Добірка наукової літератури з теми "Перетворювачі механічних величин"

Сучасною тенденцією розвитку енергетики є прагнення до збалансованості енергетичного комплексу, підвищення надійності електропостачання споживачів. Важливе місце в стратегії розвитку електроенергетики займають автономні системи електропостачання. Вони використовуються на підприємствах, в аеро-, морських і річкових портах, в енергоблоках лікарень, у фермерських господарствах, в системах аварійного енергопостачання, на об'єктах оборонного комплексу – скрізь, де потрібна електроенергія, в той час як мережа або віддалена, або працює з перебоями. Представлено автономну систему енергопостачання з двигунами внутрішнього згорання. Основним перетворювачем механічної енергії приводних двигунів в електричну є електромеханічний перетворювач змінного струму з обмоткою збудження, яка розташована на роторі. Представлено алгоритм, згідно з яким на початку циклу контролер визначає добову норму споживання електроенергії та, відповідно до типу дня і часу доби, виконує дії за коротким чи розгалуженим алгоритмом. У разі використання добової норми електроенергії може виникнути ситуація, за якої увімкнутою залишиться тільки частина світильників, що спричинить дискомфорт для персоналу та впливатиме на продуктивність праці співробітників. Пропонується впровадження другого незалежного каналу електропостачання з використанням газогенераторних технологій. Вироблений газ забезпечує роботу двигуна внутрішнього згорання, який обертає вал генератора. Представлено графік прогнозованого вироблення енергії фотоелектричною системою встановленою потужністю 3,5 кВт на основі даних сонячної інсоляції на широті м. Житомира. Також представлено графік продуктивності газогенераторної установки потужністю 5 кВт за однозмінної роботи. Розраховано прогнозоване споживання електроенергії освітлювальною установкою протягом першого місяця року для корпусів Житомирського національного агроекологічного університету. Представлено графік різниці між спожитою та виробленою енергією за днями тижня. Величина спожитої електрики за місяць становила 767,8 кВт·год за встановленої норми 251 кВт·год. Фотоелектричними панелями та газогенераторною установкою вироблено відповідно 184,8 кВт·год та 493,2 кВт·год. Другий резервний канал живлення забезпечив більше половини потреб на освітлення навчального корпусу. Розроблено структурну схему контролера, що реалізує спеціалізований алгоритм. Представлено графік регульованих змінних під час роботи контролера. Застосування спеціалізованого алгоритму дозволяє зменшити енергоспоживання установки, забезпечує можливість повноцінного використання глибокого резервування на базі фотоелектричної системи та газогенераторної установки. Подальші дослідження спрямовані на встановлення впливу продуктивності газогенераторної установки на стійкість роботи системи двигун-генератор в умовах мінливого попиту на електроенергію та з врахуванням нестабільного значення коефіцієнта потужності. Бібл. 10, рис. 9.

У зв’язку із загальною інформатизацією освіти і швидким розвитком цифрових засобів обробки інформації назріла необхідність впровадження в лабораторні практикуми вищих та середніх навчальних закладів цифрових засобів збору, обробки та оформлення експериментальних результатів, в тому числі під час виконання лабораторних робот з основ електротехнічних пристроїв та систем. При цьому надмірне захоплення віртуальними лабораторними роботами на основі комп’ютерного моделювання в порівнянні з реальним (натурним) експериментом може призводити до втрати особової орієнтації в технології освіти і відсутності надалі у випускників навчальних закладів ряду практичних навичок.