автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Микроэлектронные планарные взаимоиндуктивные сенсоры для датчиков приближения проводящих объектов и проводимости жидкости

На правах рукописи ЧЕРЕВКО Сергей Алексеевич (/[Щ&О

МИКРОЭЛЕКТРОННЫЕ ПЛАНАРНЫЕ ВЗАИМОИНДУКТИВНЫЕ СЕНСОРЫ ДЛЯ ДАТЧИКОВ ПРИБЛИЖЕНИЯ ПРОВОДЯЩИХ ОБЪЕКТОВ И ПРОВОДИМОСТИ жидкости

Специальности

05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах 05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Таганрог - 2005 г.

Работа выполнена на кафедре технологии микро- и наноэлектронной аппаратуры Таганрогского государственного радиотехнического университета.

Защита состоится "15й декабря 2005 г. в 14 час. 20 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.259.04

в Таганрогском государственном радиотехническом университете по адресу: г. Таганрог, ул. Шевченко, 2, ауд. Е-306.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Таганрогского государственного радиотехнического университета.

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент Негоденко О.Н., ТРТУ, г. Таганрог

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Крутчинский С. Г., ТРТУ, г. Таганрог,

кандидат технических наук, Пивоваров И. И. Таганрогский научно-исследовательский институт связи, г. Таганрог

Ведущая организация:

Государственное предприятие «РАДИОГЕОДЕЗИЯ» г. Геленджик

Автореферат разослан

м

_2005 г.

Ученый секретарь ,

диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

Старченко И.Б.

Ъ * Л2 3 7/3 5

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В устройствах автоматизации производства широко используются датчики приближения проводящих объектов, называемые концевыми или бесконтактными выключателями. Обычно они содержат автогенератор с катушкой индуктивности в качестве чувствительного элемента, детектор, пороговое устройство, усилитель и управляемый мощный транзистор, при этом генератор с детектором является датчиком положения. Принцип действия датчика приближения основан на изменении амплитуды колебаний генератора при внесении в активную зону катушки индуктивности металлических или иных проводящих, ферромагнитных объектов определенных размеров. Активная зона создается электромагнитным полем катушки индуктивности, расположенном на ферритовом броневом сердечнике.

Для датчиков положения проводящих объектов, на основе которых строятся датчики приближения, вводится понятие чувствительности, т.е. отношение приращения выходного напряжения к приращению расстояния между проводящим объектом и сенсором.

У выпускаемых промышленностью датчиков приближения рабочее расстояние переключения 1„=(0,2-0,5)0, где В - наружный диаметр катушки индуктивности, причем ¡„=(1,2-35) мм. Планарные катушки индуктивности без ферритовых сердечников в датчиках приближения не использовались вследствие ухудшения параметров датчиков. Предлагается использовать не отдельно взятые планарные катушки, а совокупность из двух индуктивно связанных планарных катушек, составляющих взаимоиндуктивный сенсор. Если катушки сдвинуты друг относительно друга так, что наличие сигнала на первой катушке не приводит к появлению сигнала на второй катушке, то такой вид сенсора назван индуктивным балансным сенсором (ИБС). До сих пор не разработана методика определения баланса ИБС, с катушками различной формы при различных расстояниях между плоскостями катушек, не оценено влияние на коэффициент передачи ИБС проводящих предметов, формы катушек индуктивности, рабочей частоты, не проанализированы особенности ИБС при их микроэлектронном исполнении.

Кроме ИБС в датчиках приближения возможно также использование специально разбалансированных ИБС (СРИБС) или небалансируемых взаимоиндуктивных сенсоров (НБВС). Их характеристики пока не изучены, как и датчики приближения с их использованием.

На основе взаимоиндуктивных микроэлектронных сенсоров могут бьггь реализованы микросистемы для измерения давления, силы, массы, ускорения, магнитной индукции, числа оборотов двигателей (тахометры) и многие другие.

Таким образом, представляет практический интерес исследование

характеристик планарных - вза! м^дущиэд^^^соров (ИБС, СРИБС, НБВС), изготовленных методам г мшфМв/НКГОЖЬки, Изучение возможности

£Гх5й •

их эффективного использования в датчиках приближения проводящих объектов, проводимости жидкости (солености воды), поскольку эти датчики находят массовый спрос.

Пель и задачи работы. Целью настоящей работы является разработка методики проектирования микроэлектронных взаимоиндуктивных сенсоров и определение особенностей характеристик датчиков положения, приближения проводящих объектов и проводимости жидкости.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач;

- разработка методики определения условий баланса ИБС с пленарными катушками различной формы при разном расстоянии между плоскостями катушек;

- исследование влияния плоских и цилиндрических проводящих объектов на коэффициент передачи ИБС;

- исследование влияния активных сопротивлений генератора, катушек и нагрузки, рабочей частоты на характеристики ИБС;

- изучение особенностей характеристик микроэлектронных СРИБС, НБВС;

- натурное и компьютерное моделирование ИБС, СРИБС, НБВС и построение на их основе датчиков приближения проводящих объектов и проводимости жидкости.

Научная новизна:

- предложен метод определения условий баланса ИБС с пленарными катушками различной формы при разном расстоянии между плоскостями катушек;

выявлены особенности изменения коэффициента передачи взаимоиндуктивных пленарных сенсоров под влиянием проводящих объектов и проводимости жидкости при соблюдении условий баланса и при предварительном разбалансировании;

- разработаны модели ИБС, НБВС для компьютерного моделирования датчиков приближения проводящих объектов.

Практическая ценность работы:

- разработаны конструкции взаимоиндуктивных сенсоров с планарными катушками, изготавливаемых по технологии полупроводниковых и гибридных интегральных микросхем;

- определены особенности и достоинства датчиков приближения проводящих объектов и солености воды;

Результаты работы были использованы при выполнении гранта, финансируемого Минобразования и науки РФ, а также Американским фондом гражданских исследований и развития ЯЕС 004.

Апробация работы. Основные результаты представлялись на VIII международной научно-практической конференции "Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники" (Дивноморское, Россия, 2002 г.), на IV Всероссийской научной конференции студентов и аспирантов "Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления" (Таганрог, Россия, 2002 г.), на IV и V международных конференциях

"Современные информационные и электронные технологии" (Одесса, Украина, 2003 и 2004 гг.), на IV международной научно-технической конференции "Микроэлектронные преобразователи и приборы на их основе" (Баку-Сумгаит, Азербайджан, 2003 г.), на научно-практическом семинаре "Проблемы современной аналоговой микросхемотехники" (Шахты, Россия, 2004 г.).

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Метод определения соотношений для относительного сдвига прямоугольных и треугольных катушек индуктивного балансного сенсора для получения баланса.

2. Закономерности изменения коэффициента передачи по напряжению индуктивного балансного сенсора с прямоугольными катушками при перемещении проводящей пластины в направлении сенсора или параллельно ему, при помещении сенсора в проводящий цилиндр.

3. Экспериментально полученные закономерности изменения выходного напряжения или частоты датчика солености воды с двумя' и тремя пленарными катушками.

4. Модели взаимоиндуктивных сенсоров для компьютерного моделирования датчиков приближения проводящих объектов.

Реализация результатов работы. Практические результаты работы апробированы и внедрены в ПИИ МВС (г. Таганрог) при проектировании датчиков приближения для предприятия "Проматом" (г. Волгодонск), в учебном процессе кафедры ТМ и НА ТРТУ.

Достоверность результатов. Достоверность научных результатов обусловлена применением в экспериментах стандартной измерительной аппаратуры, типовых программ ОтСаА 9.1, Майюас1 2000, согласованностью экспериментально полученных результатов с теоретическими выводами.

Личный вклад автора. В диссертационной работе изложены результаты, которые были получены автором самостоятельно и в соавторстве, при этом автор разработал метод определения условий баланса ИБС, проанализировал влияние на коэффициент передачи ИБС проводящих объектов, сопротивлений генератора, нагрузки, частоты колебаний; разработал модели сенсоров для компьютерного моделирования датчиков положения, экспериментально исследовал датчики положения, приближения проводящих объектов, датчики солености воды; осуществлял обработку, анализ и обобщение получаемых результатов.

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе б статей и б тезисов докладов.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников из 70 наименований. Общий объем диссертации составляет 122 страницы, включая 91 рисунок, 74 формулы, 8 таблиц.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель и основные задачи, приведена структура и основные задачи диссертации.

В первой главе приводится обзор индуктивных и взаимоиндуктивных датчиков положения, приближения проводящих объектов и солености воды. Указывается область их применения, функциональное строение и основные характеристики. На основании всех выше упомянутых данных ставятся задачи диссертации.

Во второй главе излагается метод определения условий баланса ИБС. Рассмотрен метод определения условий баланса прямоугольных и треугольных контуров. Приравнивая взаимоиндуктивность между катушками к нулю, можно определить при каком их расположении наблюдается баланс, т.е. нулевое напряжение на второй катушке, если на клеммах первой катушки оно имеется. На рис.1 изображены пересекающиеся контуры прямоугольной формы. При определении условий баланса приняты следующие допущения: расстояние между выводами контуров с и </ , е и / много меньше размера а; внутреннее сопротивление генератора близко к нулю; проводники контуров А и Б - линейные, имеют поперечное сечение, линейные размеры которого малы по сравнению с размерами а, Ь и Л/; если сопротивление нагрузки мало, то направления мгновенных токов соответствуют показанным на рис. 1; если направления токов в соответствующих участках двух контуров совпадают, то их взаимоиндуктивность положительна; взаимоиндуктивность между перпендикулярными участками равна нулю; емкостными связями пренебрегаем.

где М- взаимная индуктивность между контурами; а - длина контура, получим:

При использовании принципа наложения и введении функции Г -

М

а{ (ь+^РТ^^

Ш'+ШШ-ЩШ

, _1 (Ь | д | ^{ь + 5 + + + а1 + -5+^(Ь-зУ + а2 + И?^"

4

—Т 4

Ь+5) (ь

ТЦб+я; (Ь+гУ (Ь+*У '

На рис.2, приведены условия баланса для квадратных контуров, т.е., когда Ь=а, и для прямоугольных катушек, когда Ь = ^.

а

Контур А §

Вх.

Контур Б

п ш Л IV

п

Ь1

ш

4еВых

IV

Рис.1. Пересекающиеся контуры прямоугольной формы.

3 =0,02,6 = = 0,2,6 = 0,5а;

,а о

Рис. 2. Зависимость функции Р от отношения £

Из рис.2 следует, что баланс наблюдается при — = 0,75, если -^- = 0,02 и

а а

$ к

при — = 0,9, если — = 0,2, т.е. с увеличением расстояния между плоскостями а а

катушек ИБС для получения баланса выходной контур нужно смещать в сторону

уменьшения площади перекрытия обоих контуров, т.е. раздвигать катушки. Для

, _а 8 и

случая, где 0-"Г баланс наступает при — = 0,19, если ->- = 0,02 и при * а а

5 А

— = 0,4, если — = 0,2, т.е. уменьшение размера «Ь» вдвое ведет к большему а а

смещению влево выходного контура, чем при Ь=а; увеличение расстояния между плоскостями контуров для получения баланса также требует смещения выходного контура в сторону уменьшения площади перекрытия обоих контуров.

На рис.3 изображены два перекрывающихся контура треугольной формы. Для расчета взаимоиндуктивности между контурами получены следующие выражения:

Т"1 = ~4Р,} - 2ГЫ + 2РЮ + ^ ; =0,51пЗ; =0,51п2,15;

1 + ^1+(о, 86-04-1 Г-,-у

= 1п—V-_ 1 + о,86 -0,5-1 + 0,86 - 0,5-;

0,86-0,5— V V

а

гщ

а

График зависимости функции Р от отношения представлен на рис. 4. Видно, что баланс наступает при с/=0,16.

Рис.3. Два перекрывающихся Рис.4. Зависимость функции Р от

контура треугольной формы отношения^/

Предложенный метод определения условий баланса ИБС показывает, что для ИБС с катушками квадратной формы, расположенными как показано на рис. 1 и с катушками треугольной формы, расположенными как показано на рис.3 с увеличением расстояния между плоскостями катушек ИБС для получения баланса выходной контур нужно смещать в сторону уменьшения площади перекрытия обоих контуров, т.е. раздвигать катушки.

В третьей главе исследуется влияние проводящих объектов на ИБС. В ходе проведенных экспериментов с ИБС было замечено нарушение баланса сенсора при приближении к нему проводящей пластины. По мере приближения к ИБС проводящей пластины изменение выходного напряжения носит экспоненциальный характер. Максимальный разбаланс ИБС (максимум выходного напряжения) наступает при приближении проводящей пластины вплотную к сенсору на расстояние Ь1=хинн. Разбаланс ИБС вызван наведенной на выходном контуре сенсора ЭДС посредством вихревых токов, протекающих на поверхности приближаемой пластины. Величина вихревых токов зависит от расстояния между ИБС и пластиной. Чем ближе к ИБС проводящая пластина, тем больше вихревые токи и больше выходное напряжение.

Передаточная функция для сбалансированного ИБС при влиянии на него проводящей пластины принимает вид = т , ч.

Когда пластина П расположена соосно с ИБС на некотором расстоянии Б от плоскости сенсора на основе двух квадратных контуров как показано на

рис.5., передаточная функция К^ (кО при Ь = ; <1=0; 77 = 10^

представлена на рис.б. Если аргументом передаточной функции Кт является к2 и I = 5 Ь=2; т] = 10"*, то она будет иметь вид рис.7.

Рис 5. Расположение ИБС относительно поово лялей пластины.

я

Кт

(агс18к1а-0,9$

\arctgkf* -0,91|

■1п

¿ + 0,13(0,717^-ИГ ¿ +0,09377м*+ 0,008

аа=2а.

оп охи от о#и от к2=2 к2=10

/

)

к,I

Рис. 6. Вид передаточной функции К„ при изменении длины проводящей пластины.

Рис. 7. Вид передаточной функции К„ при изменении ширины проводящей пластины кг.

Каждому значению £/ будет соответствовать определенное значение при котором передаточная функция максимальна.

Для получения критерия оптимальных размеров проводящей поверхности, необходимо передаточную функцию дифференцировать по переменной £/.

О 738

к. = ■ , '-г+0,353- критерий оптимального размера поверхности

1п(ж2 +3,737)

П. На рис.8, приведена кривая, характеризующая данный критерий при £> =0 и »7 = ЮЛ

Рис.8. К определению оптимального размера проводящей пластины. При расположении ИБС между двумя идентичными проводящими пластинами, симметричными относительно его и соостно с ним как изображено на рис. 9.,

М1

Передаточная функция при изменении длины пластин Я/ и П2, А/ и г\ = 10""*;

+ 1

<1=0-, £ = 50^^ имеет вид, показанный на рис.10.

л

Пластана В

к2~0.1

Пластина В'

Рис.9. К расчету передаточной функции в Рис.10. Кривая зависимости функции К„2<уг случае воздействия на ИБС двух размера проводящих пластин.

Критерий оптимальности для случая нахождения ИБС между двумя проводящими пластинами к, = •

Для анализа влияния цилиндрического проводящего объекта ИБС помещался внутри проводящего цилиндра так, что ось симметрии цилиндра лежит в плоскости сенсора, а края цилиндра равноудалены от оси симметрии ИБС, проходящей через центр чувствительной зоны сенсора (рис.11.).

Передаточную функцию по напряжению для ИБС, расположенного внутри

цилиндра, можно записать как: < „ .

где Мцфц) - поправка, учитывающая влияние поверхности цилиндра на Рис 11. Расположение ИБС внутри собственную индуктивность

проводящего цилиндра. контуров ИБС

К. =1

2тг '

М = Ю^,пл/(^ + 0,009)2 +(107? + 0, л1 Я+т]

1п

10,1

А;-75+10,1

- аг^к]

Характер изменения передаточной функции кц при изменении длин

цилиндра к1 и I = 50^^; 77 = 10"4 показан на рис.12. я

Кц 0,01

0,008

0,006

0,004

0,002

О

)

ь Л

/ 77 = ю- - 1 т] = 10^

/ 1

10

14

16 Ч

Рис.12. Кривая зависимости передаточной функции Кч от длины цилиндра.

Приняв к1=2, 7 = 10"4, Ь = 50^-2-, построена зависимость передаточной

я

функции ИБС, размещенного внутри цилиндрической поверхности от ее

радиуса Я (рис. 13). *»

0.015 0,01 0,005 О

О 2 4 « I 10 *

Рис.13. Зависимость передаточной функции К« от относительного радиуса цилиндра.

Оценка влияния на характеристики ИБС внутреннего сопротивления генератора, сопротивление нагрузки, активных сопротивлений входного и выходного контуров, показывает, что с учетом этих параметров коэффициент передачи ИБС частотозависим.

Четвертая глава посвящена компьютерному и натурному моделированию взаимоиндуктивных сенсоров и построенных на их основе датчиков. С целью сохранения уже разработанной и применяемой электронной части выпускаемых промышленностью датчиков приближения при использовании дешевых пленарных катушек необходимо изменить характер выходного напряжения ИБС по мере приближения металлической пластины (выходное напряжение должно уменьшаться). Оказалось, что это удается достичь, если ИБС предварительно разбалансировать.

Произведено экспериментальное исследование небалансируемых сенсоров прямоугольной, кольцевой и треугольной формы. Исследуемые варианты показаны на рис. 14 (катушки условно показаны одновитковыми).

проводящей пластиной: I -г, к; 2-в, е, ж, и; 3-а; 4-з; 5-6; 6-д,л

У

Небалансируемые взаимоиндуктивные сенсоры разной конструкции дают падающий характер зависимости выходного напряжения датчика положения по мере приближении проводящего объекта, чувствительность таких сенсоров в десятки раз выше, чем у ИБС, но зона чувствительности сокращена в (2-3) раза.

В связи с увеличением загрязненности вод естественных водоемов актуальным становится разработка приборов для контроля солености питьевой воды. Для измерения солености воды предлагается использовать трехкатушечный ИБС (рис. 15). В нем третья планарная катушка накладывается на первые две и имеет выводы, погружаемые в воду. Сигнал на второй катушке зависит от сопротивления (солености) воды. В этом случае ИБС не соприкасается с водой (помещается в герметичный корпус), и поэтому обмотки катушки могут быть выполнены в микроэлектронном варианте. Так как на электродах сигнал высокочастотный и малого уровня (десятки мВ), электроды не деградируют.

Электрическая схема прибора для определения солености воды показана на рис. 16. На транзисторах УТ1 и УТ2 реализован автогенератор на основе аналога негатрона с Ы-образной вольт-амперной характеристикой между клеммами а-б. Частотозадающими элементами являются первая катушка ИБС I/ и конденсатор С2. Рабочая частота устанавливается выбором емкости конденсатора С? порядка 2-4 МГц. На транзисторах УТЗ и УТ4 реализованы усилитель и эммитерный повторитель. Диоды РШ и УЛ2 входят в амплитудный детектор, нагруженный на электромагнитный индикатор (50 мкА). Устройство потребляет ток около 6 мА и питается от батарейки с напряжением 9В.

Трахжипьиый кабель Электроды \

2206

Третья катушка

Рис. 15. Структурная схема датчика солености воды с трехкатушечным ИБС

ИБС

ш.

т

Рис.16. Электрическая схема прибора определения солености воды.

В работе рассмотрено как изменяются характеристики датчиков с взаимоиндуктивными сенсорами, изготовленные методами микроэлектроники. Катушки I сенсоров могут располагаться на ситале или оксидированном кремнии (рис.17) одна из катушек может быть выполнена путем диффузии примеси в кремний (рис.18). Левая катушка подключается к автогенератору с высокой рабочей частотой, в исследованиях использовался аналог негатрона с Ы-образАой вольтамперной характеристикой (ВАХ) между клеммами а-б (рис. 19,а). При построении датчиков положения с амплитудным выходом к клеммам а-б подключается первая катушка, а выходной сигнал снимается со второй (рис.19, а, б). При частотном выходе к клеммам а-б подключаются последовательно и согласно включенные обе катушки сенсора, а выходной сигнал снимается с резистора (рис.19, а, вых.2).

Рис.17. Тонкопленочный взаимоиндуктивный сенсор

1 - ситалл или оксидированный кремний; 2 - токопровод первой катушки на основе первого металлического слоя; 3 - первый диэлектрический слой; 4 -окно в первом диэлектрическом слое; 5 - токопровод второй катушки и вывод от первой катушки на основе второго металлического слоя; 6 - второй диэлектрический слой; 7 - окно в диэлектрическом слое; 8 - вывод от второй катушки на основе третьего металлического слоя.

Рис.18. Взаимоиндуктивный сенсор с диффузионной второй катушкой 1 - оксидированный кремний р-типа; 2 - диффузионная п+ область токопровода второй катушки; 3 - окна в двуокиси кремния к диффузионной п+ области; 4 - токопровод первой катушки на основе первого металлического слоя; 5 - первый диэлектрический слой; 6 - окно в первом диэлектрическом слое; 7 -выводы от первой и второй катушек на основе второго металлического слоя.

' ' "и

Вых1

Рис.19. Схема автогенератора на аналоге негатрона (а) и варианты включения катушек взаимоиндуктивного сенсора при амплитудном выходе (б) и частотном выходе (в).

На рис.20 представлены характеристики датчика положения с частотным выходом при использовании тех же катушек. Видно, что относительное изменение частоты очень высокое (за счет уменьшения не только индуктивности катушки, но и взаимной индуктивности), могут быть получены линейные зависимости.

Рис. 20. График зависимости амплитуды выходного напряжения (вых.1) автогенератора с тонкопленочными сенсорами от расстояния й между медной пластиной и сенсором:

1 -а-10мм; N=10; С2=43 пФ; Е=5В (/. «1 \МГц)\

2 - а=7,5 мм; N=10; С3=43 пФ; Е=10В (/„ »\2МГц);

3 -а=4мм; N=5; С2=240 пФ; Е=20В (/_ «15,ЗА/Г«/).

Было выполнено компьютерное моделирование взаимоиндуктивных сенсоров и датчиков на их основе.

Для математического описания экспериментальных данных небалансируемых взаимоиндуктивных сенсоров можно использовать обобщенное уравнение вида:

у=ах-к1-2,

где, г=Ь(х-п)е при х>п,

х=0 при х<п.

Схема, состоящая из функциональных блоков программы ОгСаё 9.1 и реализующая обобщенное уравнение зависимости амплитуды выходного напряжения от расстояния между сенсором и проводящей пластиной, полученные при математическом моделировании приведена на рис.21. Полученные кривых отличаются от экспериментальных не более чем на ± 2%.

Основные результаты работы.

1. Выявлено с помощью предложенной методики определения условий баланса ИБС, что для ИБС с катушками квадратной, прямоугольной, треугольной и кольцевой формы, с увеличением расстояния между плоскостями катушек ИБС для получения баланса выходной контур нужно смещать в сторону уменьшения площади перекрытия обоих контуров, т.е. раздвигать катушки.

2. Показано, что передаточная функция ИБС с катушками квадратной формы, помещенного вблизи проводящей пластины, имеет максимум при определенном соотношении сторон проводящей пластины.

3. Баланс ИБС нарушается при приближении к нему проводящих пластин как с одной, так и с двух сторон. По мере приближения одной проводящей пластины к ИБС его передаточная функция возрастает.

4. При помещении сбалансированного ИБС внутрь проводящего цилиндра его передаточная функция возрастает, причем степень ее увеличения зависит от длины цилиндра и его радиуса.

5. Чувствительной областью ИБС является область перекрытия его контуров.

6. На передаточную функцию ИБС заметно влияет внутреннее сопротивление генератора, активное сопротивление катушек, сопротивление нагрузки, частота колебаний.

7. Сопротивление нагрузки третьей катушки, индуктивно связанной с ИБС, оказывает существенное влияние на коэффициент передачи ИБС.

8. Предварительная разбалансировка ИБС позволяет изменить характер поведения выходного напряжения датчика положения проводящего объекта на обратный.

9. На основе ИБС могут быть реализованы определители солености воды, находящейся в изолированном сосуде, а также воды естественных заземленных водоемов. В последнем случае пригоден трехкатушечный ИБС, изготавливаемый по технологии гибридных интегральных микросхем.

10. На основе взаимоиндуктивных небалансируемых сенсоров могут быть построены датчики положения проводящего объекта и проводимости жидкости с частотным выходом и высокой разрешающей способностью, реализованные методами микроэлектроники.

Работы опубликованные по теме диссертации:

1. Негоденко О.Н., Черевко С.А. Планарные взаимоиндуктивные сенсоры для датчиков положения и приближения. // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. -2002 -№4-5. -С.47-49.

2. Черевко С.А., Негоденко О.Н. Датчики на основе аналогов негатронов и взаимоиндуктивных сенсоров. // Труды IV международной научно-практической конференции «Современные информационные электронные технологии». -Одесса. -2003. -С.324.

3. Негоденко О.Н., Черевко С. А. Микроэлектронные взаимоиндуктивные резонансные сенсоры приближения металлов // Труды

VIII международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники». Часть2. Дивноморское. -Россия. -2002. -С.66-61.

4. Негоденко О.Н., Черевко СЛ. Приборы определения солености воды на основе индуктивных балансных сенсоров // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. -2003. -№2. -С.56-57.

5. Черевко С.А. Преобразователь сопротивления в напряжение с гальванической развязкой // Тезисы докладов IV Всероссийской научной конференции студентов и аспирантов «Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления». -Таганрог. -2002 -С.200.

6. Негоденко О.Н., Черевко С.А. Датчики положения проводящего объекта и солености воды с частотным выходом на основе взаимоиндуктивных сенсоров // Проблемы современной аналоговой микросхемотехники. -Шахты: Изд. ЮРГУЭС. -2004.

7. Негоденко О.Н., Черевко С.А. Микроэлектронный преобразователь сопротивления биологической жидкости в частоту электрических колебаний // Труды V международной научно-практической конференции «Современные информационные и электронные технологию). -Одесса. -2004. -С.242.

8. Негоденко О.Н., Черевко С.А. Субботовский А.Л. Электронный датчик скорости и направления ветра // Труды V международной научно-практической конференции «Современные информационные и электронные технологии». -Одесса. -2004. -С.243.

9. Негоденко О.Н., Стриженов П.И., Черевко С.А. Заруба Д.В. Эквивалентное сопротивление аналогов негатронов на двух полевых транзисторах. // Труды V международной научно-практической конференции «Современные информационные и электронные технологии». -Одесса. -2004. -С.215.

10. Негоденко О.Н., Черевко С.А. Снижение потребляемой мощности автогенераторных датчиков на аналогах негатронов // Труды IV международной научно-технической конференции «Микроэлектронные преобразователи и приборы на их основе». -Баку-Сумгаит. -2003. -С.93-95.

11. Черевко СЛ., Семенцов В.И., Негоденко О.Н. Влияние проводящих объектов на коэффициент передачи индуктивных балансных сенсоров // Информационное противодействие угрозам терроризма. - Таганрог -№6 - 2005.-С.5.

12. Черевко СЛ., Семенцов В.И., Негоденко О.Н. Методика определения условий баланса индуктивных балансных сенсоров // Информационное противодействие угрозам терроризма. - Таганрог -№6 - 2005. -С. 4

Личный вклад диссертанта в работы, опубликованные в соавторстве состоит в следующем:

1. В [1] автор исследовал макеты различных конструкций взаимоиндуктивных сенсоров для датчиков положения и приближения.

2. В [2] автор исследовал макеты датчиков на основе аналогов негатоонов и взаимоиндуктивных сенсоров.

122 5 65

3. В [3] автор изготовил макеты и исследовал характеристики взаимоиндуктивных резонансных сенсоров приближения металлов в микроэлектронном исполнении.

4. В [4] автор синтезировал схему прибора определения солености воды на основе индуктивных балансных сенсоров.

5. В [5] автор составил модель преобразователя сопротивления в напряжение с гальванической развязкой.

6. В [6] автор составил модель и синтезировал схему датчиков положения проводящего объекта и солености воды с частотным выходом на основе взаимоиндуктивных сенсоров.

7. В [7] автор составил модель микроэлектронного преобразователя сопротивления биологической жидкости в частоту электрических колебаний.

8. В [8] ачтор составил модель электронного датчика скорости ветра.

9. В [9] автор исследовал влияние эквивалентного сопротивления аналогов негатронов на двух полевых транзисторах.

10. В [10] автор синтезировал схемы автогенераторных датчиков на аналогах негатронов.

11. В [11] и [12] автор вывел все расчетные соотношения.

Подписано в печать 21.10.2005 г. Печ. л. 1,3. Уч.-изд. л-1,13

_Печать оперативная. Тираж 100. Заказ №1972._

Издательство Таганрогского государственного радиотехнического университета ГСП-17А, Таганрог, 28, Некрасовский, 44 Типография таганрогского государственного радиотехнического университета ГСП-17А, Таганрог, 28, Энгельса,!

РНБ Русский фонд

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ИНДУКТИВНЫХ ДАТЧИКОВ ПОЛОЖЕНИЯ, ПРИБЛИЖЕНИЯ ПРОВОДЯЩИХ ОБЪЕКТОВ И СОЛЕНОСТИ ВОДЫ, ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ДИССЕРТАЦИИ.

2. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСЛОВИЯ БАЛАНСА МИКРОЭЛЕКТРОННЫХ ИБС.

2.1. Условия баланса прямоугольных планарных контуров.

2.2. Условия баланса треугольных контуров.

ВЫВОДЫ.

3. ВЛИЯНИЕ ПРОВОДЯЩИХ ОБЪЕКТОВ НА КОЭФФИЦИЕНТ ПЕРЕДАЧИ МИКРОЭЛЕКТРОННЫХ ИБС.

3.1. Влияние плоских проводящих объектов на ИБС.

3.2. Влияние цилиндрического проводящего объекта на коэффициент передачи микроэлектронного ИБС.

3.3. Влияние сопротивления генератора, контуров и нагрузок на характеристики ИБС.

ВЫВОДЫ.

4. НАТУРНОЕ И КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОИНДУКТИВНЫХ СЕНСОРОВ И ПОСТРОЕННЫХ

НА ИХ ОСНОВЕ ДАТЧИКОВ.

4.1. Схемы питания взаимоиндуктивных сенсоров.

4.2. Основные характеристики ИБС.

4.3. Свойства предварительно разбалансированных ИБС и небалансируемых планарных взаимоиндуктивных сенсоров.

4.4. Резонансные взаимоиндуктивные сенсоры.

4.5. Приборы определения солености воды на основе индуктивных балансных сенсоров.

4.6. Датчики положения проводящего объекта и солености воды с частотным выходом на основе взаимоиндуктивных сенсоров.

4.7. Компьютерное моделирование взаимоиндуктивных сенсоров и датчиков на их основе.

ВЫВОДЫ

Актуальность темы. В устройствах автоматизации производства широко используются датчики приближения проводящих объектов, называемые концевыми, или бесконтактными выключателями. Обычно они содержат автогенератор с катушкой индуктивности в качестве чувствительного элемента, детектор, пороговое устройство, усилитель и управляемый мощный транзистор, при этом генератор с детектором является датчиком положения. Принцип действия датчика приближения основан на изменении амплитуды колебаний генератора при внесении в активную зону катушки индуктивности металлических или иных проводящих, ферромагнитных объектов определенных размеров. Активная зона создается электромагнитным полем катушки индуктивности, расположенной на ферритовом броневом сердечнике. Поскольку датчики приближения это изделия массового производства, то использование групповых методов изготовления, характерных для технологии микроэлектроники, должно привести к удешевлению датчиков, уменьшению их габаритов. Если электронная часть датчиков приближения легко может быть изготовлена методами микроэлектроники, то катушка индуктивности, чтобы ее изготовлять теми же методами, должна иметь планарную конструкцию и не содержать магнитного сердечника. Это может отразиться на параметрах датчика приближения.

Основными параметрами датчика приближения, связанными со свойствами чувствительного элемента, являются следующие /1/:

1. Рабочее расстояние переключения 1п между проводящим объектом и датчиком, при этом расстоянии датчик надежно работает при заданном напряжении питания и в заданном диапазоне температур.

2. Воспроизводимость точки переключения при используемом технологическом процессе изготовления датчика и изменении напряжения питания на ±5% от номинального значения, изменении температуры в пределах (15-30 °С).

3. Гистерезис переключения - это разброс параметра /„, выраженный в процентах, связанный с включением и выключением датчика.

