Материал: Проблемы обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем. сборник научных трудов. Муратов А.В., Макаров О.Ю

При покупке датчика уровня топлива, заинтересованное лицо может столкнуться с проблемой выбора типа датчика, ведь на сегодняшний день мы имеет немалое количество их разновидностей. Также процесс выбора усложняет и то, что в современных автомобилях топливные баки имеют разные линейные размеры, и подобрать подходящий бывает не так уж и просто. Емкостные датчики являются универсальными в этом вопросе, так как они могут быть обрезаны на необходимую длину, в зависимости от глубины топливного бака, тем самым обеспечивая полную совместимость практически с любым видом транспорта.

Внешний вид датчика - сборочный чертеж

Контроллер ATmega8 – сердце данной печатной платы. Он популярен благодаря своей простоте, имеет достаточно простую структуру, а также широкий функционал, что позволяет применять его для самых разных целей. Контроллер является восьмиразрядным, а его программирование предусматривает работу с языками AVR.

Вторым, не менее важным компонентом в данной печатной плате, выступает таймер NE555DR. Подключен он по схеме мультивибратора, что позволяет избежать внешнего возмущающего воздействия. В формировании повторяющихся импульсов участвуют резисторы R3, R4, а также конденсатор C3. Таймер имеет 8 выводов, к одному из которых подключен конденсатор,

156

который выполнен в виде зонда, он и задает частоту таймера. Таймер производит подсчет времени в течении которого происходит заряд конденсатора, после чего полученное значение отправляется на контроллер.

Емкостный уровнемер выполнен в виде зонда, который монтируется в топливный бак. Зонд представляет собой две трубки, одна меньшего диаметра, которая помещается в другую. Эти трубки фиксируются таким образом, чтобы они не соприкасались, а топливо могло беспрепятственно заполнять образующееся пространство между ними. Вся эта конструкция образует своеобразный конденсатор, который в зависимости от длины зонда и расстояния между трубками, обладает некоторой емкостью. Сами трубки исполняют роль обкладок конденсатора, а топливо выступает в роли диэлектрика.

Способ измерения основан на определении электрической емкости датчика, которая, в свою очередь, зависит от уровня топлива. То есть, при изменении уровня топлива, меняется и емкость конденсатора. Это происходит из-за того, что воздух и жидкость имеют разные диэлектрические показатели, а значит, с помощью подсчета времени заряда конденсатора, мы можем вычислить уровень столба жидкости. Изменение емкости фиксирует таймер NE555DR, после чего данные передаются на контроллер ATmega. Разница заряда конденсатора, находящегося в воздушной или в водной среде не существенна, всего каких-то несколько миллисекунд, но для микроконтроллера, который способен осуществлять около 8000000 операций в секунду – это огромный промежуток времени. Благодаря этому, контроллер анализирует полученное значение и с точностью производит расчет запаса топлива, после чего сформированный сигнал отправляется на отображающее устройство.

В связи с тем, что топливные баки автомобилей или любых других транспортных средств могут отличаться, как по размеру, так и по форме, значение уровня топлива может быть не совсем корректным. Во избежание такой проблемы, датчик подвергается предварительной тарировки. Она выполняется при помощи точного оборудования, чтобы не допустить ошибки в процессе тарировки, которые в итоге могут повлиять на показания прибора.

157

Существует возможность модернизировать рассматриваемое устройство путем подключения GPS-трекера. Это позволит не только получать информацию о данных заправки и слива горючего, но и получать данные о местоположении транспортного средства.

Описанное выше изделие имеет существенные преимущества по сравнению со схожими устройствами. Элементная база состоит из небольшого количества компонентов, что сказывается на стоимости производства. Это не только делает его конкурентоспособным, но и также упрощает процесс поиска элементной базы. Используемые компоненты в данной печатной плате являются легкодоступными, что также упрощает процесс их закупки.

Подводя итог, можно сделать вывод, что рассматриваемое изделие в праве называться актуальным и востребованным. Точные измерения, которые способно выдавать данное устройство, и невысокая цена делают его одним из лучших вариантов на рынке датчиков.

Литература

1.Основы измерений. Датчики и электронные приборы: учебное пособие / Клаассен К. Изд.: Интеллект, 2012 г. 352 с.

2.Датчики автомобильных электронных систем управления и диагностического оборудования: учебное пособие / Набоких В.А. Изд.: Форум, 2016 г. 240 с.

3.Оптимизация конструкции диэлектрического обтекателя антенны Вивальди по критерию максимизации ее коэффициента усиления в сверхширокой полосе частот / Ашихмин А.В., Пастернак Ю.Г., Самодуров А.С., Чопоров О.Н. // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2005. Т. 1. № 8. С. 91-97

4.Ромащенко М.А., Чирков О.Н., Чураков П.П. Усовершенствованный метод оценки канала с итерационным подавлением помех для многопользовательских систем MIMO-OFDM // Радиотехника. 2019. Т. 83.№6(8). С. 150-155.

5.Чирков О.Н. Математическая модель взвешенной оценки канала радиосвязи для многоантенных OFDM-систем //

158

Вестник Воронежского государственного технического университета. 2019. Т. 15. № 4. С. 49-54.

6.Чирков О.Н., Кузнецова А.О. Итеративная методика помехоустойчивого приема QAM-сигналов // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2019. Т.

15.№ 4. С. 84-88.

7.Чирков О.Н., Астрединов Р.К. Многополосный преобразователь частоты OFDM // Проблемы обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем. Межвузовский сборник научных трудов. Воронеж, 2018. С. 120-124.

Воронежский государственный технический университет

159

УДК 621.9

МОБИЛЬНЫЙ ИНДИКАТОР РАДИАЦИОННОГО ФОНА

А.А. Гогенко, О.Н. Чирков, Л.Н. Чиркова

В работе представлено краткое описание функционирования эффективного индикатора радиации. На сегодняшний день радиоактивное излучение может встретиться в любом уголке планеты, в месте, где человек может не подозревать и находится там, не ощущая его влияния. Имея всегда при себе индикатор радиации, человек сможет измерить уровень радиации и тем самым себя обезопасить. Существует большое количество моделей дозиметров, предназначенных для различных целей, которые классифицируются по стоимости, возможностям и назначению.

Ключевые слова: индикатор, радиация, датчик.

Разрабатываемый индикатор радиации позволяет различать средний фон и его превышение в несколько десятков раз. Отличительной чертой, предлагаемого прибора, является возможность использования любого элемента питания формата АА и удобной заменой его при разрядке.

Ключевым аспектом, предъявляемых требований к конструкции, является мобильность разрабатываемого прибора. Габаритные размеры должны предусматривать возможность удобного ношения прибора, а конструкция должна быть прочной и защищенной.

Главной деталью любого дозиметра является датчик радиации. От него зависит скорость получения данных и точность измерений. По своей конструкции, датчики радиации можно разделить на два типа:

-Цилиндрические (внешний вид их напоминает трубку);

-Торцевые (имеют ионизационную камеру круглой или прямоугольной формы).

Датчики радиации отличаются друг от друга чувствительностью и делятся на следующие разновидности:

-газоразрядные. Их применяют в небольших карманных приборах. Они способны регистрировать бета и гаммаизлучения, показывая критический уровень.

-слюдяные счетчики Гейгера-Мюллера. Данный вид счетчиков устанавливают в бытовые дозиметры. Их делают

160