У той же час світові компанії, що спеціалізуються в учбово-технічних засобах, переходять на випуск учбового устаткування, що узгоджується з комп’ютерною технікою: аналого-цифрових перетворювачів і датчиків фізико-хімічних величин, учбових приладів керованих цифро-аналоговими пристроями, автоматизованих учбово-експеримен­тальних комплексів, учбових експериментальних установок дистанційного доступу.У зв’язку із цим в області реального експерименту відбувається поступовий розвиток інформаційних джерел складної структури, до яких, у тому числі, відносяться комп’ютерні лабораторії, що останнім часом оформлюються у новий засіб реалізації учбового натурного експерименту – цифрові електронні лабораторії (ЦЕЛ).Відомі цифрові лабораторії для шкільних курсів фізики, хімії та біології (найбільш розповсюджені компаній Vernier Software & Technology, USA та Fourier Systems Inc., Israel) можуть бути використані у ВНЗ України, але вони мають обмежений набір датчиків, необхідність періодичного ручного калібрування, використовують застарілий та чутливий до електромагнітних завад аналоговий інтерфейс та спрощене програмне забезпечення, що не дозволяє проводити статистичну обробку результатів експерименту та з урахуванням низької розрядності аналого-цифрових перетворювачів не може використовуватись для проведення науково-дослідних робіт у вищих навчальних закладах, що є однією із складових підготовки висококваліфікованих спеціалістів, особливо в університетах, які мають статус дослідницьких.Із вітчизняних аналогів відомі окремі компоненти цифрових лабораторій, що випускаються ТОВ «фірма «ІТМ» м. Харків. Вони поступаються продукції компаній Vernier Software & Technology, USA та Fourier Systems Inc. та мають близькі цінові характеристики на окремі компоненти. Тому необхідність розробки вітчизняної цифрової навчальної лабораторії є нагальною, проблематика досліджень та предмет розробки актуальні.Метою проекту є створення сучасної вітчизняної цифрової електронної лабораторії та відпрацювання рекомендацій по використанню у викладанні на її основі базового переліку науково-природничих та біомедичних дисциплін у ВНЗ I-IV рівнів акредитації при значному зменшенні витрат на закупку приладів, комп’ютерної техніки та навчального-методичного забезпечення. В роботі використані попередні дослідження НДІ Прикладної електроніки НТУУ «КПІ» в галузі МЕМС-технологій (micro-electro-mechanical) при створенні датчиків фізичних величин, виконано огляд технічних та методичних рішень, на яких базуються існуючі навчальні цифрові лабораторії та датчики, розроблені схемотехнічні рішення датчиків фізичних величин, проведено конструювання МЕМС – первинних перетворювачів, та пристроїв реєстрації інформації. Розроблені прикладні програми інтерфейсу пристроїв збору інформації та вбудованих мікроконтролерів датчиків. Сформульовані вихідні дані для розробки бездротового інтерфейсу датчиків та програмного забезпечення цифрової лабораторії.Таким чином, у даній роботі пропонується нова вітчизняна цифрова електронна лабораторія, що складається з конструкторської документації та дослідних зразків обладнання, програмного забезпечення та розробленого єдиного підходу до складання навчальних методик для цифрових лабораторій, проведення лабораторних практикумів з метою економії коштів під час створення нових лабораторних робіт із реєстрацією даних, обробки результатів вимірювань та оформленням результатів експерименту за допомогою комп’ютерної техніки.Цифрова електронна лабораторія складається із таких складових частин: набірного поля (НП); комплектів модулів (М) із стандартизованим вихідним інтерфейсом, з яких складається лабораторний макет для досліджування об’єкту (це – набір електронних елементів: резисторів, ємностей, котушок індуктивності, цифро-аналогових та аналого-цифрових перетворювачів (ЦАП та АЦП відповідно)) та різноманітних датчиків фізичних величин; комп’ютерів студента (планшетного комп’ютера або спеціалізованого комп’ютера) з інтерфейсами для датчиків; багатовходових пристроїв збору даних та їх перетворення у вигляд, узгоджений з інтерфейсом комп’ютера (реєстратор інформації або Data Logger); комп’ютер викладача (або серверний комп’ютер із спеціалізованим програмним забезпеченням); пристрої зворотного зв’язку (актюатори), що керуються комп’ютером; трансивери для бездротового прийому та передачі інформації з НП.Таким чином, з’являється новий клас бездротових мереж малої дальності. Ці мережі мають ряд особливостей. Пристрої, що входять в ці мережі, мають невеликі розміри і живляться в основному від батарей. Ці мережі є Ad-Hoc мережами – високоспеціалізованими мережами з динамічною зміною кількісного складу мережі. У зв’язку з цим виникають завдання створення та функціонування даних мереж – організація додавання і видалення пристроїв, аутентифікація пристроїв, ефективна маршрутизація, безпека даних, що передаються, «живучість» мережі, продовження часу автономної роботи кінцевих пристроїв.Протокол ZigBee визначає характер роботи мережі датчиків. Пристрої утворюють ієрархічну мережу, яка може містити координатор, маршрутизатори і кінцеві пристрої. Коренем мережі являється координатор ZigBee. Маршрутизатори можуть враховувати ієрархію, можлива також оптимізація інформаційних потоків. Координатор ZigBee визначає мережу і встановлює для неї оптимальні параметри. Маршрутизатори ZigBee підключаються до мережі або через координатор ZigBee, або через інші маршрутизатори, які вже входять у мережу. Кінцеві пристрої можуть з’єднуватися з довільним маршрутизатором ZigBee або координатором ZigBee. По замовчуванню трафік повідомлень розповсюджується по вітках ієрархії. Якщо маршрутизатори мають відповідні можливості, вони можуть визначати оптимізовані маршрути до визначеної точки і зберігати їх для подальшого використання в таблицях маршрутизації.В основі будь-якого елементу для мережі ZigBee лежить трансивер. Активно розробляються різного роду трансивери та мікроконтролери, в які потім завантажується ряд керуючих програм (стек протоколів ZigBee). Так як розробки ведуться багатьма компаніями, то розглянемо та порівняємо новинки трансиверів тільки кількох виробників: СС2530 (Texas Instruments), AT86RF212 (Atmel), MRF24J40 (Microchip).Texas Instruments випускає широкий асортимент трансиверів. Основні з них: CC2480, СС2420, CC2430, CC2431, CC2520, CC2591. Всі вони відрізняються за характеристиками та якісними показниками. Новинка від TI – мікросхема СС2530, що підтримує стандарт IEEE 802.15.4, призначена для організації мереж стандарту ZigBee Pro, а також засобів дистанційного керування на базі ZigBee RF4CE і обладнання стандарту Smart Energy. ІС СС2530 об’єднує в одному кристалі РЧ-трансивер і мікроконтролер, ядро якого сумісне зі стандартним ядром 8051 і відрізняється від нього поліпшеною швидкодією. ІС випускається в чотирьох виконаннях CC2530F32/64/128/256, що розрізняються обсягом флеш-пам’яті – 32/64/128/256 Кбайт, відповідно. В усьому іншому всі ІС ідентичні: вони поставляються в мініатюрному RoHS-сумісному корпусі QFN40 розмірами 6×6 мм і мають однакові робочі характеристики. СС2530 являє собою істотно покращений варіант мікросхеми СС2430. З точки зору технічних параметрів і функціональних можливостей мікросхема СС2530 перевершує або не поступається CC2430. Однак через підвищену вихідну потужність (4,5 дБм) незначно виріс струм споживання (з 27 до 34 мА) при передачі. Крім того, ці мікросхеми мають різні корпуси і кількість виводів (рис. 1). Рис. 1. Трансивери СС2530, СС2430 та СС2520 фірми Texas Instruments AT86RF212 – малопотужний і низьковольтний РЧ-трансивер діапазону 800/900 МГц, який спеціально розроблений для недорогих IEEE 802.15.4 ZigBee-сумісних пристроїв, а також для ISM-пристроїв з підвищеними швидкостями передачі даних. Працюючи в діапазонах частот менше 1 ГГц, він підтримує передачу даних на малих швидкостях (20 і 40 Кбіт/с) за стандартом IEEE 802.15.4-2003, а також має опціональну можливість передачі на підвищених швидкостях (100 і 250 Кбіт/с) при використанні модуляції O-QPSK у відповідності зі стандартом IEEE 802.15.4-2006. Більше того, при використанні спеціальних високошвидкісних режимів, можлива передача на швидкості до 1000 Кбіт/с. AT86RF212 можна вважати функціональним блоком, який з’єднує антену з інтерфейсом SPI. Всі критичні для РЧ тракту компоненти, за винятком антени, кварцового резонатора і блокувальних конденсаторів, інтегровані в ІС. Для поліпшення загальносистемної енергоефективності та розвантаження керуючого мікроконтролера в ІС інтегровані прискорювачі мережевих протоколів (MAC) і AES- шифрування.Компанія Microchip Technology виробляє 8-, 16- і 32- розрядні мікроконтролери та цифрові сигнальні контролери, а також аналогові мікросхеми і мікросхеми Flash-пам’яті. На даний момент фірма випускає передавачі, приймачі та трансивери для реалізації рішень для IEEE 802.15.4/ZigBee, IEEE 802.11/Wi-Fi, а також субгігагерцового ISM-діапазону. Наявність у «портфелі» компанії PIC-мікроконтролерів, аналогових мікросхем і мікросхем пам’яті дозволяє їй запропонувати клієнтам комплексні рішення для бездротових рішень. MRF24J40 – однокристальний приймач, що відповідає стандарту IEEE 802.15.4 для бездротових рішень ISM-діапазону 2,405–2,48 ГГц. Цей трансивер містить фізичний (PHY) і MAC-функціонал. Разом з мікроспоживаючими PIC-мікроконтролерами і готовими стеками MiWi і ZigBee трансивер дозволяє реалізувати як прості (на базі стека MiWi), так і складніші (сертифіковані для роботи в мережах ZigBee) персональні бездротові мережі (Wireless Personal Area Network, WPAN) для портативних пристроїв з батарейним живленням. Наявність MAC-рівня допомагає зменшити навантаження на керуючий мікроконтролер і дозволяє використовувати недорогі 8-розрядні мікроконтролери для побудови радіомереж.Ряд компаній випускає завершені модулі ZigBee (рис. 2). Це невеликі плати (2÷5 кв.см.), на яких встановлено чіп трансивера, керуючий мікроконтролер і необхідні дискретні елементи. У керуючий мікроконтролер, у залежності від бажання і можливості виробника закладається або повний стек протоколів ZigBee, або інша програма, що реалізує можливість простого зв’язку між однотипними модулями. В останньому випадку модулі іменуються ZigBee-готовими (ZigBee-ready) або ZigBee-сумісними (ZigBee compliant).Всі модулі дуже прості в застосуванні – вони містять широко поширені інтерфейси (UART, SPI) і управляються за допомогою невеликого набору нескладних команд. Застосовуючи такі модулі, розробник позбавлений від роботи з високочастотними компонентами, так як на платі присутній ВЧ трансивер, вся необхідна «обв’язка» і антена. Модулі містять цифрові й аналогові входи, інтерфейс RS-232 і, в деяких випадках, вільну пам’ять для прикладного програмного забезпечення. Рис. 2. Модуль ZigBee із трансивером MRF24J40 компанії Microchip Для прикладу, компанія Jennic випускає лінійку ZigBee-сумісних радіомодулів, побудованих на низькоспоживаючому бездротовому мікроконтролері JN5121. Застосування радіомодуля значно полегшує процес розробки ZigBee-мережі, звільняючи розробника від необхідності конструювання високочастотної частини виробу. Використовуючи готовий радіомодуль, розробник отримує доступ до всіх аналогових і цифрових портів вводу-виводу чіпу JN5121, таймерам, послідовного порту і інших послідовних інтерфейсів. У серію входять модулі з керамічної антеною або SMA-коннектором з дальністю зв’язку до 200 метрів. Розмір модуля 18×30 мм. Версія модуля з підсилювачем потужності і підсилювачем вхідного сигналу має розмір 18×40 мм і забезпечує дальність зв’язку більше 1 км. Кожен модуль поставляється з вбудованим стеком протоколу рівня 802.15.4 MAC або ZigBee-стеком.За висновками експертів з аналізу ринку сьогодні одним з найперспективніших є ринок мікросистемних технологій, що сягнув 40 млрд. доларів станом на 2006 рік зі значними показниками росту. Самі мікросистемні технології (МСТ) почали розвиватися ще з середини ХХ ст. і, отримуючи щоразу нові поштовхи з боку нових винаходів, чергових удосконалень технологій, нових галузей науки та техніки, динамічно розвиваються і дедалі ширше застосовуються у широкому спектрі промислової продукції у всьому світі.Прилад МЕМС є об’єднанням електричних та механічних елементів в одну систему дуже мініатюрних розмірів (значення розмірів механічних елементів найчастіше лежать у мікронному діапазоні), і достатньо часто такий прилад містить мікрокомп’ютерну схему керування для здійснення запрограмованих дій у системі та обміну інформацією з іншими приладами та системами.Навіть з побіжного аналізу структури МЕМС зрозуміло, що сумарний технологічний процес є дуже складним і тривалим. Так, залежно від складності пристрою технологічний процес його виготовлення, навіть із застосуванням сучасних технологій, може тривати від кількох днів до кількох десятків днів. Попри саме виготовлення, доволі тривалими є перевірка та відбраковування. Часто виготовляється відразу партія однотипних пристроїв, причому вихід якісної продукції часто не перевищує 2 %.Для виготовлення сучасних МЕМС використовується широка гама матеріалів: різноманітні метали у чистому вигляді та у сплавах, неметали, мінеральні сполуки та органічні матеріали. Звичайно, намагаються використовувати якомога меншу кількість різнорідних матеріалів, щоби покращити технологічність МЕМС та знизити собівартість продукції. Тому розширення спектра матеріалів прийнятне лише за наявності специфічних вимог до елементів пристрою.Спектр наявних типів сенсорів в арсеналі конструктора значно ширший та різноманітніший, що зумовлено багатоплановим застосуванням МЕМС. Переважно використовуються ємнісні, п’єзоелектричні, тензорезистивні, терморезистивні, фотоелектричні сенсори, сенсори на ефекті Холла тощо. Розроблені авторами в НДІ Прикладної електроніки МЕМС-датчики, їх характеристики, маса та розміри наведені у табл. 1.Таблиця 1 №з/пМЕМС-датчикиТипи датчиківДіапазони вимірюваньГабарити, маса1.Відносного тиску, тензорезистивніДВТ-060ДВТ-1160,01–300 МПа∅3,5–36 мм,5–130 г2.Абсолютного тиску,тензорезистивніДАТ-0220,01–60 МПа∅16 мм,20–50 г3.Абсолютного тиску, ємнісніДАТЄ-0090,05–1 МПа5×5 мм4.Лінійного прискорення,тензорезистивніДЛП-077±(500–100 000) м/с224×24×8 мм,100 г5.Лінійного прискорення,ємнісніАЛЄ-049АЛЄ-050±(5,6–1200) м/с235×35×22 мм, 75 г6.Кутової швидкості,ємнісніДКШ-011100–1000 °/с

Дисертація присвячена розробленню фізико-технологічних засад створення та дослідженню перетворювачів механічних величин на основі поперечних ефектів в анізотропних напівпровідниках. Розроблені фізичні основи побудови перетворювачів механічних величин з використанням поперечних ефектів і проведено їх дослідження на експериментальних зразках. Продемонстрована перспективність використання перетворювачів на основі ефекту тензо-е.р.с. як в дискретному, так і в інтегральному виконанні для створення датчиків сили і тиску, які працюють в діапазоні температур 233-373 K. Виявлений ряд концентраційних ефектів у германії і запропоновані перетворювачі оригінальних конструкцій, таких як диференціальний тензотранзистор, безконтактний лінійний датчик переміщень на основі магнітоконцентраційного ефекту, порогові датчики кута повороту і сили на основі осцилісторного ефекту з можливістю управління порогом переключення. Дослідження, що проведені, підтверджують перспективність практичного використання поперечних ефектів у багатодолинних напівпровідниках для створення перетворювачів механічних величин.
The purpose of the work is to develop a physical basis for transducers of mechanical values design and technology using transverse tenso-effects. The object of the research - characteristics of transverse effects caused by induced anisotropy in Si and Ge. The subject of research are transducers of mechanical values based on the transverse tenso-effects in Si and Ge. The result of the research is the development of both MEMS integrated pressure transducers and the industrial device for measuring the pressure of liquid media. The introduction substantiates the relevance of the topic, shows the relationship with scientific programs and plans, formulates purpose and objectives of scientific research, outlines the novelty and practical significance of the results obtained, indicates the personal contribution of the applicant, provides data on the validation of the results The First chapter analyzes phenomena leading to transverse effects. Consideration given in terms of anisotropy of conductivity, which is interpreted as the non-collinearity of the vectors of electric field and current. It allows using similar formal apparatus in the analysis of various effects. In particular, the cases of anisotropy induced by deformation and magnetic field have been examined. The Second chapter is devoted to the study of discrete tenso-emf transducers. In the proposed tenso-emf transducers, problems of matching the temperature dependencies of the sensitivity and impedances of individual strain gages are virtually eliminated. The dynamic range of the non-fixed tenso-emf transducer was about 120 dB. The Third chapter contains the results of the design and study of transducers using concentration effects in Ge in combination with other physical effects. New types of mechanical transducers proposed, such as differential tenso-transistor, non-contact linear displacement sensor, threshold angle sensors, and oscillistor-effect based force sensor. The Fourth chapter is devoted to the development of an integrated pressure transducer using MEMS technology. Problems of the physical principle of sensing element operation, optimization of the elastic element topology and design of the converter as a whole, as well as a choice of optimal manufacturing technology processes, are solved here. The sensitivity of the integrated transducer with a membrane thickness of 100 μm was 0.02 1/MPa at a nominal conversion range of 1 MPa and a 100% strength margin. Tests of the manufactured series of MEMS integrated transducer showed that the additive component of the error and its change in the range 233-373 K are, respectively, 1% and 1% ... 2% of the nominal signal, which is at least an order of magnitude smaller than the corresponding parameters of a strain gauge Wheatstone bridge. The Fifth chapter describes the design and test results of devices developed on the basis of tenso-emf transducers research. Such devices, introduced for industrial use, are remote manometer transducers PDM-2 and PDMT-1. These devices are designed to measure oil and bitumen wells pressure in the range 0 ... 2.5 MPa, with a nominal output signal of 100 mV. In addition, PDMT-1 transmits information about temperature. The PDM-2 device has passed the State Testing and was recommended for serial production. The conducted studies confirm the high potential of the practical application of transverse effects in multi-valley semiconductors for the development of mechanical values sensors.
Диссертация посвящена разработке физико-технологических принципов создания и исследованию преобразователей механических величин на основе поперечных эффектов в анизотропних полупроводниках. Разработаны физические основы построения преобразователей механических величин с использованием поперечных эффектов и проведено их исследование на экспериментальных образцах. Продемонстрирована перспективность использования преобразователей на основе эффекта тензо-э.д.с. как в дискретном, так и в интегральном исполнении для создания датчиков силы и давления, работающих в диапазоне температур 233-373K. Обнаружен ряд концентрационных эффектов в германии и предложены преобразователи оригинальных конструкций, таких как дифференциальный тензотранзистор, бесконтактный линейный датчик перемещений на основе магнитоконцентрационного эффекта, пороговые датчики угла поворота и силы на основе осциллисторного эффекта с возможностью управления порогом переключения. Проведенные исследования подтверждают перспективность практического использования поперечных эффектов в многодолинных полупроводниках для создания преобразователей механических величин.

Дисертація присвячена розробленню фізико-технологічних засад створення та дослідженню перетворювачів механічних величин на основі поперечних ефектів в анізотропних напівпровідниках. Розроблені фізичні основи побудови перетворювачів механічних величин з використанням поперечних ефектів і проведено їх дослідження на експериментальних зразках. Продемонстрована перспективність використання перетворювачів на основі ефекту тензо-е.р.с. як в дискретному, так і в інтегральному виконанні для створення датчиків сили і тиску, які працюють в діапазоні температур 233-373 K. Виявлений ряд концентраційних ефектів у германії і запропоновані перетворювачі оригінальних конструкцій, таких як диференціальний тензотранзистор, безконтактний лінійний датчик переміщень на основі магнітоконцентраційного ефекту, порогові датчики кута повороту і сили на основі осцилісторного ефекту з можливістю управління порогом переключення. Дослідження, що проведені, підтверджують перспективність практичного використання поперечних ефектів у багатодолинних напівпровідниках для створення перетворювачів механічних величин.