4. Частота переключения fnep.

Для датчиков положения проводящих объектов, на основе которых строятся датчики приближения, вводится понятие чувствительности, т.е. отношение приращения выходного напряжения к приращению расстояния между проводящим объектом и сенсором.

У выпускаемых промышленностью датчиков приближения рабочее расстояние переключения ln-(0,2-0,5)D, где D — наружный диаметр катушки индуктивности, причем 1п=(1,2-35) мм. Планарные катушки индуктивности без ферритовых сердечников в датчиках приближения не использовались вследствие ухудшения параметров датчиков. Предлагается использовать не отдельно взятые планарные катушки, а совокупность из двух и более индуктивно связанных планарных катушек, составляющих взаимоиндуктивный сенсор, у которого катушки сдвинуты друг относительно друга так, что наличие сигнала на первой катушке не приводит к появлению сигнала на второй катушке. Такой вид сенсора назван индуктивным балансным сенсором (ИБС) 121. Возможность такого явления впервые замечена в /3/. Некоторые характеристики ИБС и их технические возможности рассмотрены в /4-8/. Однако не разработана методика определения баланса ИБС с катушками различной формы при различных расстояниях между плоскостями катушек, не оценено влияние на коэффициент передачи ИБС проводящих предметов, формы катушек индуктивности, рабочей частоты, не проанализированы особенности ИБС при их микроэлектронном исполнении.

Кроме ИБС в датчиках приближения возможно также использование специально разбалансированных ИБС (СРИБС) или не балансируемых взаимоиндуктивных сенсоров (НБВС). Их характеристики пока не изучены, как и датчики приближения с их использованием.

В /2/ показано, что на основе ИБС могут быть построены датчики проводимости жидкостей, датчики солености воды. Здесь использовался двухкатушечный ИБС. Однако такие датчики мало пригодны для определения солености воды естественных заземленных водоемов. Предлагается использовать трехкатушечные ИБС, позволяющие получить хорошую гальваническую развязку между электродами, помещенными в воду, и электронной частью датчика. Датчики солености воды с микроэлектронными взаимоиндуктивными сенсорами могут найти широкое применение в быту и медицине.

На основе взаимоиндуктивных микроэлектронных сенсоров могут быть реализованы микросистемы для измерения давления, силы, массы, ускорения, магнитной индукции, числа оборотов двигателей (тахометры) и многие другие.

После почти тридцатилетнего забвения микроэлектронных планарных катушек индуктивности в связи с появлением их электронных эквивалентов в последние годы появилось множество публикаций по технологии изготовления микроэлектронных планарных катушек индуктивности /9-12/. При изготовлении двухслойных планарных катушек первая катушка расположена в кремниевой подложке и получена с помощью эммитерной диффузии, вторая катушка расположена на диоксиде кремния и получена л напылением металла. Катушки занимают площадь не более 0,5x0,5 мм , имеют до 10 витков. При индуктивности порядка нескольких единиц нГн их добротность лежит в пределах от нескольких единиц до 20 на частотах от 0,1-20 ГГц.

Таким же способом можно изготовить и катушки взаимоиндуктивных сенсоров, однако их размеры могут быть увеличены до 4x4 мм2. Размеры пленочных катушек на диэлектрическом основании или оксидированном кремнии могут достигать 10x10 мм и более.

Таким образом, представляет практический интерес исследование характеристик планарных взаимоиндуктивных сенсоров (ИБС, СРИБС, НБВС), изготовленных методами микроэлектроники, изучение возможности их эффективного использования в датчиках приближения проводящих объектов, проводимости жидкости, солености воды, поскольку эти датчики находят массовый спрос.

Целью работы является разработка методики проектирования микроэлектронных взаимоиндуктивных сенсоров и определение особенностей характеристик датчиков положения, приближения проводящих объектов и проводимости жидкости.

Задачи, решение которых позволит достичь поставленные цели, состоят в следующем:

- разработка методики определения условий баланса ИБС с планарными катушками различной формы при разном расстоянии между плоскостями катушек;

- исследование влияния плоских и цилиндрических проводящих объектов на коэффициент передачи ИБС;

- исследование влияния активных сопротивлений генератора, катушек и нагрузки, рабочей частоты на характеристики ИБС;

- изучение особенностей характеристик микроэлектронных СРИБС, НБВС;

- натурное и компьютерное моделирование ИБС, СРИБС, НБВС и построение на их основе датчиков приближения проводящих объектов и проводимости жидкости.

Научная новизна:

- предложен метод определения условий баланса ИБС с планарными катушками различной формы при разном расстоянии между плоскостями катушек; выявлены особенности изменения коэффициента передачи взаимоиндуктивных планарных сенсоров под влиянием проводящих объектов и проводимости жидкости при соблюдении условий баланса и при предварительном разбалансировании;

- разработаны модели ИБС, НБВС для компьютерного моделирования датчиков приближения проводящих объектов.

Практическая ценность работы: разработаны конструкции взаимоиндуктивных сенсоров с планарными катушками, изготавливаемых по технологии полупроводниковых и гибридных интегральных микросхем;

- определены особенности и достоинства датчиков приближения проводящих объектов и солености воды;

Результаты работы были использованы при выполнении гранта, финансируемого Минобразования и науки РФ, а также Американским фондом гражданских исследований и развития REC 004.

Апробация работы. Основные результаты представлялись на VIII международной научно-практической конференции "Актуальные проблемы твердотельной электроники и микроэлектроники" (Дивноморское, Россия, 2002 г.), на IV Всероссийской научной конференции студентов и аспирантов "Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления" (Таганрог, Россия, 2002 г.), на IV и V международных конференциях "Современные информационные и электронные технологии" (Одесса, Украина, 2003 и 2004 гг.), на IV международной научно-технической конференции "Микроэлектронные преобразователи и приборы на их основе" (Баку-Сумгаит, Азербайджан, 2003 г.), на научно-практическом семинаре

Проблемы современной аналоговой микросхемотехники" (Шахты, Россия, 2004 г.).

По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе 6 статей и 6 тезисов докладов.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Метод определения соотношений для относительного сдвига прямоугольных и треугольных катушек индуктивного балансного сенсора для получения баланса.

2. Закономерности изменения коэффициента передачи по напряжению индуктивного балансного сенсора с прямоугольными катушками при перемещении проводящей пластины в направлении сенсора или параллельно ему, при помещении сенсора в проводящий цилиндр.

3. Экспериментально полученные закономерности изменения выходного напряжения или частоты датчика солености воды с двумя и тремя планарными катушками.

4. Модели взаимоиндуктивных сенсоров для компьютерного моделирования датчиков приближения проводящих объектов.

Личный вклад автора. В диссертационной работе изложены результаты, которые были получены автором самостоятельно и в соавторстве, при этом автор разработал методику определения условий баланса ИБС, проанализировал влияние на коэффициент передачи ИБС проводящих объектов, сопротивления генератора, нагрузки, частоты колебаний, разработал модели сенсоров для компьютерного моделирования датчиков положения, экспериментально исследовал датчики положения, приближения проводящих объектов, датчики солености воды, осуществлял обработку, анализ и обобщение получаемых результатов.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников из 70

Выводы

В результате проведенных натурных экспериментов и компьютерного моделирования взаимоиндуктивных сенсоров и датчиков на их основе можно сформулировать следующие выводы:

1. Предварительная разбалансировка ИБС позволяет изменить характер поведения выходного напряжения датчика положения проводящего объекта на обратный (у ИБС по мере приближения проводящих пластин выходное напряжение возрастает, у разбалансированного - уменьшается), при этом в (2-3) раза сокращается зона чувствительности.

2. Небалансируемые взаимоиндуктивные сенсоры разной конструкции дают падающий характер зависимости выходного напряжения датчика положения по мере приближении проводящего объекта, чувствительность таких сенсоров в десятки раз выше, чем у ИБС, но зона чувствительности сокращена в (2-3) раза.

3. На основе взаимоиндуктивных сенсоров могут быть реализованы определители солености воды, находящейся в изолированном сосуде, а также воды естественных заземленных водоемов как с амплитудным, так и с частотным выходом, реализованные микроэлектронными технологиями.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Выявлено с помощью предложенной методики определения условий баланса ИБС, что для ИБС с катушками квадратной, прямоугольной, треугольной и кольцевой формы, с увеличением расстояния между плоскостями катушек ИБС для получения баланса выходной контур нужно смещать в сторону уменьшения площади перекрытия обоих контуров, т.е. раздвигать катушки.

2. Показано, что передаточная функция ИБС с катушками квадратной формы, помещенного вблизи проводящей пластины, имеет максимум при определенном соотношении сторон проводящей пластины.

3. Баланс ИБС нарушается при приближении к нему проводящих пластин как с одной, так и с двух сторон. По мере приближения одной проводящей пластины к ИБС его передаточная функция возрастает.

4. При помещении сбалансированного ИБС внутрь проводящего цилиндра его передаточная функция возрастает, причем степень ее увеличения зависит от длины цилиндра и его радиуса.

5. Чувствительной областью ИБС является область перекрытия его контуров.

6. На передаточную функцию ИБС заметно влияет внутреннее сопротивление генератора, активное сопротивление катушки, сопротивление нагрузки, частота колебаний.

7. Сопротивление нагрузки третьей катушки, индуктивно связанной с ИБС оказывает существенное влияние на коэффициент передачи ИБС.

8. Предварительная разбалансировка ИБС позволяет изменить характер поведения выходного напряжения датчика положения проводящего объекта на обратный.

9. На основе ИБС могут быть реализованы определители солености воды, находящейся в изолированном сосуде, а также воды естественных заземленных водоемов. В последнем случае пригоден трехкатушечный ИБС изготавливаемый по технологии гибридных интегральных микросхем.

1. Калантаров П.Д., Цейтлин JI.A. Расчет индуктивностей: Справочная книга. Л.: Энергоатомиздат, 1986.

2. Румянцев К.Е., Негоденко О.Н., Семенцов В.И. Датчики на основе индуктивных балансных сенсоров // Известия вузов. Электромеханика. -1995.- №4. С.99-101.

3. Семенцов В.И. О проблемах индуктивных связей в многослойных тонкопленочных и печатных схемах // Радиомеханика. -1969. -т.24, №12. — С.92-95.

4. Кошелев С.Г., Негоденко О.Н., Семенцов В.И. Особенности характеристик индуктивных балансных сенсоров // Метрология. -1998. -№12. -С.23-26.

5. Кошелев С.Г., Негоденко О.Н., Семенцов В.И. Индуктивные балансные сенсоры и возможности их применения // Приборы и системы управления. -1999. -№3. -С.35-36.

6. Негоденко О.Н., Семенцов В.И., Кошелев С.Г. Технические возможности индуктивных балансных сенсоров // Известия вузов. Электромеханика. -1999. -№2. -С.45-49.

7. Негоденко О.Н., Семенцов В.И., Мардамшин Ю.П. Датчики положения и приближения на основе индуктивных балансных сенсоров // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. -2001. -№4-5. — С.53-55.

8. Негоденко О.Н., Кошелев С.Г., Семенцов В.И., Мардамшин Ю.П. Микроэлектронные индуктивные балансные сенсоры с катушками квадратной и треугольной формы // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. -2002. -№1. -С.47-48.

9. Ashby К.В. A inductors for wireless applications in a complemehtory silicon bipolar process // IEEE Solid-State Circuits. V31. -1996. -P.4-9.

10. Burghavtz J.N. e.c. RF circuit with spiral inductor on silicon // IEEE Journal of Solid-State Circuits. -V33. -№12. -1998. P.2028-2034.

11. Mohan S.S., e.c. Simple accurate expressions for planar spiral inductors // IEEE Journal of Solid-State Circuits. -V34. -№10. -1999. -P.1419-1424.

12. C.H.Chen e.c. A deep submicron CMOS process compatible suspending high-Q inductor. // IEEE Electron Device Letters, v.22. 11. -2001. - P.522-523.

13. Рекламные материалы фирмы TEKO. Челябинск. -2000.

14. Серьезное А.Н., Степанова и др. Негатроника (под ред. Степановой JI.H.). -Новосибирск: Наука, 1995. -315с.

15. Касимов Ф.Д., Негоденко О.Н. и др. Микроэлектронные преобразователи на основе негатронных элементов и устройств (под ред. Касимова Ф.Д.). -Баку: ЭЛМ, -2001.-236 с.

16. Негоденко О.Н., Румянцев К.Е. и др. Схемотехника, моделирование и применение транзисторных устройств с отрицательным сопротивлением. — Таганрог: Изд. ТРТУ. -2002 -206 с.

17. Негоденко О.Н. Аналоги негатронов в электронных устройствах. -Таганрог: изд. ТРТУ. -2004. -103 с.

18. Черевко С.А., Семенцов В.И., Негоденко О.Н. Влияние проводящих объектов на коэффициент передачи индуктивных балансных сенсоров // Информационное противодействие угрозам терроризма. Таганрог -№6 -2005 / www.contrterror.tsure.ru.

19. Черевко С.А., Семенцов В.И., Негоденко О.Н. Методика определения условий баланса индуктивных балансных сенсоров // Информационное противодействие угрозам терроризма. Таганрог -№6 -2005 / www.contrterror.tsure.ru.

20. Негоденко О.Н., Черевко С.А. Планарные взаимоиндуктивные сенсоры для датчиков положения и приближения. // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. -2002 -№4-5. -С.47-49.

21. Черевко С.А., Негоденко О.Н. Датчики на основе аналогов негатронов и взаимоиндуктивных сенсоров. // Труды IV международной научно-практической конференции «Современные информационные электронные технологии». -Одесса. -2003. -С.324.

22. Негоденко О.Н., Черевко С.А. Приборы определения солености воды на основе индуктивных балансных сенсоров // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. -2003. -№2. -С.56-57.

23. Черевко С.А. Преобразователь сопротивления в напряжение с гальванической развязкой // Тезисы докладов IV Всероссийской научной конференции студентов и аспирантов «Техническая кибернетика, радиоэлектроника и системы управления». —Таганрог. -2002 -С.200.

24. Новицкий П.В., Корринг В.Г., Гутников B.C. Цифровые приборы с частотными датчиками. -Л.: Энергия. -1970. —424 с.

25. Негоденко О.Н., Черевко С.А. Датчики положения проводящего объекта и солености воды с частотным выходом на основе взаимоиндуктивных сенсоров // Проблемы современной аналоговой микросхемотехники. -Шахты: Изд. ЮРГУЭС. -2004.

26. Негоденко О.Н., Черевко С.А. Субботовский А.Л. Электронный датчик скорости и направления ветра // Труды V международной научнопрактической конференции «Современные информационные и электронные технологии». -Одесса. -2004. -С.243.

27. Каперко А.Ф. Анализ состояния, тенденции развития и новые разработки датчиков преобразователей информации систем измерения, контроля и управления // Измерительная техника. -1998, №1. -С.3-7

28. Агеев О.А. и др. Микроэлектронные преобразователи неэлектрических величин. -Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2000. -153 с.

29. Бабаян P.P. Преобразователи неэлектрических величин с частотным выходом // Приборы и системы управления. -1996, №11. -С. 24-26

30. Арш Э.И. Автогенераторные методы и средства измерений. —М: Машиностроение. -1979. -256 с.

31. Ваганов В.И. Интегральные преобразователи. -М: Энергоатомиздат. -1983.-136 с.

32. Юров А.С. Бесконтактные датчики. // Электроника: НТБ. -1999, №5. -С. 46-50

33. Экспресс информация. Приборы и элементы автоматики и вычислительной техники. Современные индуктивные датчики близости. -1990, №45. -С. 4-8

34. Экспресс информация. Приборы и элементы автоматики и вычислительной техники. Новые датчики для измерения перемещения и расстояния. -1990, №44. -С.8-12

35. Шаманин В.А. и др. Электромагнитные датчики перемещения // Приборы и системы управления. -1991, №8. -С. 2-5

36. Пчельников Ю.Н., Анненков В.В. Применение связанных арифметических спиралей для контроля отверстий // Измерительная техника. -1996, №10.-С. 17-20

37. Бабаев С.С. Датчики положения. Инженерная микроэлектроника. -1999, №10.-С. 33-36

38. Зыбайло А. Датчики положения // Электроника. -2003, №11 .-С. 3234.

39. Игнатьева Н.О. Бесконтактные датчики положения // Электроника. -2003, №12.-С. 30-33

40. Осипович JI.A. Датчики физических величин. — М.: Машиностроение, -1979. -159 с.

41. Шелепин Н.А. Кремниевые преобразователи физических величин и компоненты датчиков. Датчики и микросистемы на их основе // Микросистемная техника. -2002, №9. -С. 2-10

42. Датчики теплофизических и механических параметров. (Под руководством Ю.Н. Коптева). Том 1.(книга 2): М.: Радиотехника. -1998

43. Виглеб Г. Датчики. -М.: Мир. -1989

44. Мозолян Е. Индуктивные датчики положения фирмы Pepperl + Fuchs // Современные технологии и автоматизация. -2003, №3.-С. 6-9

45. Alan Н. е.с. Development of position sensors for macro and micro electronic devises. // Proc. SPIE. -2002. -P. 381-385

46. Субералидзе П.Ш., Валиуллин Ф.Х., Котов Н.П. Математическое моделирование взаимоиндуктивных датчиков перемещения. // Датчики и системы. -2003, №2. -С.7-10

47. Колечицкий Е.С. К расчету взаимной индуктивности плоских контуров. // Электричество. -2003., №4. -С. 60-62

48. Достанко А.П. Технология интегральные схем. Минск: Высшая школа. -1982

49. Жиров Г.А. Технология гибридных интегральных схем. Киев: Высшая школа. -1976

50. Митрофанов О.В. Конструирование гибридных и полупроводниковых интегральных схем. -М.: Высшая школа. -1983

51. Готра З.Ю. и др. Технологические основы гибридных интегральных схем. -Львов: Высшая школа. -1977

52. Митзда Ф. Интегральные схемы. Технология и применение. -М: Мир. -1981

53. Матсон Э.А. Конструирование и технология микросхем. -Минск: Высшая школа. -1985

54. Броудай И., Мерэй Д. Физические основы микротехнологии. -М.: Мир. -1988

55. Гребенникова В.Г. и др. Толстопленочная микроэлектроника. -Киев: Наукова думка. -1983

56. Гурский Л.И., Степанец В.Я. Проектирование микросхем. -Минск: Наука, техника. -1991

57. Мартынов В.В. , Базарова Т.Е. Литографические процессы.- М.: Высшая школа.-1990.

58. Бузанова Е.В. Микроструктуры интегральных элементов.- М.: Радио и связь.-1990

59. Алексенко А.Г., Шагурин И.И. Микросхемотехника. -М.: Радио и связь. -1990

60. Бушминский И.П. и др. Конструирование и технология пленочных СВЧ микросхем. -М.: Сов. Радио. -1978

61. Степаненко И.П. Основы микроэлектроники. М.: Лаборатория базовых знаний. -2001. 488 с.

62. Конструирование и технологии микросхем (под редакцией Коледова). М.: Высшая школа. -1989. -231 с.

63. Березин А.С., Мочалкина О.Р. Технология и конструирование интегральных микросхем (под редакцией И.П. Степаненко). — М.: Радио и связь. -L983.-232с. . .

64. Атабеков Г.И. и другие Теоретические основы электротехники. М.: Энергия. -1966. -277 с.

65. Попов В.П. Основы теории цепей. М.: Высшая школа. -1998. -575 с.

66. Зернов Н.В., Карпов В.Г. Теория радиотехнических цепей. Л.: Энергия. -1972. -816 с.