Вплив зовнішніх факторів на точність та надійність визначення електричних полів надмалої потужності

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorТичков, Д.В.
dc.contributor.authorВолошко, О.В.
dc.date.accessioned2023-07-25T13:41:30Z
dc.date.available2023-07-25T13:41:30Z
dc.date.issued2023
dc.description.abstractВ статті наведені результати експериментального дослідження впливу температури, відносної вологості оточуючого середовища, а також коєфіцієнта електромеханічної дії на процес визначення електричних полів надмалої потужності. Аналіз отриманих результатів дозволив встановити найбільш раціональні умови визначення силових (електричної напруженості) та енергетичних (розподілу поверхневого заряду та електричної ємності) параметрів таких полів з більш високою точністю та надійністю. В роботі запропоновано дослідний експеримент зі встановлення точності та надійності силових та енергетичних параметрів визначення електричних полів в умовах зміни кліматичних факторів та електромеханічного коєфіцієнта, реалізація якого відбулася на вимірювальному стенді, розробленому за участі авторів. Основним елементом такого вимірювального стенду є автоматичний пристрій визначення, збирання та оброблення інформації про розподіл силових та енергетичних параметрів електричного поля під чутливим елементом вимірювального давача. Отримані внаслідок експериментального дослідження результати дозволили встановити, що коєфіцієнт електромеханічного впливу має визначальний вплив на точність вимірювання електричних полів надмалої потужності. Показано, що збільшення коєфіцієнта електромеханічного впливу від 38 пН/В (кремній <111>) до 190 пН/В (п‘єзоелектрична кераміка PZT-8) веде до підвищення відносної похибки визначення електричного поля на 4,7 %. Встановлено, що зменшення температури до 20 0С з одночасним дотриманням відносної вологості з 38 % до 74 % веде до зменшення відносної похибки на 1,5-2,2 %. В той же час, зменшення температури з одночасним зменшенням відносної вологості веде до збільшення надійності визначення електричних полів (так, ймовірність безвідмовного вимірювання силових та енергетичних параметрів електричних полів підвищується на 18 %). Проведене порівняння результатів отриманих запропонованим методом з результатами, отриманими методом атомно-силової мікроскопії (в режимі вимірювання струмів витоку з робочих ділянок досліджуваних поверхонь), що показало сильну позитивну кореляцію між цими результатами, чим підтверджується об‘єктивність запропонованого методу та адекватність отримуваних результатів. Висновки та проаналізовані дані, отримані в статті за результатами експериментальних досліджень, можуть бути використані для створення системи автоматичного корегування похибки та нестабільності визначення силових та енергетичних параметрів електричних полів надмалої потужності з урахуванням обмежуючих зовнішніх впливів.uk
dc.description.abstractotherThe article presents the results of an experimental study of the influence of temperature, relative humidity of the surrounding environment, as well as the coefficient of electromechanical action on the process of determining ultra-low power electric fields. The analysis of the obtained results made it possible to establish the most rational conditions for determining the force (electrical tension) and energy (distribution of surface charge and electric capacity) parameters of such fields with higher accuracy and reliability. The paper proposes an experimental experiment to establish the accuracy and reliability of power and energy parameters for determining electric fields under conditions of changes in climatic factors and the electromechanical coefficient, the implementation of which took place on a measuring stand developed with the participation of the authors. The main element of such a measuring stand is an automatic device for determining, collecting and processing information on the distribution of power and energy parameters of the electric field under the sensitive element of the measuring transducer. The results obtained as a result of the experimental research made it possible to establish that the coefficient of electromechanical influence has a decisive influence on the accuracy of measuring electric fields of ultra-low power. It is shown that an increase in the coefficient of electromechanical influence from 38 pN/V (silicon <111>) to 190 pN/V (PZT-8 piezoelectric ceramics) leads to an increase in the relative error of electric field determination by 4.7%. It was established that reducing the temperature to 20 0C while maintaining the relative humidity from 38 % to 74 % leads to a decrease in the relative error by 1.5-2.2 %. At the same time, a decrease in temperature with a simultaneous decrease in relative humidity leads to an increase in the reliability of the determination of electric fields (so, the probability of error-free measurement of power and energy parameters of electric fields increases by 18 %). A comparison of the results obtained by the proposed method with the results obtained by atomic force microscopy method (in the mode of measuring the leakage currents from the working areas of the investigated surfaces) was carried out, which showed a strong positive correlation between these results, which confirms the objectivity of the proposed method and the adequacy of the obtained results. The conclusions and analyzed data obtained in the article based on the results of experimental studies can be used to create a system of automatic error correction and instability determination of power and energy parameters of ultra-low power electric fields, taking into account limiting external influences.uk
dc.format.pagerangePp. 58-64uk
dc.identifier.citationТичков, Д.В. Вплив зовнішніх факторів на точність та надійність визначення електричних полів надмалої потужності / Тичков Д.В., Волошко О.В. // Вісник КПІ. Серія Приладобудування : збірник наукових праць. – 2023. – Вип. 65(1). – С. 58-64. – Бібліогр.: 15 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/1970.65(1).2023.283339
dc.identifier.issn0321-2211 (p)
dc.identifier.issn2663-3450 (e)
dc.identifier.orcid0000-0003-1741-9329uk
dc.identifier.orcid0000-0002-1067-2615uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/58587
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.relation.ispartofВісник КПІ. Серія Приладобудування: збірник наукових праць, Вип. 65(1)uk
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subjectелектричні поляuk
dc.subjectелектрична напруженістьuk
dc.subjectповерхневий зарядuk
dc.subjectфактори зовнішнього середовищаuk
dc.subjectточністьuk
dc.subjectнадійністьuk
dc.subjectelectric fieldsuk
dc.subjectelectric voltageuk
dc.subjectsurface chargeuk
dc.subjectenvironmental factorsuk
dc.subjectaccuracyuk
dc.subjectreliabilityuk
dc.subject.udc537.8.05uk
dc.titleВплив зовнішніх факторів на точність та надійність визначення електричних полів надмалої потужностіuk
dc.title.alternativeThe influence of external factors on the accuracy and reliability of the determination of ultra-low power electric fieldsuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
283339-653042-1-10-20230629.pdf
Розмір:
971.17 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.1 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вісник КПІ. Серія Приладобудування: збірник наукових праць, Вип. 65(1)