Дисертація присвячена розробленню теоретичних і практичних засад побудови функціональних схем волоконно-оптичних вимірювальних перетворювачів механічних величин на базі інтерферометра на полімерному оптичному волокні. Проведено теоретичне узагальнення основних фізичних властивостей спекл-структур, які формуються на виході багатомодових полімерних оптичних волокон внаслідок міжмодової інтерференції, з точки зору їх можливого використання в якості інформативного параметру для метрологічних застосувань. На основі результатів досліджень запропоновано новий підхід до розроблення волоконно-оптичних сенсорів та вимірювальних перетворювачів механічних величин на базі багатомодових полімерних оптичних волокон. Розроблений метод опрацювання сигналів інтерферометра на полімерному оптичному волокні, який базується на прямому кореляційному порівнянні розподілів інтенсивності опорного та поточного спекл-зображень, дозволяє проводити автоматизований контроль параметрів деформації технічних об’єктів. В результаті досліджень механізму модуляції інтенсивності випромінювання в багатомодових полімерних волокнах при селективному збудженні мод запропоновано метод для вимірювання частоти механічних коливань та вібрації, який дозволяє підвищити ефективність перетворення модуляції фази в модуляцію інтенсивності випромінювання на виході волокна. Проведені в роботі дослідження щодо опрацювання та інтерпретації сигналів вимірювальних перетворювачів на багатомодових полімерних волокнах можуть слугувати основою для створення контрольно-вимірювальних приладів, призначених для дослідження різних фізичних полів, а також контролю та діагностики напружено-деформованого стану технічних об’єктів. Враховуючи механічні властивості чутливих елементів вимірювальних перетворювачів на основі полімерних оптичних волокон, їх здатність до мультиплексування та створення протяжних каналів для передачі інформативного сигналу, можуть бути реалізовані розподілені волоконно-оптичні вимірювальні системи. Диссертация посвящена разработке теоретических и практических основ построения функциональных схем волоконно-оптических измерительных преобразователей механических величин на базе интерферометра на полимерном оптическом волокне. Проведено теоретическое обобщение основных физических свойств спекл-структур, которые формируются на выходе многомодовых полимерных оптических волокон в результате межмодовой интерференции, с точки зрения их возможного использования в качестве информативного параметра для метрологических приложений. На основе результатов исследований предложен новый подход к разработке волоконно-оптических сенсоров и измерительных преобразователей механических величин на базе многомодовых полимерных оптических волокон. Разработанный метод обработки сигналов интерферометра на полимерном оптическом волокне, основанный на прямом корреляционном сравнению распределений интенсивности опорного и текущего спекл-изображений, позволяет проводить автоматизированный контроль параметров деформации технических объектов. В результате исследований механизма модуляции интенсивности излучения в многомодовых полимерных волокнах при селективном возбуждении мод предложен метод для измерения частоты механических колебаний и вибрации, который позволяет повысить эффективность преобразования модуляции фазы в модуляцию интенсивности излучения на выходе волокна. Проведенные в работе исследования по разработке и интерпретации сигналов измерительных преобразователей на многомодовых полимерных волокнах могут служить основой для создания контрольно измерительных приборов, предназначенных для исследования различных физических полей, а также контроля и диагностики напряженно-деформированного состояния технических объектов. Учитывая механические свойства чувствительных элементов измерительных преобразователей на основе полимерных оптических волокон, их способность к мультиплексирования и создания протяженных каналов для передачи информативного сигнала, могут быть реализованы распределенные волоконнооптические измерительные системы. The thesis is devoted to the development of theoretical and practical principles of construction functional schemes of fiber optic measuring transducers of mechanical values based on polymer optical fiber interferometer. Theoretical generalization of the main physical properties of speckle structures formed at the output of multimode polymer optical fibers due to intermodal interference for their possible use as an informative parameter for metrological applications was conducted. Based on the research results, a new approach to the development of fiber-optic sensors and measuring transducers of mechanical values based on multimode polymer optical fibers is proposed. The developed method for processing signals of polymer optical fiber interferometer which is based on a direct correlation comparison of the intensity distributions between the reference and current speckle images allows to carry out automated control of the deformation parameters of technical objects. As a result of studies of the mechanism of radiation intensity modulation in multimode polymer fibers with selective excitation of modes, a method for measuring the frequency of mechanical oscillations and vibrations is proposed, which allows increasing the efficiency of phase modulation conversion into the modulation of radiation intensity. Researches in the processing and interpretation of measuring transducers on multimode polymer fibers can be used as a basis for the creation of control and measuring devices designed to study different physical fields, as well as for control and diagnosis of stress-strain state of technical objects. Given the mechanical properties of the sensitive elements of measuring transducers based on polymer optical fibers as well as their ability for multiplexing and creating long channels for information signal transmission, distributed fiber-optic measuring systems can be implemented.