработка биопреобразователей, нейрокомпьютеринг. В основе работы большого числа современных средств измерений лежит использование физических эффектов и явлений взаимодействия электромагнитного поля с веществом.

 

| следующая статья ==>





 

Читайте также:

Общая физиология сенсорных систем

Эффект Мёссбауэра

Просвечивающий электронный микроскоп

Конструктивные особенности и основные характеристики микроэлектромеханических устройств

Физические особенности перехода от микро- к наноустройствам

Эффект Джозефсона

Методы измерения с использованием резонансного взаимодействия электромагнитного поля с веществом

Основные закономерности самоорганизации сложных динамических систем

Физические основы СКВИД - микроскопии

Сравнительные характеристики аналитических возможностей различных типов иммуносенсоров

Физические основы создания интеллектуальных измерительных систем с использованием нейросетевых технологий

Методы измерения, использующие датчики на основе кантилеверов

Метод Брэгга

Вернуться в оглавление: Современные фундаментальные и прикладные исследования в приборостроении

Просмотров: 849

 
 

© studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам