автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Научные основы расчета и проектирования механолюминесцентных чувствительных элементов датчиков импульсного давления

На правах рукописи /

00460ИВУ1 ТАТМЫШЕВСКИЙ Константин Вадимович

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ РАСЧЕТА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ

МЕХАНОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ДАТЧИКОВ ИМПУЛЬСНОГО ДАВЛЕНИЯ

Специальность 05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

1 5 ДПР ?0ю

Москва 2010

004600891

Работа выполнена на кафедре «Приборостроение и информационно-измерительные технологии» Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Владимирский государственный университет»

Научный консультант: Доктор технических наук, профессор

ЛЕГАЕВ Владимир Павлович

Официальные оппоненты: АЛЁХИН Владимир Александрович

- доктор технических наук, профессор

МАНЯХИН Фёдор Иванович - доктор

физико-математических наук, профессор

НАЗАРОВ Александр Викторович

- доктор технических наук, профессор

Ведущая организация: ГОУ ВПО «БГГУ «ВОЕНМЕХ» им.

Д.Ф. Устинова»

Защита диссертации состоится 12 мая 2010 г. в 14.00 на заседании диссертационного совета Д212.131.03 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет)» (МИРЭА) по адресу: 119454, г. Москва, проспект Вернадского, д. 87, ауд. Г-412.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО МИРЭА.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим отправлять по адресу: 119454, г.Москва, проспект Вернадского, д. 87, диссертационный совет Д212.131.03.

Автореферат разослан «2? >> яи^к 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д212.131.03 доктор технических наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Развитие и совершенствование робототехпиче-ских и мехатронных систем и комплексов обычного и специального назначения приобретает в настоящее время большое значение. Это вызвано тем, что постоянно расширяется диапазон потенциальных применений современной робототехники и мехатроники для решения сложных прикладных задач в экстремальных условиях. В последние годы появилась необходимость развития новых подходов к построению систем управления робототехнических и мехатронных изделий, способных обеспечить надежное выполнение требуемых функций в неполноза данной или априорно неизвестной среде при наличии помех, воздействии случайных возмущений, нечеткости поступающей информации и т.д.

Одним из направлений совершенствования систем управления робототехнических и мехатронных систем является создание новых датчиков внешних физических воздействий, обеспечивающих очувствление роботизированной техники. При этом особое внимание уделяется разработке датчиков давления, как основных элементов, позволяющих повысить и расширить объем поступающей в систему управления информации о механических внешних воздействиях, как на исполнительные органы, так и на всё изделие в целом. Восприятие полей давления воспроизводит чувство осязания, не менее важное для управления роботом, чем зрение, воспроизводимое различными локационными и телевизионными датчиками. Способность к восприятию импульсных полей давления еще более важна, так как их воздействие может приводить к катастрофическим для робота ситуациям. К таким ситуациям можно отнести удар мобильного робота при наезде на препятствие, разрушение корпуса робота при падении тяжёлых предметов, метеоритные потоки, воздействующие на космические роботы, воздействие пуль, осколков, взрывной волны на роботы военного и антитсррористического назначения и т.п.

Особенности условий функционирования датчиков систем управления робототехнических и мехатронных устройств в экстремальных условиях одновременно выдвигают противоречивые требования. С одной стороны, требования повышения чувствительности к входным механическим воздействиям, обеспечения многоканальное™, быстродействия и высокой пространственной разрешающей способности. С другой стороны, требование повышения помехоустойчивости в условиях воздействия интенсивных естественных и искусственных электромаг-шггаых помех. Первое требование является следствием расширения диапазона входных воздействий при одновременной необходимости тактильного очувствления значительных по площади элементов устройства, взаимодействующих с внешней средой. Второе требование обусловлено усложнением электромагнитной обстановки в зоне функционирования системы, а также тем, что выполнение первого требования в большинстве случаев достигается применением электронных схем усиления сигнала датчиков.

Радикальным путем решения данной проблемы в информационных цепях систем управления робототехнических и мехатронных изделий является переход от электрических к оптоэлектронным компонентам и устройствам, предназначенным для передачи, приема и обработки сигналов. В этом случае протяженные кабельные электрические линии связи могут быть заменены волоконно-оптическими, практически не подверженными воздействию электромагнитных помех.

Однако такое кардинальное решение проблемы повышения помехоустойчивости информационных цепей устройств, предназначенных для регистрации и измерения давления, потребовало изыскания возможностей построения датчиков, преобразующих различные входные механические воздействия в выходной оптический сигнал, пригодный для дальнейшей обработки. Наиболее целесообразным и перспективным решением этой задачи является применение датчиков давления с механолюминесцентными чувствительными элементами сосредоточенного и распределённого типа. Такие датчики работают по принципу прямого преобразования входного механического воздействия (давление, сила, ускорение) в выходной оптический сигнал видимого или инфракрасного спектра. К достоинствам таких датчиков также следует отнести простоту технической реализации чувствительных элементов с распределёнными характеристиками, позволяющую решить проблему обеспечения тактильной чувствительности элементов конструкций, имеющих значительную площадь поверхности.

Из анализа посвященных данной проблеме работ можно сделать вывод о том, что до настоящего времени авторы, в основном, стремились исследовать спектральные характеристики механолюминесцирующих соединений, а также расширить круг веществ, обладающих способностью к люминесценции под действием механических нагрузок. При этом наблюдается единство мнений по вопросу люминофора на основе сульфида цинка, легировашюго марганцем, обладающего самым ярким свечением при механическом нагружении. Такой односторонний подход к решению проблемы создания механолюминесцентных датчиков давления привел к ситуации, когда отмечается отсутствие научных основ расчёта и проектирования механолюминесцентных чувствительных элементов датчиков импульсного давления. Стремясь обнаружить механолюминесцентное излучение у различных типов соединении, авторы не уделили должного внимания изучению механизма механолюминесценции, разработке математической модели (функции преобразования), методики расчёта и проектирования механолюминесцентных чувствительных элементов, нахождению закономерностей формирования выходных оптических сигналов механолюминесцентных чувствительных элементов.

В связи с перспективностью использования механолюминесцентных чувствительных элементов в датчиках импульсного (динамического) давления для систем управления мобильных и стационарных мехатронных и робототехнических устройств, представляется весьма важньм проведение исследований закономерностей механолюминесцентного излучения цинксульфидных соединений на новом уровне. Результатом таких исследований должны быть математическая мо-

дель (функция преобразования) механолюминесцентного чувствительного элемента, а также методика расчёта выходных оптических сигналов в зависимости от параметров входных импульсов давления.

Большой вклад в разработку физических основ деформационной механолю-минесценции соединений класса Л2В6 внесли Осипьян Ю.А., Шмурак С.З., Бредихин С.И., Сенчуков Ф.Д., Велиев З.А., Шикин В.Б. На возможность использования явления механолюминесценции для построения сенсорных устройств и необходимость детального исследования свойств механолюминесцентных чувствительных элементов указывали отечественные и зарубежные авторы Мяздриков O.A., Сулин Г.А., Zink J., Chandra В.Р., Sodomka L., Sage I., и др.

Таким образом, актуальной и вполне обоснованной проблемой расчёта, проектирования и производства качественно новых датчиков импульсного давления, от решения которой зависит улучшение информативности и помехоустойчивости систем упраатения интеллектуальных робототехнических и мехатронных устройств, является изучение закономерностей механолюминесцентного преобразования и создание на этой основе методики расчёта и проектирования светогенера-ционных механолюминесцентных чувствительных элементов.

Целью работы является исследование основных закономерностей механолюминесцентного преобразования в цинксульфидных кристаллофосфорах и создание на этой основе новых высокоэффективных датчиков импульсного давления для систем управления мехатронных и робототехнических устройств, обеспечивающих высокие информативность, точность и быстродействие при высокой помехоустойчивости к электромагнитным помехам.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Провести теоретическое исследование физических основ явления механолюминесценции цинксульфидных кристаллофосфоров (в основном, ZnS:Mn, как самого чувствительного) с целью выявления механизма явления.

2. Разработать математическую модель (функцию преобразования) механолюминесцентного чувствительного элемента на основе явления механолюминесценции цинксульфидных кристаллофосфоров.

3. Разработать методику расчёта выходных оптических сигналов механолюминесцентных чувствительных элементов.

4. Исследовать закономерности процессов формирования выходных оптических сигналов в механолюминесцентном чувствительном элементе при воздействии на него импульсов давления с различными параметрами.

5. Разработать экспериментальные образцы механолюминесцентных датчиков с сосредоточенным и распределённым чувствительным элемеотом, а также фотоприёмное устройство для регистрации выходных оптических сигналов.

6. Провести экспериментальные лабораторные исследования макетных образцов механолюминесцентных датчиков импульсного давления с целью определения основных параметров и характеристик, а также подтверждения теоретических положений и выводов.

7. Разработать испытательную установку, позволяющую в лабораторных условиях воспроизводить процессы воздействия импульсов давления на механолю-минесцентные чувствительные элементы, характерные реальным условиям и предназначенную для отработки датчиков импульсного давления изделий экстремальной робототехники и мехатроники,

8. Выявить возможности улучшения параметров и характеристик механолю-минесцентных чувствительных элементов, оценить их точностйые параметры и эффективность.

9. Разработать принципы проектирования и конструкцию чувствительного элемента датчика импульсного давления на основе явления механолюминесцен-ции.

10. Провести оценку информационно-измерительных возможностей датчиков с механолюминесцентными чувствительными элементами, а также особенности и области их применения.

Методика исследований. Достижение поставленной цели обеспечено путём проведения теоретических и экспериментальных исследований. Основные выводы, положения и рекомендации обоснованы теоретическими расчётами, сравнением с известными результатами и экспериментальными данными. Физические и математические модели имеют наглядную физическую интерпретацию. В работе использованы фундаментальные положения физики твердого тела, физики дислокаций в полупроводниковых кристаллах, теории люминесценции, микроскопической теории упругопластического деформирования твердых тел с упрочнением, математической статистики, теории эксперимента.

Научная новшна работы заключается:

- в проведении теоретического исследования процессов туннелирования электронов примесных центров свечения цинксульфидных кристаллофосфоров в электрическом поле движущихся дислокаций в объеме кристаллических структур с целью создания светогенерационных чувствительных элементов и структур;

- в создании теоретических предпосылок для проектирования светогенерационных механолюминесцентных сосредоточенных и распределённых чувствительных элементов датчиков импульсного давления для систем управления роботизированной техники, работающей в экстремальных условиях;

- в разработанной математической модели механолюминесцентного внутри-центрового излучения цинксульфидных порошковых люминофоров;

- в предложенной методике расчёта выходных оптических сигналов механолюминесцентных чувствительных элементов (ЧЭ);

- в найденных закономерностях формирования выходного оптического сигнала механолюминесцентных ЧЭ в зависимости от параметров входных импульсов давления;

- в предложенной классификации механолюминесцентных датчиков по виду чувствительного элемента, вид)' оптического канала связи и типу входного механического воздействия и другим признакам;

- в разработке способа обработки выходного оптического сигнала ЧЭ, позволяющего определять форму входного импульса давления в пределах динамического диапазона чувствительности.

Практическая ценность работы определяется внедрением и использованием основных положений, выводов и рекомендаций, полученных при исследовании и разработке датчиков импульсного давления с механолюминесцентными чувствительными элементами. Практическую ценность работы представляют:

- результаты расчетов выходных оптических сигналов в зависимости от различных параметров входных импульсов давления;

- результаты экспериментального исследования, содержащие количественные оценки влияния входного давления на параметры выходных оптических сигналов при различных условиях работы;

- созданные опытные образцы механолюминесцентных чувствительных элементов сосредоточенного и распределённого типа, защищенные 8 авторскими свидетельствами на изобретения и одним патентом;

- разработанные методика расчета и основы проектирования механолюминесцентных чувствительных элементов;

- предложенный способ обработки выходного сигнала механолюминесцент-ного ЧЭ, позволяющий определять форму и величину входного импульса давления.

Часть исследований выполнялась в рамках хоздоговорных НИР, финансируемых промышленными предприятиями РФ в 1990-2002 гг., а также госбюджетных НИР по межотраслевой научно-технической программе «Научно-инновационное сотрудничество» (раздел «Создание перспективных летательных аппаратов, импульсных установок, роботизированных комплексов, перспективных конструкционных, специальных и топливных материалов и технологий их получения») Министерства образования и Министерства обороны РФ (2000-2002 гг.) и научно-технической программы «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники (подпрограмма «Электроника», раздел «Микро- и наносистемная техника») Министерства образования РФ (2002 г.), гранта № А-04-3.20-567 «Механолюминесцентные сенсорные элементы для визуализации полей давления» поддержки НИР аспирантов вузов Федерального агентства по образованию (2004 г.) и поисковой НИР «Сосредоточенные и распределенные (тактильные) датчики на основе явления механолюминесценции для приборов регистрации и измерения импульсных давлений» (Госконтракт №П2475) по направлению «Приборостроение, основанное на новых физических принципах» (конкурс НК-430П) в рамках мероприятия 1.2.2 федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы.

Достоверность н обоснованность научных положений и результатов работы обусловливаются:

- применением хорошо апробированного математического аппарата;

- достаточно высокой сходимостью результатов расчётов по разработанной математической модели с экспериментальными данными, полученными в работе;

- согласованностью полученных результатов с опубликованными материалами других исследований.

На защиту выносятся:

1. Математическая модель механолюминесцентного чувствительного элемента датчика импульсного давления на основе мелкодисперсных порошков сульфида цинка, активированного марганцем. В основу модели положено явление туннелирование электронов в электрическом поле движущихся дислокаций.

2. Методика расчета выходных оптических сигналов механолюминесцент-ных чувствительных элементов в зависимости от параметров входных импульсов давления.

3. Выявленные закономерности изменения параметров выходного оптического сигнала от параметров входных импульсов давления и количества циклов на-гружения.

4. Результаты экспериментального определения энергетических, временных и пространственных характеристик выходных оптических сигналов.

5. Технические решения, защищенные 8 авторскими свидетельствами и патентом РФ, направленные на повышение информативности, надежности и помехоустойчивости систем управления автономных изделий экстремальной мехатро-ники и робототехники воздушного базирования.

6. Научные основы расчёта и проектирования механолюминесцентных чувствительных элементов датчиков импульсного давления.

Реализация результатов работы осуществлена:

- ГУЛ НИИ «Поиск» (г. Санкт-Петербург) в опытные образцы информационно-измерительных систем с использованием светогенерационных механолюминесцентных датчиков и волоконно-оптических линий связи для автономных информационных и управляющих систем подвижных объектов специального назначения;

- ФГУП ВПО «Точмаш» (г. Владимир) при разработке опытной партии датчиков ударного давления с волоконно-оптическим каналом связи и устройств регистрации полей давления на основе распределенных механолюминесцентных чувствительных элементов для робототехнических систем мобильных объектов;

- ОАО «НИКТИД» (г. Владимир) при разработке датчиков определения детонации для двигателей внутреннего сгорания отечественных автомобилей;

- ФГУП «ФНПЦ «Прибор» (г. Москва) в образцы распределённых датчиков ударных воздействий малогабаритных летательных аппаратов.

Основные положения и теоретические результаты диссертации использованы в учебном процессе на кафедре «Приборостроение и информациошю-измерительные технологии» Владимирского государственного университета при проведении лекций, лабораторных занятий, курсовом и дипломном проектировании. Результаты диссертационной работы использовались также в учебной и научной работе в БГТУ «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф.Устинова (г. С.-Петербург).

Акты о внедрении приведены в приложении.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертациошюй работы докладывались на научно-технической конференции «Научно-технический прогресс в машиностроении и приборостроении. К 150-летию МВТУ им. Н.Э.Баумана» (Москва, 1980 г.); на научно-техническом семинаре «Разработка и применение перспективных приборов для измерения угловых скоростей и ускорений» (Москва, 1991 г.); на научно-технической конференции «Проблемы конверсии, разработки и испытания приборных устройств» (Москва, 1993 г.); на Международной научно-технической конференции «Датчики и преобразователи информации систем измерения, ко1ггроля и управления (Датчик -93)» (Гурзуф, 1993, 2003 гг.); на Международной научно-технической конференции «Конверсия, приборостроение, рынок» (Владимир, 1995 г.); на Всероссийской научно-технической конференции «Проектирование систем» ВАА им. Калинина (С.-Петербург, 1995 г.); научно-технической конференции «Современные информационные технологии в образовательном процессе и научных исследованиях» (Шуя, 2000 г.); на 3-ей Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы безопасности» (С.-Петербург, 2000 г.); 4-ой Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития автономных информационных и управляющих систем на основе высокоэнергетических конденсированных материалов в XXI веке» (С.-Петербург, 2001 г.); 4-ой Международной научно-технической конференции «Электроника и информатика» (Москва, 2002 г.); на 3-ей Международной научно-практической конференции «Математическое моделирование в образовании, науке и производстве» (Тирасполь, 2003 г.); на Общероссийских научно-технических конференциях «Первые Рдул-товские чтения» и «Вторые Рдултовские чтения» (С.-Петербург, 2003 и 2008 гг.); Первой Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Мехатроника, автоматизация, управление» (Владимир, 2004 г.); на VI и VII Международных конференциях «Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии м микросистемы» (Ульяновск, 2004 и 2005 it.); на Международном оптическом конгрессе «ОПТИКА -XXI век» (Международная научно-технической 'конференция «Прикладная оптика» (С.-Петербург, 2004 г.); Всероссийской НТК «Исследование, проектирование, испытание и эксплуатация приборных устройств военной техники» (Владимир, 2008 г.).

Публикации. По тематике исследований опубликовано 50 научных работ, в том числе 1 учебное пособие, 10 статей в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, авторские свидетельства на изобретен™ и 1 патент РФ.

Личное участие и вклад автора.

В диссертации приведены материалы, обобщающие теоретические исследования автора и опыт практического внедрения механолюминесцентных чувствительных элементов датчиков импульсного давления для систем управления изделий экстремальной мехатроники и робототехники. Основные теоретические и экспериментальные результаты диссертации были получены автором в ходе выполнения научно-исследовательских работ, проводимых на кафедре приборо-

строения и информационно-измерительных технологам ВлГУ в период с 1979 по 2009 гг.

Все основные виды работ выполнялись лично автором или осуществлялись под его руководством. Автором поставлены научные задачи, выбраны пути их решения и предложены методы и схемы теоретических и экспериментальных исследований. Все вошедшие в диссертацию оригинальные результаты получены либо самим автором, либо при его определяющей роли.

Работа потребовала участия помощников при проведении моделирования и экспериментальных исследований, а также при создании и внедрении опытных образцов, что нашло отражение в совместных публикациях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения, списка литературы и 2 приложений. Общий объем работы составляет 338 страниц и включает 290 страниц основного текста (в том числе 104 рисунка и 6 таблиц), список литературы из 357 наименований на 29 страницах и 19 страниц приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении кратко изложена суть решаемой в диссертационной работе проблемы, показана её актуальность. Охарактеризованы новизна и практическая ценность работы, представлены данные о реализации результатов исследования.

В нервой главе проведен анализ особенностей применения' систем управления мехатронных и робототехнических систем. Определена ведущая роль системы датчиков как первых элементов воспринимающих информацию из внешней среды и передающая её системе управления для принятия адекватных решений.

С учетом особенностей применения экстремальной мехатроники и робототехники сформулированы основные требования к датчикам импульсного давления. Проведено рассмотрение принципов построения современных датчиков давления. Проведен краткий обзор датчиков давления с сосредоточенными и распределёнными параметрами (тактильных).

Проанализирована электромагнитная обстановка в зоне применения различных робототехнических устройств. Проанализированы воздействие электромагнитных помех на информационные цепи датчиков и методы повышения их помехоустойчивости. Выявлено, что для кардинального решения проблемы помехоустойчивости информационно-измерительных систем в целом и датчиков в частности необходимо использовать оптоэлектронные датчики совместно с волоконно-оптическими каналами связи.

Рассмотрены особенности и структура информационной цепи с применением оптоэлектронных компонентов.

Рассмотрены области применения и примеры конструкций датчиков импульсного давления с механолюминесцентными чувствительными элементами (МЛЧЭ). Проанализированы достоинства и недостатки датчиков на основе МЛЧЭ. Оценена возможность решения проблемы тактильной чувствительности

датчиков. Показано, что информационная цепь датчика с МЛЧЭ должна иметь структуру обычной огггопары, излучателем которой будет являться МЛЧЭ, как показано на рис. 1.

Излучатель

\

Оптический канал связи

Фотоприемное устройство

!

\

"~>-1;,

Механо- Ф(0 люмннесцетный Р датчик

!

Волоконно-оптическим жгуг(кабелъ)/ открытый оптический канал

Фотоприемник

Усишгтель

Микропроцессорный

блок обработки информации с АЦП

Узлы, не чувствительные к электромагнитным помехам

Т

Узлы, которые легко экранировать Рис. 1.

Обобщенная структурная схема информационной цепи регистрирующего устройства с механолюминесцентным датчиком импульсного давления

Проведен обзор основных публикаций по исследованию механолюминес-ценции твердых тел, на основании которого сделаны выводы о перспективности применения механолюминесцеотных чувствительных элементов для построения датчиков давления, работающих по принципу прямого преобразования механической энергии в энергию оптического излучения. Выделены публикации, посвященные изучению отдельных характеристик явления, прикладному применению механолюминесценции, а также математической модели преобразования. Результаты анализа имеющихся публикаций показали отсутствие в известных публикациях научных основ расчёта и проектирования механолюминесцентных чувствительных элементов.

На основе анализа материалов первой главы сформулирована цель работы и определены основные задачи исследования.

Во второй главе выполнено теоретическое исследование процессов, сопровождающих механолюминесценцию цинксульфидных кристаллов.

Рассмотрены электрические свойства дислокаций в соединениях сульфида цинка, а также уравнение кинетики высвечивания внутрицентровой механолюминесценции.

Рассмотрено строение и зонная структура кристаллов цинксульфидных соединений. Проведена оценка степени влияния внешнего давления на структуру атомной решетки материала. Исследована кинетика затухания при внутрицентровой и рекомбинационной люминесценции. Проведено исследование взаимодействие центров свечения (ЦС) с заряженными дислокациями и описан механизм внутрицентровой механолюминесценции. Сформулировано уравнение скорости возбуждения центров свечения и уравнение кинетики внутрицетровой механолюминесценции в целом.

Показано, что дислокации определяют не только механические характеристики твердых тел, но и существенно влияют на электронные свойства кристал-

лов. Изучение электрических, магнитных и оптических свойств кристаллов с дислокациями представляет собой самостоятельную область физики твердого тела. Наиболее существенное влияние дислокаций на энергетический спектр и физические свойства проявляется в полупроводниковых кристаллах. Еще в начале 70-х гг. в ИФТТ РАН были начаты и в настоящее время развиты исследования структуры и свойств дислокаций, а также изучено влияние дислокаций на люминесценцию полупроводниковых кристаллов сульфида и селенида цинка 2п8е, которые широко используются в оптоэлектронике, так как являются хорошими электро люминофорами.

В процессе пластической деформации происходит взаимодействие центров свечения с электрическим полем движущихся заряженных дислокаций, которое приводит к возбуждению (ионизации) центров свечения с их последующими из-лучательными переходами. На основагаш этого предложена следующая схема возникновения механолюминесценции в 7п8-фосфорах

От + ЦС->ЦС* + е"; (¡этап) е- + ЦС* ЦС+ ->ЦС + /¡V, (II этап)

(1)

где Вт - движущаяся заряженная дислокация; ЦС , ЦС+ - ионизированное и возбужденное состояния центра свечения соответственно; е~ - электрон; /¡V - энергия кванта излучения. Схема (1) описывает механолюминесценцию при ионизации центра свечения, то есть рекомбинационное излучение. В случае внутрицен-тровой механолюминесценции схема упрощается

Ож + ЦС->ЦС+ -»ЦС + ЙУ.

Возбуждение (ионизация) центров свечения в сильных электрических полях движущихся дислокаций происходит путем туннслирования электронов, локализованных на примесных центрах и уровнях захвата, либо на неравновесные возбужденные уровни центров свечения, либо непосредственно в зону проводимости. Возвращение электронов в равновесное состояние приводит к внутрицентро-вой или рекомбинационной механолюминесценции.

Рассмотрена дислокационная модель упруго-пластического деформирования ЧЭ механолюминесцентного датчика. Проанализированы определяющие соотношения упругопластическош деформирования и основные соотношения теории дислокаций. На основания анализа дислокационной теории упругопластическош деформирования с упрочнением получено уравнение квазистатическою деформирования чувствительного элемента механолюминесцентного датчика давления.

В третьей главе проведено описагпге математической модели механолюминесцентного чувствительного элемента.

Математическая модель МЛЧЭ представляет собой систему интегро-дифференциалышх уравнений, основой которой является уравнение светового потока люминесценции Ф(!) как функции времени:

<

Г л /

Ф(0 = 2Nllc — ехр(~-) / rmWmD(t)UD(t)dt-т т 0

с замыкающими зависимостями: Л'цс = СЦс V ;

2 Un

'ЦС "

2nzc0ED '

Еп =

W2P^E^mi

е4Л3

l f<ab)

exp

4G%

1/4

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

Gâ=

2АГ, при /сБГ > tua„

Aha>„

1 +

¿n

y h amJ

, при < kbT < h(ù„

A =

Зд nu ( Q.

2 M,

ÎBm)

ImJ

АБ

D

ud=exp(—) > гда /cs =

О, если о,<а5; exp [0,5 {о s -а,)]

1-2

, если а,

(8)

(9) (10)

(П)

ai —cs(t)~E'eï > (12)

где Лгцс - общее количество ЦС в люминесцентном материале ЧЭ; т|- энергия кванта света; т - время жизни возбужденного состояния; ta - длительность возбуждения ЦС импульсом давления a(i); гм - радиус взаимодействия дислокации с ЦС; N,„d - средняя плотность подвижных дислокаций; 0D - скорость движения

Я,*

дислокаций, усредненная по дислокационному массиву; |ь|- модуль вектора Бюр-герса, характеризующий область искажения кристаллической решетки дислокацией определенного типа; скорость роста пластических деформаций; Сцс-объемная концентрация ЦС; V- суммарный объём зёрен кристалла; Гщ - текущее расстояние от ядра дислокации до ЦС; Р1 - вероятность туннелирования электрона в однородном электрическом поле; q - линейная плотность заряда дислокации; е0 -диэлектрическая проницаемость вакуума; е - относительная диэлектрическая проницаемость; Ев - напряженность радиального электрического поля движущейся дислокации; е - заряд электрона; Н ■ постоянная Планка; Д - параметр, характеризующий энергию поляризации кристаллической решетки; ЕАв - энергия потенциального барьера, отсчитываемая либо от дна зоны проводимости, либо от неравновесного возбужденного уровня электрона до его основного певозбуждешюго

уровня; - параметр, характеризующий дисперсию энергии электрона; Т - абсолютная температура; Ттт - дебаевская энергия фонона; с/ - скорость распространения продольных волн в кристалле; М„ - масса элементарной ячейки кристалла; Озп - константа деформационного потенциала зоны проводимости; А-Е - постоянная Больцмана; ти- - эффективная масса электрона; к3 - поправочный коэффициент; С,г - скорость распространения сдвиговых волн в кристалле; £>/ - эффективное напряжение внутреннего трения (сопротивление движению дислокации внутри кристалла); а, - главное значение тензора напряжения; о5 - статический предел текучести; Е - модуль упругости; М - коэффициент размножения дислокаций; Ы,о - общая плотность дислокаций; - критическая плотность дислокаций; / - текущее время.

Здесь интенсивность МЛ определяется числом квантов света в единицу времени и описывается формулой (2). Объём кристалла, в котором выполняется условие возбуждения ЦС, определяется подынтегральным выражением в формуле (2). Объём кристалла, который полностью обметается движущимися дислокациями, определяется выражением (3).

Общее количество ЦС, находящихся в люминофоре чувствительного элемента определяет суммарный световой поток и находится по формуле (4). Формула (5) определяет радиус взаимодействия ЦС и дислокации с учетом того, что при увеличении скорости движения изменяется конфигурация цилиндра пространственного дислокационного заряда. Выражение (6) определяет текущее расстояние от ядра дислокации до ЦС. Напряжённость электрического поля, при которой происходит гарантированное туннелирование (Рт=1) определяется по формуле (7). С увеличением скорости цилиндр теряет симметрию и принимает форму вытянутого эллипса.

Выражения (8) и (9) определяют соответственно параметры, характеризующие дисперсию энергии электрона и энергию поляризации кристаллической решетки.

Формула (10) позволяет рассчитать среднюю скорость движения дислокационного ансамбля в зависимости от приложенного давления. Здесь поправочный

коэффициент корректирует значение скорости с учетом существования порогового значения напряжения текучести, ниже которого движение дислокаций практически не происходит.

Выражение (11) определяет плотность подвижных дислокаций, как долю от общей плотности дислокаций с учетом их размножения и запирания. Здесь задача расчёта кинетики пластического деформирования для случая квазистатического одноосного нагружения решается на основе микроскопической модели изотропной упругопластической среды с упрочнением, согласно которой пластическая деформация рассматривается как результат движения и размножения дислокаций.

Уравнение (12) определяет главное значение тензора напряжения для одноосного деформированного состояния. Здесь показано, что напряжение растёт за счет общей деформации и релаксирует за счет пластической.

Оптические параметры МЛЧЭ, определяющие перенос излучения в нём, в первую очередь зависят от его внутренней структуры. Наиболее существенным параметром ЧЭ является его толщина. Толщина слоя, объемная концентрация частиц порошка в нем и весовая концентрация легирующей примеси, создающей ЦС определяют общее число А^цС, принимающих участие в процессе излучения. Условно можно считать отдельные зерна люминофора шарами одинакового диаметра, равномерно расположенными по поверхности подложки и не перекрывающими друг друга. Назовем такой однорядный слой частиц монослоем. Для слоя из Па, таких слоев коэффициент объемной упаковки к у, равный отношению объемов всех частиц к объему слоя, ограничен величиной 0,86.

Общий поток излучения МЛЧЭ возрастает с увеличением количества частиц в монослое и с увеличением количества монослоев, однако возрастание потока достигает насыщения, поскольку при достаточно большом количестве монослоев свечение глубоко лежащих слоев полностью рассеивается вышележащими слоями. Прозрачность отдельного монослоя можно принять равной (1 -ку), Таким образом, предполагается, что отдельная частица пропускает только свое излучение и является непрозрачной для излучения нижележащих частиц, а излучение проходит только в промежутках между частицами. Обозначая поток излучения самого ближнего к подложке монослоя Ф(((), определяем суммарный поток от ЧЭ толщиной 1г чэ

~ку)'

Ф = Ф1 + (1-ку)Ф1 + (1-ку)2Ф1 + ..л(1-кг)"°>~1Ф1=Ф1

м

=ФА; (13)

где «ся=Лчэ/^сР; ¿/Ср - средний диаметр частиц порошка; / - число слоев кроме первого; кп - коэффициент неравномерности свечения. Эта формула позволяет привести суммарный поток излучения Ф(/) к потоку первого монослоя ФКО, а неравномерность вклада остальных слоев в суммарный поток учесть при помощи коэффициента неравномерности свечения к„. Анализ формулы (13) показывает, что оптимальное число слоев па~3 • • -6, так как дальнейшее их увеличение даст прирост светового потока не более 5%.

Рассмотрены структура и основные закономерности вывода излучения чувствительного элемента, показанного на рис. 2.

2 3

4

Конструкция механолюминесцентного чувствительного элемента: 1 - элемент передачи давления; 2 - частицы люминофора; 3 - прозрачный связующий материал; 4 - прозрачная подложка (волоконный жгут, кабель и т.п.)

Рис. 2.

Проведено определение кинетических параметров модели, необходимых для проведения расчетов. Приведены основные особенности программы, разработанной в среде МАТЬАВ и используемой для расчета выходных оптических сигналов механолюминесцентных чувствительных элементов.

Сформулированы основные допущения, принятые при разработке математической модели. Описана методика расчета МЛЧЭ датчиков импульсного давления. Методика расчета выходных оптических сигналов механолюминесцентных чувствительных элементов включает следующую последовательность процедур:

1. Для рассчитываемой конструкции датчика с известными физико-механическими свойствами материалов деталей определяется диапазон входных механических воздействий в виде временных реализаций импульсов давления о(/). Наиболее просто решение этой задачи осуществляется методом характеристик, путем построения х-/ диаграмм. Исходные данные о размерах элементов датчика, материалах и их характеристиках берутся из чертежа датчика и соответствующих литературных источников.

2. Задаются геометрические параметры (толщина и площадь) чувствительного элемента и по известным гранулометрическим данньм механолюминофора рассчитываются параметры вывода излучения и количество центров свечения в первом слое.

3. С помощью математической модели механолюминесцентного чувствительного элемента определяется диапазон изменения параметров выходных оптических сигналов (энергетической светимости 1Щ) или полного светового потока Ф(0) для заданного диапазона входных механических воздействий а(().

4. Задается вид оптического канала связи между чувствительным элементом и фото приемником, и определяются его параметры.

5. По результатам расчетов параметров выходных оптических сигналов Ф(г) выбирается тип фотоприемника и определяется чувствительность фотоприемника в полосе спектра излучения механолюминофора. Выбирается схема и электронные компоненты предварительного усилителя. Рассчитываются электрические сигналы [/(() на выходе фотоприёмного устройства.

6. На основании полученных результатов делается вывод о работоспособности, быстродействии и чувствительности информационной цепи датчика в целом.

В четвертой главе приведены результаты численного моделирования выходных оптических сигналов. Проанализированы и объяснены особенности изменения параметров выходных оптических сигналов в зависимости от параметров входных импульсов давления.

Входное воздействие в большинстве расчетов описывалось одиночным импульсом давления полусинусоидальной формы

О(0 =<3^5111

— ч'о

о. т МПа

Я,

Вт/1Д!

б)

к,

В1/М2

"Н®"|...........

/ 1 1 1 1

мл»

Такая форма импульса давления наиболее близка к импульсам давления, возникающим в реальных конструкциях. На рис. 3 приведены результаты расчёта выходного потока излучения (светимости), вызванного воздействием на чувствительный элемент импульса дааления полусинусоидалыгой формы.

Характер изменения выходных оптических сигналов чувствительного элемента при изменении амплитуды, но при постояшюй длительности импульсов дааления показан на рис. 4.

Здесь видно, что с уменьшением амплитуды и соответственно крутизны импульса давления наблюдается увеличение временного запаздывания в появлении излучения. Временное запаздывание определяется временем достижения входным импульсом значения давления, равного пределу текучести материала чувствительного элемента. Это подчеркивает пороговый характер функции преобразования механолюминесцентных датчиков. В рамках разработанной модели считается, что в пределах упругих деформаций генерации излучения практически не происходит.

Кроме того, наблюдается временной сдвиг между максимумом давления в импульсе и максимумом излучения, причем величина сдвига имеет небольшой прирост с увеличением амплитуды импульса давления.

Расчетные зависимости амплитуды импульса излучения от амплитуды импульса давления для различных длительностей импульса давления приведены на рис. 5.

...... ...... -----1—

Т/уоГ^

!./..,,. ¡\...... !

I, МКС

Рис.3.

Пример расчета выходного оптического сигнала МЛЧЭ как функции времени: а - импульс давления; б - импульс энергетической светимости МЛЧЭ; в - совместное изображение входного и выходного сигналов

I, мкс

Рис. 4.

Расчетные зависимости энергетической светимости МЛЧЭ при воздействии импульсов давления одинаковой длительности (<<,=60 мкс) и различной амплитуды: 1 - <тА =60 МПа; 2 - оА =90 МПа; 3 - стА =180 МПа; 4 - аА =2700 МПа; 5 - оА= =360 МПа

Рис. 5.

Расчетные зависимости амплитуды энергетической светимости МЛЧЭ от амплитуды импульса давления полу-синусоццальиой формы различной длительности: 1 -£,=20 мкс; 2 - ¿0=40 мкс; 3 - £,=60 мкс; 4 - /„=80 мкс; 5 -(,=100 мкс

Такие зависимости фактически являются аналогом амплитудных характеристик электронных усилителей или преобразовательных характеристик измерительных преобразователей.

Здесь все кривые имеют высокую крутизну в диапазоне входных даатений Оа=45...75 МПа. С увеличением давления наклон кривых уменьшается и на участке аА=150...350 МПа изменяется не слишком существенно. Видимо, на этом участке прирост светимости за счет увеличения давления несколько опережает прирост за счет увеличения длительности нагру-жения.

Сопоставление полученных результатов с данными чувствительности современных фотоприемников показывает, что даже с учетом потерь на входе и выходе оптического канала передачи возможно надежное детектирование оптического сигнала механолюми-несцентных чувствительных элементов. Величина энергетической светимости имеет тот же порядок, что и светимость современных с ветоизлу чающих диодов.

Характер изменения выходных оптических сигналов чувствительного элемента при изменении длительности импульса давления, но при постоянной амплитуде по-

казан на рис. 6.

Здесь видно, что при монотонном увеличении длительности сначала происходит рост амплитуды светимости, а затем, после достижения максимума, происходит уменьшение интенсивности импульса свечения. Этот процесс сопровождается существенным изменением формы импульса излучения. Если в диапазоне длительностей входных импульсов давления /о~20... 200 мкс импульсы свечения имели острый пик и достаточно крутой передний фронт, то в диапазоне длитель-

ностей импульсов давления /0я200...2000 мкс импульсы свечения резко падают по величине, длительности переднего и заднего фронтов становятся практически одинаковыми.

Кроме того, наблюдается временной сдвиг между максимумом давления в импульсе и максимумом излучения, причем величина сдвига имеет значительный прирост с увеличением длительности импульса давления, а соответственно и продолжительности на-гружения.

Это объясняется тем обстоятельством, что в ходе процесса генерации ме-ханолюминесцентного излучения одновременно протекают два конкурирующих процесса.

Сущность первого процесса состоит в том, что в механолюминесцентных кристаллах с разной скоростью происходит накопление возбужденных центров свечения. Скорость их накопления зависит преимущественно от скорости приложения давления. Сущность второго процесса состоит в возврате возбужденных центров свечения в исходное состояние, которое сопровождается испусканием квантов света (люминесценцией). Второй процесс имеет постоянную скорость, которая описывается законом мономолекулярной реакции.

Соответственно, если скорость возбуждения будет много больше скорости возврата, то будет наблюдаться интенсивная механолюминесценция с крутым фронтом нарастания. В противоположном случае концентрации возбужденных центров свечения не будет достаточно, чтобы появилось заметное излучение. Такой процесс будет происходить даже, несмотря на то, что полная деформация люминофора чувствительного элемента может быть значительно больше, чем при больших скоростях нагружения. В этом проявляется неоднократно отмечаемая различными исследователями значительная чувствительность интенсивности ме-ханолюминесценции к скорости механического нагружения.

Расчетные зависимости амплитуды импульса излучения от длительности импульса давления при различных значениях амплитуды давления приведены на рис. 7. Такие зависимости фактически являются аналогом амплитудно-частотных характеристик измерительных преобразователей.

Рис. 6.

Расчетные зависимости энергетической светимости МЛЧЭ при воздействии импульсов давления одинаковой амплитуды (оА =90 МПа) и различной длительности: 1 - г„=60 мкс; 2

- („-120 мкс; 3 - г„ - 250 мкс; 4 - /а=500 мкс; 5 - га=1000 мкс; 6

- („"2000 мкс

Яд. 70

Рис. 7.

Расчетные зависимости амплитуды энергетической светимости МЛЧЭ от длительности импульса давления полусинусоидальной формы различной амплитуды: 1 - аА =90 МПа; 2 - сА =180 МПа; 3 - оА =270 МПа; 4 - аА =360 МПа

Из графиков видно, что в области длительностей импульса дашгения /„~20...200 мкс с увеличением длительности наблюдается увеличение амплитудного значения светимости пропорционально ^(О-

В точке А при ¿<,«180... 220 мкс графики имеют перегиб и при дальнейшем увеличении длительности импульса давления величина светимости уменьшается обратно пропорционально ^(/о)- Длительность импульса давления в точке А перегиба характеристик обеспечивает фактическую длительность пластического деформирования люминофора чувствительного элемента приблизительно равную постоянной времени люминесценции тл. Продолжительность свечения чувствительного элемента на восходящей ветви практически во всех случаях в несколько раз больше длительности импульса давления /„. На нисходящей ветви длительность свечения значительно уменьшается.

Снижение амплитуды и длительности импульса излучения с ростом /а объясняет факт отсутствие излучения при статическом нагружении. Ход процесса воз-буждешгя центров свечения в этом случае не изменяется, однако нарушение условия накопления возбужденных центров свечения приводит к сильному снижению интенсивности излучения за счет увеличения его продолжительности.

Это подчеркивает существенные динамические свойства механолюминес-центных чувствительных элементов и невозможность определения коэффициента преобразования чувствительного элемента, как измерительного преобразователя, в целом. Результаты численного моделирования выходных оптических сигналов механолюминесцентных чувствительных элементов показали, что амплитуда и длительность световых импульсов существенно и неоднозначно зависят как от амплитуды, так и от длительности импульсов давления. Наличие точки перегиба на характеристиках указывает на то, что при регистрации выходного оптического сигнала его амплитуда неоднозначно определяет параметры входного импульса давления. Такую же амплитуду оптического сигнала может вызвать воздействие импульса давления другой длительности, отличающейся в 10... 100 раз (см. рис. 7, /01, Ая)-

Очевидным достоинством разработанной математической модели и методики расчета является определение выходного оптического сигнала в абсолютных

единицах энергетической светимости, пригодных для расчёта схемы включения фотоприёмника.

Далее в главе проведена оценка влияния формы импульса давления на форму выходного оптического сигнала. Анализ формы выходных оптических сигналов механолюминесцентных чувствительных элементов, проведенный на основании исследования влияния амплитудно-временных параметров импульсов давления (см. рис. 4 и 6) показал, что форма выходных оптических сигналов не соответствует полусинусоидальной форме входных импульсов давления. Этот факт затрудняет непосредственное применение механолюминесцентных датчиков в качестве измерительных преобразователей, так как они существенно искажают форму входного сигнала.

Сравнительный анализ формы выходных импульсов светимости показал, что различия выходных сигналов наблюдаются, в основном, в форме и длительности переднего фронта, а также амплитуде импульса. Выходной оптический сигнал по форме не совпадает с входным механическим сигналом. Этот результат вполне объясним тем обстоятельством, что постоянная времени люминесценции тл исследуемого материала много больше длительности импульсов давления. В процессе формирования переднего фронта импульса излучения (разгорание механо-люминесценции) величина мгновенного значения светимости фактически пропорциональна интегралу от действующего давления, а не его мгновенному значению. Задний фронт импульса излучения (затухание механолюминесценции) формируется здесь после окончания действия давления, подчиняется закону мономолекулярной реакции и имеет явно выраженный экспоненциальный характер.

Несколько иная картина наблюдается в случае импульсов давления имеющих длительность, превышающую постоянную времени люминесценции т„. Здесь форма выходного сигнала в большей степени повторяет форму входного сигнала. Форма переднего фронта выходного сигнала приближается к форме переднего фронта импульса давления, однако достаточно приемлемого совпадения не наблюдается. С увеличением длительности импульса давления совпадение форм проявляется в еще большей степени, но при этом значительно падает интенсивность излучения. Все эти факты указывают на необходимость дополнительной алгоритмической обработки выходного сигнала для того, чтобы механолюминес-центный чувствительный элемент можно было использовать в качестве измерительного преобразователя.

Оценка коэффициента полезного действия (КПД) преобразования была проведена для всех случаев, представленных на рис. 5-7. Энергия механолюминес-центного излучения определялась путем интегрирования импульса энергетической светимости К(1). Энергия деформирования определялась как сумма энергий, затраченных на упругое и пластическое деформирование чувствительного элемента. Во всех случаях ветчина КПД находилась в пределах 0,3... 0,5%.

Механолюминесцентное излучение возникает в чувствительном элементе в процессе пластической деформации. В соответствии с основами теории дислокационной микропластичности при каждом акте пластической деформации будет

изменяться и дислокационная структура кристалла. Причем направление изменений дислокационной структуры будут зависеть от ее фактического состояния и от предыстории механических нагружений.

Если положение рабочей точки материала на диаграмме а(е) находится далеко правее площадки текучести, то с действием каждого последующего импульса давления общая плотность дислокаций должна возрастать, а плотность подвижных дислокаций должна уменьшаться. Тогда уменьшение плотности подвижных дислокаций в соответствии с формулой (11) должно приводить к снижению интенсивности излучения с каждым новым циклом. Для оценки величины уменьшения амплитуды светимости при многократном действии импульса давления было проведено численное моделирование. В программе расчета конечная общая плотность дислокаций л',0/ после действия предыдущего импульса давления подставлялась как начальная плотность дислокаций Л'(0,+1для следующего цикла нагру-жения.

Расчёты проводились для многократного действия импульсов давления полусинусоидальной формы с амплитудами аА=90 МПа и оА=180 МПа. Длительность воздействующего импульса давления составляла ta =60 мкс. Результаты расчетов приведены на рис. 8. Результаты расчетов показали, что в первом случае спад интенсивности излучения после 100 000 циклов нагружения составил 0,12 %, а во

Полученные величины спада излучения незначительны и позволяют сделать вывод о возможности применения механолюминесцентных чувствительных элементов в условиях воздействий многократных импульсных давлений.

Проведено исследование влияния точности определения отдельных параметров модели на параметры выходных оптических сигналов. В процессе расчетов исходным значениям этих параметров задавались отклонения на ±1%, ±5%, ±10% и ±50% от своей исходной величины. Оценка влияния отклонений дислокационных параметров проводилась на примере входного импульса давления полусинусоидальной формы (аА=90 МПа, i„=60 мкс). При этом определялась амплитуда выходного импульса излучения, а также величина полученного отклонения. Результаты расчетов приведены на рис. 9.

Из диаграммы следует, что отклонения таких параметров модели как коэффициент размножения дислокаций M и эффективное напряжение внутреннего трения Df очень незначительно влияют на амплитуду оптического выходного

втором - 0,23 "/о от своего начального значения.

ВЯ а^твь

тео 4«йй шт mm ахш |®ЛЖе11№ натр^ткв

Рис.8.

Влияние количества циклов нагружения на амплитуду энергетической светимости МЛЧЭ

сигнала. В гораздо большей степени влияют на результаты расчетов отклонения значений начальной плотности дислокаций и критической плотности дислокаций jV^p . Так, при изменении значений этих параметров всего на +10% амплитуда оптического сигнала изменяется почти на 400%.

Можно сказать, что, в основном, tía noipeniHOCTb изменения результата влияют колебания значений NtD° и Ñ^p, поэтому точность их определения для предложенной математической модели весьма критична.

В пятой главе сформулированы задачи экспериментального исследования. Здесь рассмотрены конструкции опытных образцов механо-люминесцентных датчиков, а также стендовой аппаратуры для их экспериментального исследования.

Конструкция опытного варианта МДД приведена на рис. 10.

Для проведения экспериментальных исследований было изготовлено два стенда. Механический ударный стенд применялся для проверки адекватности математической модели реальном}' МЛЧЭ.

Внешний вид механического измерительного комплекса показан на рис. 11. Стенд представляет собой вертикально расположенный

цилиндрический стержень Гопкинсона, установленный на специальном основании и акустически изолированный от него при помощи резиновых прокладок Ударное воздействие формировалось падающим с определенной высоты грузом. В ходе исследований регистрировалось ударное ускорение на свободном торце стержня, которое затем пересчитывалось во входное давление.

Рис. 9.

Зависимость амплитуды оптического сигнала от изменения значений некоторых параметров кинетики дислокационного состояния, используемых в математической модели МЛЧЭ

Рис. 10.

МЛД волнового действия: 1 - сердечник-концентратор; 2 -упругая прокладка; 3 - накидная гайка; 4 - ЧЭ; 5 - корпус; 6 - штифт, 7 - ВОЖ; 8 - наконечник ВОЖ; 9 - корпус изделия или специального крепежного элемента

Рис. 11.

Внешний вид механического ударного стенда и регистрирующей аппаратуры

Для проверки работоспособности МЛД в условиях адекватным реальным условиям эксплуатации мобильных объектов воздушного базирования была разработана и изготовлена магнитно-импульсная метательная установка, позволяющая разгонять металлические пластины до скоростей в несколько сотен метров в секунду.

Внешний вид установки показан на рис. 12. При испытаниях механолюминес-центные датчики устанавливались в корпуса реальных изделий. В состав обоих стендов входила аппаратура для регистрации импульсов ударного ускорения и приборы регистрации выходных оптических сигналов датчиков.

Сравнение и анализ экспериментально полученных сигналов механолю-минесцентных датчиков с расчётными результатами позволил сделать вывод об адекватности математической модели экспериментальным данным. При проверке адекватности математической модели в качестве значимых компонент отклика механолюминесцентного чувствительного рис 22 элемента были выбраны: Уг амплитуда

Внешний вид магнитно-импульсной мета- импульса энергетической светимости, У2 -тельной установки и регистрирующей ап- длительность переднего фронта импульса, паратуры у3 _ длительность задержки появления

излучения относительно начата импульса давления стЧэ(0> У*- общая длительность импульса излучения (см. рис. 13).

ч

Рис. 13.

Осциллограммы: а - импульса ударного ускорения; б - энергетической светимости МЛЧЭ; в - расчетная зависимость импульса энергетической светимости. Расчетная зависимость получена при входном воздействии с параметрами: Оа=52 МПа, (<,=40 мкс, что соответствует пересчету результата измерения импульса ударного ускорения

Рис. 14.

Конструкция стенда для исследования распределённых по площади (тактильных) чувствительных элементов

Для экспериментального исследования тактильных датчиков был разработан специальный стенд, конструкция которого показана на рис. 14.

Здесь регистрация светового поля осуществлялась при помощи видеокамеры типа УОКО УК-775, подключенной к персональном}' компьютеру. Использовался плоский круглый МЛЧЭ диаметром 56 мм, конструкция которого аналогична, показанной на рис. 2. Силовое воздействие на МЛЧЭ оказывалось путём передвижения какого-либо предмета, например, стального шарика (диаметр 32 мм, вес 110 г) по поверхности чувствительного элемента с произвольным усилием прижатия.

Пример совмещённого изображения нескольких последовательных видеокадров, выбранных через равные промежутки времени 0,2 с показан на рис. 15. Видеокадры получены после обработки изображений на компьютере. Координатная сетка на кадрах нанесена также при компьютерном редактировании изображений. _

Анализ кадров показывает, что по приведенным изображениям ■ВНИВЙбюВЩю^р^

можно получить в режиме реального времени весьма полную информацию о взаимодействии очувст-вленной поверхности изделия с внешним объектом, т.е. создать тактильный динамический образ ситуации контактного взаимодействия с конкретным объектом.

Таким образом, экспериментально доказана возможность использования механолюминесцент-ных чувствительных элементов с распределённой по площади чувствительностью для визуализации и регистрации полей импульсных давлений с различными временными и амплитудными параметрами

В шестой главе рассмотрены вопросы классификации механолюминесцент-ных датчиков, а также различные варианты и особенности применения механо-

Рис. 15.

Результат совмещения видеокадров. Видны: 1) модуляция яркости и площади свечения за счёт неравномерности усилия прижатия; 2) локальные изменения направления траектории движения; 3) неравномерность скорости передвижения. Средняя скорость перемещения из начального в конечное положение составила 0,025 м/с

люминесцентных датчиков в системах управления экстремальной робототехники и мехатроники.

Приведена разработанная классификация механолюминесценгных датчиков импульсного давления. В основу классификации положены вид спектра излучения, тип чувствительного элемента, кинетика затухания излучения, тип оптического канала связи, тип фотоприёмника и вид механического входного воздействия.

Рассмотрены примеры использования сосредоточенных и распределённых МЛД в промышленной робототехнике (датчики тактильного очувствления адаптивных схватов манипулятора) и военной робототехнике (датчики импульсных ударных воздействий), автомобильной мехатронике (датчики детонации и датчики срабатывания подушек безопасности).

В седьмой главе проведена оценка информационно-измерительных возможностей МЛЧЭ. С точки зрения теории информации рассмотрены вопросы определения информационной ёмкости распределенного МЛЧЭ и показано, что количество информационных каналов повышает объем информации эффективнее, нежели число различимых градаций излучения в пределах одного канала.

Проведена оценка эффективности оптоэлектронных информационных цепей датчиков по сравнению с электрическими кабельными цепями. На основе сравнительных оценок повышения помехоустойчивости с формулированы основные условия целесообразности применения таких цепей с МЛД: 1) длительное воздействие ЭМП; 2) протяженные линии связи между датчиками и системой управления; 3) необходимость снижения порога срабатывания логических элементов блоков обработки информации системы управления; 4) повышенная чувствительность обычных электронных датчиков к ЭМП.

Различие формы входных механических и выходных оптических сигналов ограничивает измерительные возможности МЛД и требует своего разрешения. Наиболее простым и доступным способом разрешения данной проблемы является алгоритмическая обработка выходного сигнала. Цель такой обработки выходного сигнала состоит в том, чтобы после ряда математических преобразований восстановить форму входного импульса давления, действовавшего на чувствительный элемент.

Для придания механолюминесцентному чувствительному элементу свойств измерительного преобразователя предложен способ обработки оптического сигнала, позволяющий с достаточной точностью восстановить форму входного давления выше предела текучести (порога чувствительности) ар(/). Для этого следует: 1) определить первообразную £(/) подынтефалыгой функции г(1) путем умножения выходного сигнала на экспоненциальную функцию 2(0 = М0ехр(//тл); 2) путем дифференцирования по времени полученной функции 1(1) определить подынтегральную функцию эффективной скорости изменения энергетической светимости 3) найти значения входного давления ар(С) выше уровня предела текучести о, путём деления значений полученной функции г(1) на величину квазичувствительности для соответствующих диапазонов давлений. Величина ква-

зичувствительности составша:5д1= 1,2-Ю"2 ВгМПа'1м'3с'1 в диапазоне давлений 45...90 МПа;5'92=0,4-10"2 ВгМПа'м^с"1 в диапазоне давлений 90... 180 МПа;Л'4зО,13' 10'2 ВтМПа''м'2с' в диапазоне давлений 180... 360 МПа. Величина нелинейности на всех трех участках не превышает ±4%. Здесь приставка «квази-» указывает на то, что параметр определяется по отношению к преобразованной производной величине выходного сигнала, а не к самому выходному сигналу и строгому определению термина «чувствительность» не отвечает.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Проведенные исследования позволили установить новые закономерности формирования выходных оптических сигналов механолюминесцентных чувствительных элементов и найти решение ряда проблем в области очувствления систем управления роботизировашюй техники, работающей в экстремальных условиях. В частности:

1. Рассмотрены особенности работы информационных цепей систем управления мехатронных и робототехнических объектов. Установлено, что достаточно высокий уровень электромагнитных помех от внутренних и внешних источников ограничивает требования по повышению чувствительности и информативности электронных датчиков импульсного давления, использующих табельные линии связи. Показано, что противоречие между требованиями повышения чувствительности и обеспечения помехоустойчивости можно решить путем применения оптических и волоконно-оптических линий связи и датчиков светогенерациошю-го типа. Показано, что наиболее просто поставленная цель может быть решена за счет применения датчиков с механолюминесцентными чувствительными элементами, работающими по принципу прямого преобразования механической энергии в энергию светового импульса.

2. Показано, что за счет применения механолюминесцентных чувствительных элементов с волоконо-оптическими связями вероятность ложной тревоги от срабатывания от электромалштных помех может быть снижена на несколько порядков.

3. Проведен анализ известных конструкций, на основе которого выявлены основные особенности, достоинства и недостатки механолюминесцентных чувствительных элементов, а также сформулированы требования к элементам конструкции датчиков.

4. На основе анализа известных конструкций впервые разработана классификация механолюминесцентных датчиков.

5. Проведен анализ свойств материалов, обладающих механолюминесцентными свойствами и определен материал, который обладает наиболее ярким свечением (сульфид цинка, легированный марганцем - ZnS:Mn).

6. Проведено теоретическое исследование физических основ явления меха-нолюминесценции цинксульфидных кристаллофосфоров (в основном 2п8:Мп) с целью выявления механизма явления.

7. Разработана математическая модель (функция преобразования) механо-люминесцентнош чувствительного элемента, в основу которой положено явление туннелирования электронов примесных центров свечения в электрическом поле движущихся заряженных дислокаций, возникающее при пластической деформации чувствительного элемента. Задача расчета кинетики пластического деформирования решена для случая квазистатического одноосного нагружения на основе микроскопической модели изотропной упругопластической среды с упрочнением, согласно которой пластическая деформация рассматривается как результат движения и размножения дислокаций.

8. Впервые разработана методика расчёта выходных оптических сигналов механолюминесцентных чувствительных элементов.

9. Впервые исследованы основные закономерности процессов формирования выходных оптических сигналов механолюминесцентных чувствительных элементов при воздействии импульсов давления с различными амплитудно-временными параметрами. Теоретическая оценка КПД механолюминесцентного преобразования показала, что для исследованного диапазона входных даалений он находится в диапазоне 0,3... 0,5%.

10. Проведена оценка влияния на результаты расчетов выходных оптических сигналов дислокационных параметров, входящих в математическую модель и сформулированы требования к точности этих параметров.

11. Разработаны опытные образцы механолюминесцентных датчиков с со-средоточеш1ым и распределённым чувствительным элементом, а также фотоприемное устройство для регистрации выходных оптических сигналов.

12. Проведены экспериментальные лабораторные исследования опытных образцов механолюминесцентных датчиков импульсного давления с целью определения основных параметров и характеристик, проверки работоспособности, а также подтверждения теоретических положений и выводов.

13. Методами физического моделирования подтверждены основные положения теории и правильность разработанной методики расчета выходных оптических сигналов механолюминесцентных чувствительных элементов. Расхождения между расчетными и экспериментальными значениями выходных оптических сигналов составляют 8-12%, что можно считать удовлетворительным для сложных и нестационарных процессов движения дислокаций в кристаллах.

14. Разработана магнитно-импульсная испытательная установка, позволяющая в лабораторных условиях воспроизводить параметры импульсов давления, соответствующие реальным условиям работы мехатронных и робототехнических систем авиационно-космических изделий. Установка предназначена для отработки датчиков импульсного давления совместно с элементами конструкции изделия или совместно с изделием в целом.

15. Разработана методика обработки выходного оптического сигнала, позволяющая по выходному сигналу однозначно определять значения входного импульса давления. Величина квазичувствительности составила:

.= 1,2-10'2 ВтМПа' 'м'2с"' в диапазоне давлений 45...90МПа;

Sq2=0,4-Ю"2 ПтМПа"'м'2с"' в диапазоне давлений 90... 180 МПа;

^3=0,13-10"2 ВтМПа 'м^е"1 в диапазоне давлений 180. ..360 МПа.

16. Предложены технические решения по повышению чувствительности (энергетической светимости) механолюминесцентных датчиков, во-первых, за счет введения концентраторов напряжений, во-вторых, за счёт уменьшения общей плотности дислокаций исходного механолюминесцентного материала.

17. Результаты проведенного комплекса исследований и опытно-конструкторских работ внедрены в ФГУП НИИ «Поиск» (г. С.-Петербург), ФГУП ВПО «Точмаш» и ОАО «НИКТИД» (г. Владимир), ФГУП «ФНПЦ «Прибор» (г. Москва) при создании датчиков импульсного давления для систем управления мобильными мехатронными объектами.

Основное содержание диссертационной работы опубликовано в работах

1. Татмышевский КВ. Стенд для исследования некоторых характеристик три-болюминофоров// Сборник тезнсов докладов НТК к 150-летию МВТУ им. Н.Э. Баумана. М.: МВТУ, 1980. С. 101.

2. Татмышевский КВ. Стенд для исследования характеристик механолюминесцентных датчиков динамического давления// Сборник тезисов докладов «Молодые ученые - производству». Владимир: ВОДТ НТО, 1985. С.29.

3. Татмышевский КВ. Механолюминесцентный датчик давления// Мат-лы НТС «Повышение эффективности испытаний приборных устройств». М.: ЦНИИНТЭИ, 1989. С. 19-21.

4. Татмышевский КВ. Механолюминесцентный датчик динамического давления с распределенными характеристиками// Сборник материалов НТС «Разработка и применение перспективных приборов для измерения угловых скоростей и ускорений». М.: НТЦ «Информтехника», 1991. С.47-50.

5. Татмышевский КВ. Механолюминесцентный преобразователь// Мат-лы НТК «Проблемы конверсии и испытаний приборных устройств». М., 1993. С.69-71.

6. Михайлова JI.TI., Татмышевский КВ. Механолюминесцентный преобразователь// Сборник тезисов докладов Международной НТК «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления «ДАТЧИК-93». Часть 2. Гурзуф, 1993. С. 227-228.

7. Карпов С.А., Татмышевский КВ. Светогенерационный датчик давления с распределённым чувствительным элементом// Сборник тезисов докладов НТС ВАА им. Калинина. СПб., 1995. С. 137.

8. Карпов С.А., Татмышевский КВ. Светогенерационный датчик давления// Мат-лы НТК «Конверсия, приборостроение, рынок». Владимир: ВлГТУ, 1995. С. 55-57.

9. Карпов С.А., Татмышевский КВ. Классификация светогенерационных датчиков// Сборник научных трудов ВлГУ «Автоматические системы контроля в технике и медицине». Владимир, 1996. С. 99-102.

10. Ттгмышевский КВ., Шагурин А.Л. Математическая модель светогенера-ционного датчика давления // Междунар. научная конференция «Современные информационные технологии в образовательном процессе и научных исследованиях». Сб. статей. Шуя, 2000. С. 45.

11. Каляев М.А., Татмышевский КВ., Шагурин A.JJ. Информационные возможности светогенерационных датчиков ударных нагрузок// Мат-лы докладов IV Всероссийской НТК «Актуальные проблемы развития автономных информационных и управляющих систем на основе высокоэнергетических конденсированных материалов в XXI веке». СПб., 2002. С. 228-238.

12. Макарова Н.Ю., Татмышевский КВ. Механолюминесцентные (светоге-нерационные) сенсорные элементы для современных информационно-измерительных технологий// Тезисы докладов IV Международной НТК «Электроника и информатика - 2002», МИЭТ, 19-21 ноября 2002 г. 4.2. Москва. С. 260262.

13. Макарова Н.Ю., Татмышевский КВ. Механолюминесцентные (светогенерационные) сенсорные элементы полей механических напряжений// Мат-лы докладов XV НТК «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления «ДАТЧИК-2003». Судак, 2003. С. 78.

14. Макарова Н.Ю., Татмышевский КВ. Математическая модель внутрицен-тровой механолюминесценции// Мат-лы П1 Международной НПК «Математическое моделирование в образовании, науке и производстве». Тирасполь, 2003. С. 140.

15. Макарова Н.Ю., Татмышевский КВ. Механолюминесцентные (светоге-нерационные) сенсоры ударных нагрузок// Мат-лы докладов Общероссийской НТК «Первые Рдултовские чтения». Часть 1. СПб.: БГТУ «Военмех», 2003. С. 159-167.

16. Татмышевский КВ. Механолюминесцентные сенсорные элементы. Основы теории, расчета и вопросы проектирования. Владимир: ВлГУ, 2004. 136 с.

17. Татмышевский КВ., Макарова Н.Ю. Механолюминесцентный сенсорный элемент: математическая модель и расчет выходных оптических сигналов // Проектирование и технология электронных средств. 2004. № 1. С. 2-8.

18. Татмышевский КВ. Контактные датчики ударных воздействий на основе явления механолюминесценции // Известия PAP АН. 2004. №3. С. 114-123.

19. Татмышевский КВ. Механолюминесцентные датчики давления: классификация, характеристики и основы проектирования // Проектирование и технология электронных средств. 2004. №3. С. 10-19.

20. Татмышевский К.В. Информационные свойства механолюминесцентных сенсоров // Проектирование и технология электронных средств. 2004. №4. С. 1621.

21. Татмышевский КВ. Механолюминесцентные сенсоры импульсного давления// Труды Международного Оптического конгресса «Оптика - XXI век. Прикладная физика». СПб., 2004. С.53.

22. Тапшышевский К.В. Механолюминесцентные сенсоры давления// Сб. трудов VI Международной конференции «Опто-, наноэлектроника, нанотехноло-гии м микросистемы». Ульяновск: УлГУ, 2004. С. 164.

23. Тапшышевский К.В. Теоретическое и экспериментальное исследование механолюминесцентных сенсоров// Труды Первой Всероссийской НТК с международным участием «Мехатроника, автоматизация, управление». М: Новые технологии, 2004. С. 325.

24. Тапшышевский КВ. Классификация и особенности применения механолюминесцентных датчиков давления // Датчики и системы. 2004. № 12. С. 30-33.

25. Тапшышевский КВ. Механолюминесцентные (светогенерационные) сенсорные элементы для современных информационно-измерительных технологий // Микросистемная техника. 2004. №12. С. 4-10.

26. Тапшышевский К.В. Механолюминесцентный чувствительный элемент: математическая модель и основные характеристики //Датчики и системы. 2005. № 1.С. 10-15.

27. Макарова Н.Ю., Тапшышевский КВ. Механолюминесцентные сенсоры импульсного давления: результаты экспериментального исследования// Проектирование и технология электронных средств. 2005. № 2. С. 2-8.

28. Тапшышевский КВ. Механолюминесцентные сенсорные устройства сосредоточенного и распределенного типа // Мехатроника, автоматизация, управление. 2005. № 2. С. 43-49.

29. Тапшышевский К.В. Механолюминесцентный чувствительный элемент: математическая модель и динамические свойства/ЛТриборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2005. №4. С. 35-39.

30. Makaro va N. Yu., Tatniyshevsky K.V. Mechanoluminescent smart materials// Physics of Electronic Materials: 2nd International Conference Proceedings, Kaluga, Russia, May 24-27, 2005. Vol. 2 / Ed. K.G. Nikiforov. - Kaluga: KSPU Press, 2005. PP. 186-189.

31. Макарова Н.Ю., Тапшышевский K.B. Механолюминесцентные сенсоры давления на основе соединения ZnS:Mnll Сб. трудов VII Международной конференции «Опто-, наноэлектроника, нанотехнологаи м микросистемы». Ульяновск: УлГУ, 2005. С. 197.

32. Тапшышевский КВ., Козлов С.А., СеменовичМ.Л. Магнитно-импульсные метательные установки для ударных испытаний взрывательных устройств боеприпасов и средств бронезащиты// Известия РАРАН. 2005. № 4. С.22-31.

33. Тапшышевский КВ., Рахлшиов З.Т. Экспериментальные исследования механолюминесцентных сенсоров// Проектирование, конструирование и производство авиационной техники/ Под ред. Ю.Ю.Комарова. М.: Изд-во МАИ, 2005. С. 188-193.

34. Тапшышевский КВ., Козлов С.А. Магнитно-импульсные установки для испытаний изделий авиакосмической техники на ударные воздействия// Авиакосмическое приборостроение. 2005. № 12. С.52-57.

35. Макарова Н.Ю., Татмышевский КВ. Стенд для экспериментального исследования механолюминесцентных датчиков импульсного давления// Приборы и техника эксперимента. 2006. Т.49. № 1. С. 135-141.

36. Макарова Н.Ю., Татмышевский КВ. Процесс преобразования в механо-люминесцентном сенсоре давления//Инженерная физика. 2006. №1. С. 1-6.

37. Макарова Н.Ю., Татмышевский КВ. Методика обработки выходного оптического сигнала механолюминесцентных датчиков импульсного давления// Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2006. № 3. С. 34-39.

38. Макарова Н.Ю., Татмышевский КВ. Механолюминесцентные сенсоры для измерительных систем с волоконно-оптическими связями// Информационно-иамерительные и управляющие системы. 2006. № 4. С.3-9.

39. Макарова Н.Ю., Татмышевский КВ. Механолюминесцентные датчики импульсного давления. Обработка выходного оптического сигнала// Измерительная техника. 2007. № 10. С.28-31.

40 Макарова Н.Ю., Татмышевский КВ. Механолюминесцентные датчики внутренних напряжений композитных конструкций для современной аэрокосмической техники// Авиакосмическое приборостроение. 2007. № 4. С. 26-32.

41. Макарова Н.Ю., Павлов Д.Д., Татмышевский КВ. Использование механолюминесцентных датчиков для измерения импульсного давления// Автоматизация в промышленности. 2007. № 11. С. 46-50.

42. Патент РФ № 2305847, МПК GÜ1P 15/093. Механолюминесценгный датчик удара/ Татмышевский КВ., Рахманов З.Т., Макарова Н.Ю., Спажакин А.Г. (РФ)/ - №2006105355/28; Заявл. 20.02.2006; Опубл. 10.09 2007; Бюл. № 25.

43. Татмышевский КВ., Козлов С.А., Григорьев A.C. Магнитно-импульсные метательные устройства для воспроизведения в лабораторных условиях высокоскоростных ударных воздействий// Приборы и техника эксперимента. 2008. Т.51. № 3. С.448-455.

44. Татмышевский КВ., Макарова Н.Ю., Павлов Д.Д., Игнатьев Н.В., Иванов A.A. Контактные механолюминесцентные датчики цели с повышенной энергетической светимостью// Материалы ВНТК «Исследование, проектирование, испытание и эксплуатация приборных устройств военной техники». М.: РАРАН. 2008. С. 154-159.

45. Татмышевский КВ. Контактные взрывательные устройства на основе явления механолюминесценции// Материалы ВНТК «Исследование, проектирование, испытание и эксплуатация приборных устройств военной техники». М.: PAPÄH. 2008. С. 159-168.

46. Барбашов Г.В., Карпов С.А., Милушев Ю.И., Сулин Г.А., Татмышевский КВ. Светогенерационные датчики динамического давления экстремальных систем// Труды Общероссийской НТК «Вторые Рдултовские чтения». СПб.: БГТУ «Военмех». 2008. 4 1. С. 79-84.

47. Барбашов Г.В., Карпов С.А., Сулин Г.А., Татмышевский КВ. Механолюминесцентные датчики динамического давления для жестких условий эксплуатации. Там же. С.84-88.

48. Татмышееский K.B. Макарова Н.Ю., Павлов Д.Д., Игнатьев H.B. Меха-нолюминесцентные сенсоры давления с повышенной энергетической светимостью. Там же. С. 143-150.

49. Татмышееский КВ., Козлов СЛ., Григорьев A.C., Григорьев КС. Журавлев В.А., Федулов E.H. Метательные магнитно-импульсные установки для испытания датчиков цели на ударные воздействия . Там же. 4.2. С. 3-10.

50. Татмышееский КВ. Расчет выходных оптических сигналов механолюми-несцентных чувствительных элементов// Известия вузов. Приборостроение. 2008. Т.51. №7. С. 55-60.

В авторской редакции

Подписано в печать 05.03.10. Формат 60x84/16. Усл. печ. л. 1,89- Тираж. 150 экз.

Заказ te'ZQJOn Издательство Владимирского государственного университета. 600000, Владимир, ул. Горького, 87.

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. МЕХАНОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ДАТЧИКОВ ИМПУЛЬСНОГО ДАВЛЕНИЯ. ОБОСНОВАНИЕ ОСНОВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Принципы построения и современные тенденции развития меха-тронных и робототехнических систем.

1.2. Место датчиков в обеспечении эффективной работы мехатрон-ных и робототехнических систем.

1.3. Принципы построения чувствительных элементов датчиков давления.

1.3.1. Датчики давления с сосредоточенными характеристиками.

1.3.2. Датчики давления с распределенными характеристиками (тактильные датчики).

1.4. Воздействие электромагнитных помех на информационные цепи датчиков и методы повышения их помехоустойчивости.

1.4.1. Особенности условий работы систем управления меха-тронных и робототехнических устройств.

1.4.2. Источники электромагнитных помех.

1.4.3. Методы повышения помехоустойчивости информационных цепей датчиков.

1.5. Чувствительные элементы датчиков давления на основе явления механолюминесценции.

1.5.1. Применение оптоэлектронных компонентов в информационных цепях датчиков.

1.5.2. Явление механолюминесценции. Области применения и примеры конструкций датчиков с механолюминесцент-ными чувствительными элементами.

1.5.3. Структурная схема измерительного устройства на основе механолюминесцентного чувствительного элемента.

1.5.4. Достоинства и недостатки датчиков на основе механолю-минесцентных чувствительных элементов.

1.5.5. Требования к элементам конструкции механолюминес-центных датчиков давления. Основные параметры и характеристики механолюминесцентных чувствительных элементов.

1.6. Анализ основных публикаций по исследованию механолюминесценции твердых тел.

1.6. Г. К определению термина «механолюминесценция».

1.6.2. Механолюминесцирующие соединения.

1.6.3. Общая характеристика публикаций.

1.6.4. Спектральный состав механолюминесцентного излучения.

1.6.5. Временные характеристики механолюминесцентного излучения.1.

1.6.6. Зависимость интенсивности механолюминесценции от давления.

1.6.7. Экспериментальное оборудование для исследования механолюминесценции.

1.7. Перспективы развития механолюминесцентных чувствительных элементов давления. Цель и задачи исследования.

2. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ

КРИСТАЛЛОВ КЛАССА А2Вб.

2.1. Физические основы механолюминесценции.

2.1.1. Основы теории люминесценции.

2.1.2. Строение кристаллов ZnS.

2.1.3. Зонная структура ЕпБ. Модель потенциальных кривых.

2.1.4. Влияние деформации на зонную структуру.

2.1.5. Кинетика затухания при внутрицентровой и рекомбинаци-онной люминесценции.

2.1.6. Взаимодействие центров свечения с заряженными дислокациями.

2.1.7. Механизм внутрицентровой механолюминесценции. Уравнение скорости возбуждения центров свечения.

2.2. Уравнение кинетики внутрицентровой механолюминесценции.

2.3. Дислокационная модель упруго-пластического деформирования чувствительного элемента механолюминесцентного датчика.

2.3.1. Определяющие соотношения упругопластического деформирования.

2.3.2. Основные соотношения теории дислокаций.

2.3.3. Уравнение квазистатического деформирования чувствительного элемента.

3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МЕХАНОЛЮМИНЕСЦЕНТНОГО ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА.

3.1. Описание математической модели механолюминесцентного чувствительного элемента.

3.2. Структура и основные закономерности вывода излучения чувствительного элемента.

3.3. Определение кинетических параметров математической модели.

3.4. Расчет выходных оптических сигналов механолюминесцентных чувствительных элементов с применением пакета МАТЬАВ.

3.5. Основные допущения математической модели.

3.6. Методика расчета механолюминесцентных чувствительных элементов датчиков импульсного давления.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ СВЕЧЕНИЯ МЕХАНО-ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ВХОДНЫХ ДАВЛЕНИЯХ.

4.1. Влияние амплитуды импульса давления на параметры выходного оптического сигнала.

4.2. Влияние длительности импульса давления на параметры выходного оптического сигнала.

4.3. Влияние формы импульса давления на параметры выходного оптического сигнала. КПД преобразования.

4.4. Влияние скорости нарастания давления на выходной оптический сигнал.

4.5. Влияние количества циклов нагружения на выходной оптический сигнал.

4.6. Требования к точности определения отдельных параметров математической модели. О повышении светимости механолю-минесценции.

5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНОЛЮМИ-НЕСЦЕНТНЫХ ДАТЧИКОВ ИМПУЛЬСНОГО ДАВЛЕНИЯ.

5.1. Задачи экспериментальных исследований.

5.2. Конструкции датчиков давления на основе механолюминесцент-ных чувствительных элементов сосредоточенного типа.

5.3. Стендовая аппаратура для экспериментального исследования ме-ханолюминесцентных датчиков.

5.3.1. Механический ударный стенд, измерительные приборы и методика проведения измерений.

5.3.2. Магнитно-импульсная метательная установка, оборудование и методика проведения испытаний.

5.4. Планирование экспериментов по проверке адекватности математической модели.

5.5. Основные результаты экспериментальных исследований.

5.5.1. Результаты исследования наличия механолюминесценции у промышленных люминофоров.

5.5.2. Результаты исследования по проверке адекватности математической модели механолюминесцентных чувствительных элементов.

5.5.3. Результаты исследования работоспособности механолюминесцентных датчиков с чувствительным элементом сосредоточенного типа.

5.5.4. Результаты исследования механолюминесцентных чувствительных элементов при пороговых нагрузках.

5.5.5. Результаты исследования механолюминесцентных чувствительных элементов распределённого типа.

5.5.6. Результаты исследования влияния климатических условий на выходной оптический сигнал.

КЛАССИФИКАЦИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ МЕХАНОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ДАТЧИКОВ ИМПУЛЬСНОГО ДАВЛЕНИЯ В ИЗДЕЛИЯХ ЭКСТРЕМАЛЬНОЙ РОБОТОТЕХНИКИ И МЕХАТРОНИКИ

6.1. Классификация механолюминесцентных датчиков.

6.1.1. Механолюминесцентные датчики в общей классификации оптоэлектронных датчиков.

6.1.2. Классификация механолюминесцентных датчиков импульсного давления.

6.2. Применение механолюминесцентных датчиков в экстремальной робототехнике и мехатронике.

6.2.1. Механолюминесцентные датчики в промышленной робототехнике.

6.2.2, Механолюминесцентные датчики в военной робототехнике и мехатронике.

6.2.3. Механолюминесцентные датчики в мехатронных системах легковых автомобилей.

7. ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ДАТЧИКОВ ДАВЛЕНИЯ С МЕХАНОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫМИ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ.

7.1. Информационные возможности механолюминесцентных датчиков с распределённым чувствительным элементом.

7.1.1. Пространственный размер и количество информационных каналов.

7.1.2. Число различимых градаций светимости.

7.1.3. Количество информации, перерабатываемое распределённым чувствительным элементом.

7.1.4. Информационная ёмкость распределённого чувствительного элемента.

7.2. Эффективность применения информационных цепей с механо-люминесцентными чувствительными элементами. Рекомендации по использованию.

7.3. Измерительные свойства механолюминесцентных чувствительных элементов. Методика обработки оптических выходных сигналов.

Развитие и совершенствование мехатронных и робототехнических систем обычного и специального назначения приобретает в настоящее время особенно важное значение. Это вызвано тем, что постоянно расширяется диапазон потенциальных применений современной мехатроники и робототехники для решения сложных прикладных задач в экстремальных условиях. В последние годы появилась необходимость развития новых подходов к построению систем управления робототехнических и мехатронных изделий, способных обеспечить надёжное выполнение требуемых функций в неполнозадан-ной или априорно неизвестной среде при наличии помех, воздействии случайных возмущений, нечёткости поступающей информации и т.д.

Одним из направлений совершенствования и развития систем управления мехатронных и робототехнических изделий является создание принципиально новых датчиков внешних физических воздействий. При этом особое внимание уделяется разработке датчиков давления, как основных элементов, позволяющих повысить и расширить объем поступающей в систему управления информации о механических внешних воздействиях, как на рабочие органы, так и на всё изделие в целом. Восприятие полей давления воспроизводит чувство осязания, например, в адаптивных захватных устройствах, не менее важное для управления роботом, чем зрение, воспроизводимое различными локационными и телевизионными датчиками. Способность к восприятию импульсных полей давления ещё более важна, так как их воздействие может создавать катастрофические для робота ситуации. К таким ситуациям можно отнести удар мобильного робота при наезде на препятствие, разрушение корпуса робота при падении тяжелых предметов, метеоритные потоки, воздействующие на космические роботы, воздействие пуль, осколков, взрывной волны на роботы военного и антитеррористического назначения и т.п.

Особенности условий функционирования робототехнических и меха-тронных систем одновременно выдвигают противоречивые требования. С одной стороны, это требования повышения чувствительности к входным механическим воздействиям, обеспечения многоканальности, быстродействия и высокой пространственной разрешающей способности. С другой стороны, требование повышения помехоустойчивости в условиях воздействия интенсивных естественных и искусственных электромагнитных помех. Первое требование обусловлено необходимостью более точной оценки ситуации и является следствием расширения диапазона входных воздействий при одновременной необходимости тактильного очувствления значительных по площади элементов роботизированной техники, взаимодействующих с внешней средой. Второе требование вызвано усложнением электромагнитной обстановки в зоне функционирования робототехнических и мехатронных систем, а также тем, что выполнение первого требования в большинстве случаев достигается применением электронных схем усиления сигнала датчиков.

Радикальным путем разрешения данной проблемы в информационных цепях систем управления мехатронных и робототехнических изделий является переход от электрических к оптоэлектронным компонентам и устройствам для передачи, приема и обработки сигналов. В этом случае протяжённые кабельные электрические линии связи могут быть заменены волоконно-оптическими, практически не подверженными воздействию электромагнитных помех.

Однако такое кардинальное решение проблемы повышения помехоустойчивости информационных цепей потребовало изыскания возможности построения датчиков, преобразующих различные механические входные воздействия в выходной оптический сигнал, пригодный для дальнейшей обработки. Наиболее целесообразным и перспективным решением этой задачи является применение датчиков импульсного давления с механолюминес-центными чувствительными элементами сосредоточенного и распределенного типа. Такие датчики работают по принципу прямого преобразования входного механического воздействия (давление, сила, ускорение) в выходной оптический сигнал видимого или инфракрасного спектра. К достоинствам таких датчиков также следует отнести простоту технической реализации чувствительных элементов с распределёнными характеристиками, позволяющую решить проблему обеспечения тактильной чувствительности элементов конструкций, имеющих значительную площадь поверхности.

Таким образом, актуальной проблемой проектирования и производства качественно новых мехатронных и робототехнических систем с компьютерным управлением, от решения которой зависит улучшение информативности и помехоустойчивости, является выявление закономерностей механолюми-несцентного преобразования и создание на этой основе методики расчёта и проектирования светогенерационных механолюминесцентных датчиков импульсного давления.

Целью работы является, исследование основных закономерностей ме-ханолюминесцентного преобразования в цинксульфидных кристаллофосфо-рах и создание на этой основе новых высокоэффективных измерительно-регистрирующих устройств, обеспечивающих высокие информативность, точность и быстродействие при высокой помехоустойчивости к электромагнитным помехам.

Научная новизна работы заключается:

- в проведении теоретического исследования процессов туннелирова-' ния электронов примесных центров свечения кристаллофосфоров в электрическом поле движущихся дислокаций внутри объёма кристаллических структур с целью создания светогенерационных чувствительных элементов;

- в создании теоретических предпосылок для проектирования светогенерационных механолюминесцентных сосредоточенных и распределённых чувствительных элементов датчиков импульсного давления;

- в разработке математической модели внутрицентровой механолюми-несценции цинксульфидных порошковых люминофоров;

- в разработке методики расчета выходных оптических сигналов меха-нолюминесцентных чувствительных элементов;

- в нахождении закономерностей формирования выходного оптического сигнала механолюминесцентных ЧЭ в зависимости от параметров входного импульса давления и внутренней структуры материала;

- в классификации механолюминесцентных датчиков по типу механо-люминесцентного материала, виду чувствительного элемента, виду оптического канала связи и типу входного механического воздействия;

- в разработке методики обработки выходного оптического сигнала ЧЭ, позволяющей определять форму входного импульса давления в пределах динамического диапазона чувствительности.

Практическая ценность работы определяется внедрением и использованием основных положений, выводов и рекомендаций, полученных при исследовании и разработке механолюминесцентных датчиков импульсного давления в НИИ, КБ, промышленность и учебный процесс.

Практическую ценность работы представляют:

- результаты расчетов выходных оптических сигналов в зависимости от различных параметров входных импульсов давления;

- результаты экспериментального исследования, содержащие количественные оценки влияния входного импульса давления на параметры выходных оптических сигналов при различных условиях работы;

- созданные опытные образцы механолюминесцентных чувствительных элементов сосредоточенного и распределённого типа, защищенные 8 автор» скими свидетельствами и одним патентом на изобретения;

- разработанные методика расчета и основы проектирования механолюминесцентных чувствительных элементов;

- предложенная методика обработки выходного сигнала механолюми-несцентного чувствительного элемента, позволяющая определять форму и величину входного импульса давления;

- магнитно-импульсная испытательная установка, позволяющая в лабораторных условиях методом обращенных пусков испытывать датчики импульсного давления в условиях ударных нагрузок, возникающих в устройствах экстремальной мехатроники и робототехники авиационно-космических систем.

Настоящая диссертация является итогом комплекса фундаментальных и прикладных исследований и опытно-конструкторских работ, проведенных автором на кафедре «Приборостроение и информационно-измерительные технологии» Владимирского государственного университета в период 19912009 гг., и направленных на разработку научных основ расчета и проектирования механолюминесцентных чувствительных элементов сосредоточенного и распределённого типа для датчиков импульсного давления.

Часть исследований выполнялась в рамках хоздоговорных НИР, финансируемых промышленными предприятиями РФ в 1990-2002 гг., а также госбюджетных НИР по межотраслевой научно-технической программе «Научно-инновационное сотрудничество» (раздел «Создание перспективных летательных аппаратов, импульсных установок, роботизированных комплексов, перспективных конструкционных, специальных и топливных материалов и технологий их получения») Министерства образования и Министерства обороны РФ (2000-2002 гг.), научно-технической программы «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники (подпрограмма «Электроника», раздел «Микро- и наносистемная техника») Министерства образования РФ (2002 г.), гранта № А-04-3.20-567 «Механолюми-несцентные сенсорные элементы для визуализации полей давления» поддержки НИР аспирантов вузов Федерального агентства по образованию (2004 г.) и поисковой НИР «Сосредоточенные и распределённые (тактильные) датчики на основе явления механолюминесценции для приборов регистрации и измерения импульсных давлений» по направлению «Приборостроение, основанное на новых физических принципах» (ГК №2475 по конкурсу НК-430П) в рамках мероприятия 1.2.2 федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 - 2013 годы.

Результаты проведённых исследований внедрены в ФГУП «ФНПЦ «Прибор» (г. Москва), ФГУП НИИ «Поиск» (г. Санкт-Петербург), ФГУП ВПО «Точмаш» и ОАО «НИКТИД» (г. Владимир) при создании датчиков импульсного давления и устройств регистрации импульсных полей давления для робототехнических и мехатронных систем мобильных автономных объектов.

На основе работ автора на кафедре «Приборостроение и информационно-измерительные технологии» Владимирского государственного университета с 2003 г. подготовлен и введен раздел «Светогенерационные датчики» в дисциплину «Оптоэлектронные приборы и устройства отображения информации» и раздел «Механолюминесцентные сенсоры» в учебные курсы «Сенсоры и измерительные преобразователи» и «Датчики для измерения механических величин» (магистратура). Учебному пособию автора «Механолюминесцентные сенсорные элементы: Основы теории, расчёта и вопросы проектирования» присвоен гриф «Рекомендуется для межвузовского использования» Учебно-методического объединения вузов РФ по образованию в области приборостроения и оптотехники.

Автор выражает искреннюю благодарность профессорам Самсонову Л.М. и Легаеву В.П. за советы и ценные замечания по данной работе, а также своим аспирантам - Шагурину А.Л., Макаровой Н.Ю., Рахманову З.Т., Козлову С.А. и Павлову Д.Д. за творческое участие в совместных исследованиях и разработках.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Проведенные исследования позволили установить новые закономерности формирования выходных оптических сигналов механолюминесцентных чувствительных элементов и найти решение ряда проблем в области датчиков импульсного давления для систем управления мехатронных и робототех-нических изделий, работающих в экстремальных условиях. В частности:

1. Рассмотрены особенности функционирования информационных цепей датчиков для систем управления мехатронными и робототехническими объектами. Установлено, что достаточно высокий уровень электромагнитных помех от внутренних и внешних источников ограничивает требования по повышению чувствительности и информативности электронных датчиков импульсного давления, использующих кабельные линии связи. Показано, что противоречие между требованиями повышения чувствительности и обеспечения помехоустойчивости можно решить путем применения оптических и волоконно-оптических линий связи и датчиков светогенерационного типа. Показано, что наиболее просто поставленная цель может быть решена за счёт применения датчиков с механолюминесцентными чувствительными элементами, работающими по принципу прямого преобразования механической энергии в энергию светового импульса.

2. Проведен анализ известных конструкций, на основе которого выявлены основные особенности, достоинства и недостатки механолюминесцентных чувствительных элементов, а также сформулированы требования к элементам конструкции чувствительных элементов и датчиков.

3. На основе анализа известных конструкций впервые разработана классификация механолюминесцентных датчиков, в основу которой положены следующие классифицирующие признаки: спектр излучения, тип чувствительного элемента, вид оптического канала связи, вид фотоприёмника, вид механического нагружения, кинетика затухания свечения.

4. Проведён анализ свойств материалов, обладающих механолюминес-центными свойствами и определен материал, который обладает наиболее ярким свечением (сульфид цинка, легированный марганцем - ZnS:Mn).

5. Проведено теоретическое исследование физических основ явления механолюминесценции цинксульфидных кристаллофосфоров (в основном 2п8:Мп) с целью выявления механизма явления.

6. Разработана математическая модель (функция преобразования) ме-ханолюминесцентного чувствительного элемента, в основу которой положено явление туннелирования электронов примесных центров свечения в электрическом поле движущихся заряженных дислокаций, возникающее при пластической деформации чувствительного элемента. Задача расчёта кинетики пластического деформирования решена для случая квазистатического одноосного нагружения на основе микроскопической модели изотропной упруго-пластической среды с упрочнением, согласно которой пластическая деформация рассматривается как результат движения*и размножения дислокаций.

7. Впервые разработана методика расчета выходных оптических сигналов механолюминесцентных чувствительных элементов.

8. Впервые исследованы основные закономерности процессов формирования выходных оптических сигналов механолюминесцентных чувствительных элементов при воздействии импульсов давления с различными амплитудно-временными параметрами.

9. Проведена оценка влияния на результаты расчётов выходных оптических сигналов дислокационных параметров, входящих в математическую модель и сформулированы требования к точности этих параметров.

10. Разработаны опытные образцы механолюминесцентных датчиков с сосредоточенным и распределённым чувствительным элементом, а также фотоприёмное устройство для регистрации выходных оптических сигналов.

11. Проведены экспериментальные лабораторные исследования опытных образцов механолюминесцентных датчиков- импульсного давления с целью определения основных параметров и характеристик, проверки работоспособности, а также подтверждения теоретических положений и выводов.

12. Методами физического моделирования подтверждены основные положения теории и правильность разработанной методики расчета выходных оптических сигналов механолюминесцентных чувствительных элементов. Расхождения между расчетными и экспериментальными значениями выходных оптических сигналов составляют 8-12%, что можно считать удовлетворительным для сложных и нестационарных процессов движения дислокаций в кристаллах.

13. Разработана магнитно-импульсная испытательная установка, позволяющая в лабораторных условиях воспроизводить параметры импульсов давления, соответствующие реальным условиям работы мехатронных и ро-бототехнических систем авиационно-космических изделий. Установка предназначена для отработки датчиков импульсного давления совместно с элементами конструкции изделия или совместно с изделием в целом.

14. Разработана методика обработки выходного оптического сигнала, позволяющая по выходному сигналу однозначно определять значения входного импульса давления в диапазоне чувствительности. Величина квазичувствительности составила:

1,2-10"2 ВтМПа^м^с"1 в диапазоне давлений 45. 90 МПа;

72=0,4-10"2ВтМПа"1м"2с"1 в диапазоне давлений 90. 180 МПа;

73=0,13-10"2 ВтМПа^м^с"1 в диапазоне давлений 180. .360 МПа.

15. Показано, что за счёт применения механолюминесцентных датчиков с волоконно-оптическими связями вероятность ложной тревоги от электромагнитных помех может быть снижена на несколько порядков.

16. Предложены технические решения по повышению чувствительности механолюминесцентных датчиков, во-первых, за счёт введения концентраторов напряжений, а во-вторых, за счёт уменьшения общей плотности дислокаций механолюминесцентного материала.

17. Результаты проведенного комплекса исследований и опытно-конструкторских работ внедрены в ФГУП «ФНПЦ «Прибор» (г. Москва), ФГУП НИИ «Поиск» (г. С.-Петербург), ФГУП ВПО «Точмаш» и ОАО «НИКТИД» (г. Владимир) при создании датчиков импульсного давления для систем управления автономными мобильными объектами.

18. В целом в диссертационной работе решена крупная научная проблема создания теоретических основ расчёта и проектирования сосредоточенных и распределённых механолюминесцентных чувствительных элементов датчиков импульсного давления, имеющая большое значение для систем управления объектами экстремальной робототехники и мехатроники.

1. Макаров И.М. Управление робототехническими системами и их очувствление. М.: Наука, 1983. 240 с.

2. Юревич Е.И. Основы робототехники. СПб.: БХВ Петербург, 2005. 416 с.

3. Попов Е.П., Письменный Г.В. Основы робототехники. Введение в специальность. М.: Высшая школа, 1990. 224 с.

4. Подураев Ю.В., Кулешов B.C. Принципы построения и современные тенденции развития мехатронных систем/ТМехатроника. 2000. № 1. С. 32-45.

5. Макаров И.М., Лохин В.М., Манько С.Р., Романов М.П. Искусственный интеллект и интеллектуальные системы управления. М.: Наука, 2006. 336 с.

6. Зенкевич С.Л., Ющенко A.C. Управление роботами. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2000. 400 с.

7. Макаров И.М., Лохин В.М., Манько C.B. и др. Интеллектуальные самообучающиеся системы управления мультимодульными мехатронными роботами с адаптивной кинематической структурой// Вопросы оборонной техники. 2005. Серия 16. Вып. 7-8. С. 100-102.

8. Лопота В.А., Юревич Е.И. Мехатроника основа интеллектуальной техники будущего// Микросистемная техника. 2003. № 1. С. 36-38.

9. Подураев Ю.В. Концепция проектирования интегрированных мехатронных модулей, со, встроенными компонентами/ Труды Первой Всероссийской- научно технической конференции с международными участием

10. Мехатроника, автоматизация, управление». М.: Новые технологии, 2004. С. 46-48.

11. Охоцимский Д.Е. Системы очувствления и адаптивные роботы. М.: Машиностроение, 1985. 256 с.

12. Юревич Е.И. Мехатроника как одна из концептуальных основ интеллектуальной техники нового поколения/ Труды Первой Всероссийской НТК с международным участием «Мехатроника, автоматизация, управление». М.: Новые технологии, 2004. С. 20-23.

13. Гуськов Г.Я., Седунов Б.И. Конструирование сложной микроэлектронной аппаратуры // Электронная промышленность. 1977. № 6. С. 28-36.

14. Геда Н.Ф. Измерение параметров приборов оптоэлектроники. М.: Радио и связь, 1981. 368 с.

15. Брагин В.Б., Войлов Ю.Г., Жаботинский Ю.Д. и др. Системы очувствления и адаптивные промышленные роботы. М.: Машиностроение, 1985. 256 с.

16. Накано Э. Введение в робототехнику. М.: Мир, 1988. 264 с.

17. П.Воротников С.А. Информационные устройства робототехнических систем. М.: Изд. МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2005. 384 с.

18. Цапенко М.П. Измерительные информационные системы: Структуры и алгоритмы, системотехническое проектирование. М.: Энергоатомиздат, 1985. 440 с.

19. Макги Дж., Хендерсон И.А., Сиденхэм П. Наука о сенсорах основа измерительной техники и приборостроения //Приборы и системы управления. 1996. №1. С. 41-45.

20. Евтихиев H.H., Купершмидт Я.А., Папуловский В.Ф., Скугоров В.Н. Измерение электрических и неэлектрических величин/ Под общ. ред. Н.Н.Евтихиева. М.: Энергоатомиздат, 1990. 352 с.

21. Алиев Т.М., Тер-Хачатуров A.A. Измерительная техника. М.': Высшая школа, 1991. 384 с.

22. Михайлов П.Г. Микромеханика приборных устройств // Микросистемная техника. 2002. № 12. С.5 9.

23. Окоси Т., Окамото К., Оцу М. и др. Волоконно-оптические датчики / Под ред. Т.Окоси. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд., 1990. 256 с.

24. Осадчий Е.П., Тихонов В.И., и др. Проектирование датчиков для измерения механических величин/ Под ред. Е.П.Осадчего. М.: Машиностроение, 1979. 480 с.

25. Како Н., Яманэ Я. Датчики и микро-ЭВМ. Л.: Энергоатомиздат, 1986. 120 с.

26. Бусурин В.И., Носов Ю.Р. Волоконно-оптические датчики: Физические основы, вопросы расчета и применения. М.: Энергоатомиздат, 1990. 256 с.

27. Попов Е.П., Верещагин А.Ф., Зенкевич С.Л. Манипуляционные роботы: Динамика и алгоритмы. М.: Наука, 1978. 400 с.

28. Пью А. Техническое зрение роботов. Л.: Машиностроение, 1987. 248 с.

29. Хорн Б. Зрение роботов. М.: Мир, 1989. 312 с.

30. Куафе Ф. Взаимодействие робота с внешней средой. М.: Мир, 1985. 244 с.

31. Артемьев В.М. Локационные системы роботов: Справ, пособие. М.: Высш. школа, 1988. 222 с.

32. Мурашкина Т.Н., Каршаков В.П., Артемов Ю.А. Волоконно-оптические датчики для внутриобъектовых волоконно-оптических сетей сбора данных//Радиотехника. 1995. №Ю. С. 29-31.

33. Волчихин В.И., Мурашкина Т.И. Проблемы создания волоконно-оптических датчиков// Датчики и системы. 2001. №7. С. 54-58.

34. Коптев Ю.Н., Гориш А.В. Волоконно-оптические датчики космического базирования//Радиотехника. 1995. №10. С. 7-9.

35. Коптев Ю.Н., Гориш A.B. Датчиковая аппаратура для ракетно-космической техники // Радиотехника. 1995. №10. С.5-6.

36. Красюк Б.А., Семенов О.Г., Шереметьев А.Г. и др. Световодные датчики. М.: Машиностроение, 1990. 256 с.

37. Филиппов А.Г., Аужбикович A.M., Немчинов В.М. и др. Микропроцессорные системы и микро-ЭВМ в измерительной технике. М.: Энерго-атомиздат, 1995. 368 с.

38. Прангишвили И.В. Применение микропроцессоров в приборостроении// Приборы и системы управления. 1981. № 2. С. 48-50.

39. Герасимов Б.И., Глинкин Е.И. Микропроцессорные аналитические приборы. М.: Машиностроение, 1989. 248 с.

40. Мирский Г.Я. Микропроцессоры в измерительных приборах. М.: Радио и связь, 1984. 160 с.

41. Финогенов К.Г. Программирование измерительных систем реального времени. М.: Энергоатомиздат, 1990. 256 с.

42. Калабеков Б.А. Микропроцессоры и их применение в системах передачи и обработки сигналов. М.: Радио и связь, 1988. 368 с.

43. Аш Ж. Датчики измерительных систем: В 2 х кн. Кн. 1. М.: Мир, 1992. 480 с.

44. Аш Ж. Датчики измерительных систем: В 2 х кн. Кн. 2. М.: Мир, 1992.480 с.

45. Полищук Е.С. Измерительные преобразователи. Киев: Вища школа, 1981.296 с.

46. Pressure, Strain and Force Handbook. Omega Press LLC, 2000. 1132 p.

47. Зимин B.H., Данилова H.JI., Панков В.В., Подволоцкая Е.В. Микроэлектронные чувствительные элементы давления и тензомодули // Датчики и системы. 1999. №2. С.55-59.

48. Нуберт Г.П. Измерительные преобразователи неэлектрических величин. Введение в теорию, расчет и конструирование. Л.: Энергия, 1970. 360 с.

49. Бауман Э. Измерение сил электрическими методами. М.: Мир,1978. 430с.

50. ГОСТ Р 51086-97. Датчики и преобразователи физических величин. Электронные. Термины и определения. М.: Изд. стандартов, 1997. 10 с.

51. Гуртовцев А. Измерение давления в автоматизированных системах // Современные технологии автоматизации. 2001. № 4. С. 76-89.

52. Техническая кибернетика: Измерительные устройства, преобразующие элементы и устройства / Под ред. В.В. Солодовникова. М.: Машиностроение, 1973. 680 с.

53. Туричин A.M., Новицкий П.В., Левшина Е.С. и др. Электрические измерения неэлектрических величин. Л.: Энергия, 1975. 576 с.

54. Логинов В.В. Электрические измерения механических величин. М.: Энергия, 1976. 104 с.

55. Харкевич A.A. Теория преобразователей. М. Л.: Госэнергоиздат, 1948. 188 с.

56. Никифоров А.Ю., Телец В.А. Микроэлектронные преобразователи физических величин и компоненты датчиков перспективная элементная база микросистемной техники //Микросистемная техника. 2001. № 1. С. 6-12.

57. Годовицын И.В., Зимин В.Н., Петров А.Ю. и др. Сверхминиатюрный интегральный преобразователь давления для специальных применений // Микросистемная техника. 2001. № 7. С. 3-5.

58. Дружинин A.A., Кутраков А.П., Лавитская E.H. и др. Полупроводниковые сенсоры механических величин на основе микрокристаллического кремния для экстремальных условий // Микросистемная техника. 2001. № 9.С. 3-9.

59. Васильев Л.Н., Дубровин П.В., Каминский В.В. Датчики внутренних напряжений пластмассовых, композитных и бетонных конструкций на основе сульфида самария//Микросистемная техника. 2001. № 10. С. 7-9.

60. Федосеев A.A. Кремниевый чувствительный элемент датчика давления со встроенной схемой термокомпенсации параметров // Микросистемная техника. 2001. №12. С. 9 12.

61. Designers reference manual. Analog Devices, Inc., 2001. 846 p.

62. Analog Devices Product Data Design in reference manual. Rev. B.S. 19. Sensor and Signal Conditioners. 1996.

63. Датчики давления фирмы SenSym. M.: ДОДЭКА, 2000. 64 с.

64. Датчики фирмы «Honeywell». М.: 2000. 48 с.

65. Motorola. Pressure sensor. Device data. 1994. 296 p.

66. Motorola Pressure Sensor. Device Data. DL 2000. Rev. 1. Q 1/94 Motorola In 1998.

67. Senseon Sense the Possibilities. Sensor Products. DQ 2. SG162/D. Rev. 25. Motorola Inc. 1998.

68. Ваганов В.И. Интегральные тензопреобразователи. M.: Энергоатомиз-дат, 1983. 136 с.

69. Дайчик М.Л., Пригоровский Н.И., Хуршудов Г.Х. Методы и средства натурной тензометрии: Справочник. М.: Машиностроение, 1989. 240 с.

70. Литвак В.И. Тензореле. Расчет, конструирование, применение. М.: Машиностроение, 1989. 160 с.

71. Тензометрия в машиностроении. Справочное пособие / Под ред. P.A. Макарова. М.: Машиностроение, 1975. 288 с.

72. Виглеб Г. Датчики. М.: Мир, 1989. 196 с.

73. Фрайден Дж. Современные датчики: Справочник. М.: Техносфера, 2005. 592 с.

74. Скалой А.И. Разработка принципов построения микромеханических датчиков первичной информации интегрального уравновешивания с использованием оптоэлектронных и электромагнитных элементов// Микросистемная техника. 2004. № 4. С. 13-17.

75. The Measurement, Instrumentation and Sensors Handbook: Webster J. G. (Ed.), CRC Press, 2002. 2608 p.

76. Джексон Р.Г. Новейшие датчики. M.: Техносфера, 2007. 384 с.

77. Бескаравайный Н.М., Поздеев В.А. Теоретические основы измерения импульсных давлений в жидких средах. Киев:Наукова думка, 1981.190 с.

78. Морозов А.И., Проклов В.В., Станковский Б.А. Пьезоэлектрические преобразователи для радиоэлектронных устройств. М.: Радио и связь, 1981. 184 с.

79. Шарапов В.М., Мусиенко М.П., Шарапова Е.В. Пьезоэлектрическиедатчики. М.: Техносфера, 2006. 632 с.

80. Ерофеев A.A. Пьезоэлектронные устройства автоматики. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1982. 212 с.

81. Справочник по промышленной робототехнике/Под ред. Ш. Нофа. Кн. 1. М.: Машиностроение, 1989. 452 с.

82. Витрик О.Б. Проблема «чувствительной кожи» и волоконно-оптические измерительные системы// Соросовский образовательный журнал. 2001. Т.7, № 1. С. 108-115.

83. Самарин А. Сенсорные панели взгляд изнутри// Схемотехника. 2001. № 7. С. 20-22.

84. Таланчук П.М., Голубков С.П., Маслов В.П. и др. Сенсоры в контрольно измерительной технике. Киев: Техника, 1991. 175 с.

85. Новиков Ю.В., Калашников O.A., Гуляев С.Э. Разработка устройств сопряжения для персонального компьютера типа IBM PC. М.: ЭКОМ, 1997. 224 с.

86. Ан П. Сопряжение ПК с внешними устройствами. М.: ДМК Пресс, 2003. 320 с.

87. Князев А.Д. Элементы теории и практики электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств. М.: Радио и связь, 1984. 336 с.

88. Барнс Дж. Электронное конструирование: Методы борьбы с помехами. М.: Мир, 1990. 238 с.

89. Михайлов М.И., Разумов Л.Д. Защита кабельных линий связи от влияния внешних электромагнитных полей. М.: Связь, 1967. 343 с.

90. Волин М.Л. Паразитные процессы в радиоэлектронной аппаратуре. М.: Радио и связь, 1981. 296 с.

91. Гурвич И.С. Защита ЭВМ от внешних помех. М.: Энергоиздат, 1984. 236 с.

92. Кравченко В.И., Болотов Е.А., Летунова Н.И. Радиоэлектронные средства и мощные электромагнитные помехи. М.: Радио и связь, 1987. 256 с.

93. Вэнс Э.Ф. Влияние электромагнитных полей на экранированные кабели.

94. М.: Радио и связь, 1982. 120 с.

95. Гармаиов А. Принципы обеспечения электросовместимости измерительных приборов//Современные технологии автоматизации. 2004. № 1. С.62-68.

96. Шапиро Д.Н. Основы теории электромагнитного экранирования. Л.: Энергия, 1975. 109 с.

97. Рогинский В.Ю. Экранирование в радиоустройствах. Л.: Энергия, 1969. 112 с.

98. Крылов В.А., Юченкова Т.В. Защита от электромагнитных излучений. М.:Сов. радио, 1972. 216 с.

99. Ott Г. Методы подавления шумов и помех в электронных системах. М.: Мир, 1979. 317 с.

100. Теплов Н.Л. Теория передачи сигналов по электрическим каналам связи. М.: Воениздат, 1976. 424 с.

101. Вилесов Д.В., Воршевский A.A., Гальперин В.Е. и др. Возникновение и распространение импульсных помех в судовых электроэнергетических системах. Л.: Изд. ЛКИ, 1987. 90 с.

102. Юман М. Молния. М.: Мир, 1972. 327 с.

103. Шонланд Б. Полет молнии. М.: Гидрометиздат, 1970. 160 с.

104. Шваб А. Измерения на высоком напряжении: Измерительные приборы и способы измерения. М.: Энергоатомиздат, 1983. 264 с.

105. Носов Ю.Р. Оптоэлектроника. М.: Радио и связь, 1989. 360 с.

106. Суэмацу Я., Катаока С., Кисино К. и др. Основы оптоэлектроники. М.: ' Мир, 1988. 288 с.

107. Гейг С., Эванс Д., Ходапп М., Соренсен X. Применение оптоэлектрон-ных приборов. М;: Радио и связь, 1981. 344 с.

108. Шарупич Л.С., Тугов Н.М. Оптоэлектроника. М.: Энергоатомиздат, 1984. 256 с.

109. Кривоносое А.И. Оптоэлектронные устройства. М.:Энергия, 1978. 96 с.

110. Джавахишвили A.A., Джангобегов Р.П., Кретулис B.C. Оптрон длятрансляции измерений// Приборы и системы управления. 1973. № 8. С. 27-28.

111. Кунце X. И. Методы физических измерений. М.: Мир, 1989. 216 с.

112. Скоморовский Ю.А., Рожанский В.А. Передача сообщений по оптическим линиям связи. М.: Связь, 1974. 200 с.

113. Гроднев И.И. Волоконно-оптические линии связи. М.: Радио и связь, 1990. 224 с.

114. ПЗ.Капани Н.С. Волоконная оптика: принципы и применения. М.: Мир, 1969. 464 с.

115. Кучикян JI.M. Световоды. М.: Энергия, 1973. 176 с.

116. Вейнберг В.Б., Саттаров Д.К. Оптика световодов. Л.: Машиностроение, 1977. 320 с.

117. Рождественский Ю.В., Вейнберг В.Б., Саттаров Д.К. Волоконная оптика в авиационной и ракетной технике. М.: Машиностроение, 1977. 168 с.

118. Бутусов М.М., Галкин С.Л., Латинский B.C. и др. Волоконная оптика в судовом приборостроении. Л.: Судостроение, 1990. 88 с.

119. Хащина М.В., Тюрин С.А., Преждо В.В. Электрооптические эффекты в технике. Харьков: Выща шк. изд. при Харьк. ун те, 1989. 160 с.

120. Мясникова Е.Н., Финагин Б.А., Полянкин Г.А. и др. Оптиковолоконные акустические устройства в задачах автоматики и распознавания. Л.: Энергия. Ленингр. отд-ние, 1978. 120 с.

121. Юшин A.M. Оптоэлектронные приборы и их зарубежные аналоги: Справочник. Т.1. М.: РадиоСофт, 1998. 512 с.

122. Приборы оптоэлектронные. Излучатели полупроводниковые. Оптопары. СПб.: Издательство РНИИ «Электронстандарт», 1992. 250 с.

123. Вэндлэнд П.Х. Светочувствительный датчик в виде пары кремниевый фотодиод операционный усилитель// Электроника. 1971. № 11. С.ЗО 35.

124. Аксененко М.Д., Бараночников М.Л., Смолин О.В. Микроэлектронные фотоприемные устройства. М.: Энергоатомиздат, 1984. 208 с.

125. Гауэр Дж. Оптические системы связи. М.: Радио и связь, 1989. 504 с.

126. Зак Е.А. Волоконно-оптические преобразователи с внешней модуляцией. М.: Энергоатомиздат, 1989. 128 с.

127. Назаров В.Д., Сачко Ю.И., Терещенко А.Г. Измеритель мощности оптического излучения в волоконно-оптических системах// Приборы и техника эксперимента. 1986. № 1. С. 168-169.

128. Бутусов М.М., Галкин C.JL, Оробинский С.П. и др. Волоконная оптика и приборостроение. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд., 1987. 328 с.

129. Чернов Е.И. Метод выбора фотодиода для фотоприемного устройства// Оптико механическая промышленность. 1987. № 7. С. 47-48.

130. Бахмутский В.Ф., Гореликов Н.И., Кузин Ю.Н. Оптоэлектроника в измерительной технике. М.: Машиностроение, 1979. 280 с.

131. Крауя У.Э., Янсонс Я.Л. Механолюминесценция композитных материалов: Методы, аппаратура и результаты исследований. Рига: Зинатне, 1990. 152 с.

132. Sodomka L. Mechanoluminiscence a jeji pouziti. Praha: Academia, 1985. 226 p.

133. Бутягин П.Ю., Ерофеев B.C., Мусаелян И.Н. и др. О люминесценции, сопровождающей механическое деформирование и разрушение полимеров// Высокомолекул. соединения. 1970. Т. (А) 12, № 2. С. 290-299.

134. Ossipian Y.A., Shmurak S.Z. Deformation luminescence and motion of charged dislocations in crystals // Proc. intern, conf., Riga, May 1981. Riga: Zinatne, 1981. P. 135-159.

135. Панков Ж. Оптические процессы в полупроводниках. М.: Мир, 1973.i 456 с.

136. J 136. Мяздриков O.A. Электрические способы объёмной гранулометрии. Л.:ft

137. Бантиков B.C. Электронный анализатор дисперсности и методика расчёта его элементов: Автореф. дис. канд. техн. наук. Л., 1970. 31 с.

138. Иванов В.И., Аксенов А.И., Юшин A.M. Полупроводниковые оптоэлек-тронные приборы: Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1988. 448 с.

139. Юшин A.M. Оптоэлектронные приборы и их зарубежные аналоги: Справочник. В 5 т. Т. 3. М.: РадиоСофт, 2000. 512 с.

140. Патент США № 4020765. Light activated fuze/ Glass C.M., Dante J.G. МПК F42C. Заявл. 07.11.1975.

141. Патент США № 4372211. Thermoelectric power supply for warheads/ Dante J.G. МПК F42C. Заявл. 08.12.1983.

142. Сулин Г.А. Автоматические приборы управления взрывом. СПб.: Изд. БГТУ им. Д.Ф. Устинова, 1992. 164 с.

143. Патент США № 6270117. Deceleration sensor for vehicle air bag/ Storey E.C. MTIKB60R 21/32. Заявл. 07.08.2001.

144. Патент США № 6581474. Triboluminescent indicator system/ Goods S.H., Dentinger P.M., Whinnery L.L. МПК G01L 1/42. Заявл. 24.06.2003.

145. Патент США № 6281617. Piezoelectric luminous element, display device and method for manufacturing same/ Qiu H., Sumi K., Nishiwaki Т. МПК H01L 41/04. Заявл. 28.08.2001.

146. Sage I., Bourhill G. Triboluminescent materials for structural damage monitoring//J. Mater. Chem. 2001. №11. P. 231-245.

147. Sage I., Humberstone L., Oswald I., Lloyd P., Bourhill G. Getting light through black composites: embedded triboluminescent structural damage sensors // Smart Mater. Struct. 2001. № 10. P. 332-337.

148. Патент США № 5905260. Triboluminescent damage sensors/ Sage I., Ged-des N.J. МПК GO IN. Заявл. 18.05.1999.

149. Патент США № 6710328. Fiber optic composite damage sensor/ Mastro S. A., Mathur V.K., Jarrett A.W. МПК G01J 1/42. Заявл. 23.03.2004.

150. Трофимов H.H., Канович M;3., Карташов Э.М. и др. Физика композиционных материалов. В 2 т. М.: Мир, 2005. 800 с.

151. Гардымов Г.П. Мешков Е.В., Пчелинцев A.B. и др. Композиционные материалы в ракетно космическом аппаратостроении. М.: СпецЛит, 1999. 271 с.

152. The Mechatronics Handbook. R. Bishop (Ed.). CRC Press, 2002. 1272 p.

153. Opto Mechatronic Systems Handbook: Techniques and Applications. Hyung-suck Cho (Ed.). Boca Raton: CRC Press. 2002. 672 p.

154. Татмышевский К.В. Механолюминесцентные сенсорные элементы. Основы теории, расчета и вопросы проектирования. Владимир: ВлГУ, 2004. 136 с.

155. Пейтон Дж.А., Волш В. Аналоговая электроника на операционных усилителях. М.: БИНОМ, 1994. 352 с.

156. Интегральные схемы: Операционные усилители. Т. 1. М.: Физматлит, 1993.240 с.

157. Операционные усилители и компараторы. М.: Издательский дом «Додэ-ка XXI», 2001. 560 с.

158. Thiessen P., Meyer К. Triboluminescenz bei Verformungs fester Körper // Naturwissenschaften. 1970. № 9. P. 423-427.

159. Meyer K., Obrikat D., Rossberg M. Progress in Triboluminescence of Alkali Halides and Doped Zinc Sulphides II. // Kristall und Technik. 1970. № 2. P. 181-205.

160. Абрамова К.Б. и др. Механолюминесценция стали // ЖТФ. 1986. №5. С. 978-981.

161. Абрамова К.Б. и др. Люминесценция металлов, сопровождающая их деформацию и разрушение//ЖЭТФ. 1976. Т. 71, вып. 5(11). С. 1273-1279.

162. Абрамова К.Ф., Щербаков И.П., Русаков А.И., Семенов А.А. Эмиссионные процессы, сопровождающие деформирование и разрушение металлов. //ФТТ. 1999. Т. 41, вып. 5. С. 841-843.

163. Ежик И.И. О механизме ударной люминесценции в рентгенизированных кристаллах КС1 //Известия ВУЗов. Физика. 1971. Т. 2, № 7. С. 11-16.

164. Болдырев В.В. Экспериментальные методы в механохимии твердых неорганических веществ. Новосибирск: Наука, 1983. 58 с.

165. Беляев Л.М., Мартышев В.В. Исследование свечения при разрушении кристаллов. Времена высвечивания // Физика щелочно-галоидных кристаллов. Рига, 1962. С. 179-182.

166. Chao Nan Xu, Xu Guang Zheng, Tadahiko Watanabe, Morito Akiyama Preparation and characteristics of highly triboluminescent ZnS film // Materials Research Bulletin. 1999. Vol. 34. P. 1491-1500.

167. Островский И.В. Акустолюминесценция новое явление акустооптики// Соросовский образовательный журнал. 1998. Т. 1, № 1. С. 95-102.

168. Островский И.В. Акустолюминесценция и дефекты кристаллов. Киев: Вища школа, 1993. 219 с.

169. Sodomka L. Mechanoluminescence a jeji uziti // Jemna mechanika a optika. 1986. №10. S. 267-271.

170. Chandra B.P., Khan M.S., Ansari M.H. Cleavage Mechanoluminescence in Crystals // Cryst. Res. Technol. 1998. №2. P. 291-302.

171. Chandra B.P. «Mechanoluminescence», in Luminescence of Solids, editer by Vij D.R. New York: Plenum Press, 1998. P. 361-389.

172. Eunkee Hong, Hyosook Jang, Youngjo Kim, Sae Chae Jeoung, Youngkyu Do. Mechano and electroluminescence of a dyssimetric hafnium carborane complex//Advanced materials. 2001. Vol. 13, № 14. P. 1094-1096.

173. Бредихин С.И., Шмурак С.З. Стимулированное деформацией свечение кристаллов ZnS // ЖЭТФ. 1974. Т. 19, № 12. С. 709-713.

174. Бредихин С.И., Шмурак С.З. Люминесценция и электрические характеристики пластически деформируемых кристаллов ZnS // ЖЭТФ. 1977.

175. Т. 73, вып. 4(10). С. 1460-1469.

176. Atari N.A. Piezoluminescence phenomen // Phys. Letters. 1982. Vol. 90A, № 1,2. P. 93-96.

177. Бредихин С.И., Шмурак С.З. Взаимодействие заряженных дислокаций с центрами люминесценции в кристаллах ZnS // ЖЭТФ. 1979. Т 76, вып. 3. С. 1028-1037.

178. Ossipyan Y.A., Schmurak S.Z. Deformation luminescence and motion of charged dislocatoins in crystals// Defects. Insul. Cryst. Proc. Int. Conf. Berlin, 1981. P. 135-160.

179. Шмурак С.З. Люминесценция кристаллов с движущимися дислокациями: Автореф. дисс. . докт. физ. мат. наук. Черноголовка, 1978. 36 с.

180. Велиев З.А., Шикин В. Б. О движении заряженных дислокаций в полупроводниках А2В6 // ФТТ. 1985. Т.'27, № 9. С. 2683-2686.

181. Велиев З.А. К теории деформационной люминесценции в кристаллах с движущимися заряженными дислокациями // ФТТ. 1986. Т.28, № 9. С. 2904-2906.

182. Gadjiko A.M., Mathur V.K., Zaykoski J. Development of mechanolumines-cencs materials // 205th Meeting of the Electrochemical Soc. May 9-14, 2004. Pennington, NJ. P. 926.

183. Sanjay Tiwari, Chandra B.P. Role of mixed crystallinity on the mechanolu-minescence efficiency of activated ZnCdS solid solutions // Proc. Solid State Phys. Symp.-, Varanasi, Dec. 21-24. 1991. p. 447.

184. Chandra B.P., Ramrakhiani M., Sahu P., Rastogi A.M. Correlation between deformation bleaching and mechanoluminescence in coloured alkali halide crystals// Pranama journal of physics. 2000. Vol. 54, № 2. P. 287-303.

185. Chandra B.P., Yuvraj Rahangdale Theoretical approach to the mechanoluminescence excitation in solids//Cryst. Res. Technol. 1990. Vol. 25, № 2. P. 197-208.

186. Кириллова 3.M., Крыласов B:A., Орлов И.Н. Преобразование энергии механического удара в световую вспышку // V Всесоюзный симпозиумпо механоэмиссии и механохимии твердых тел: Сб. материалов конф. Таллин, 1977. С. 194-198.

187. Коршунов В.В., Сенчуков Ф.Д., Шмурак С.З. Исследование временных характеристик деформационной люминесценции // Письма в ЖЭТФ. 1971. Т. 13, №8. С. 408-412.

188. Сенчуков Ф.Д., Шмурак С.З. Всплески свечения при разгрузке пластически деформируемых окрашенных ионных кристаллов // ФТТ. 1972. Т. 14, №5. С. 1551-1553.

189. Боровков В.Ю., Бутягин П.Ю. Природа и свойства активных центров, образующихся при механическом разрушении некоторых твердых тел // Доклады АН СССР. 1971. Т. 198, № 3. С. 618-621.

190. Крутякова В.П., Смирнов В.Н. Исследование локализации свечения различного спектрального состава при триболюминесценции кристаллов ЫаС1//Журнал прикладной спектроскопии. 1981. Т.35, № 6. С. 991-997.

191. Флерова С.А., Самченко Ю.И. Излучение света кристаллами ВаТЮз под действием одномерного импульсного давления // ФТТ. 1972. Т. 14, № 2. С. 592-594.

192. Тохметов А.Т., Веттегрень В.И. Механолюминесценция полимеров и стекол при трении // ФТТ. 1989. Т. 31, № 2. С. 21-25.

193. Тохметов А.Т., Веттегрень В.И. Определение энергии активации возбуждения механолюминесценции при трении// ФТТ. 1990. Т. 32, № 1. С. 33-37.

194. Батылин В.Н., Молоцкий М.И., Шмурак С.З. Туннельная механолюминесценция // ФТТ. 1992. Т. 34, № 3. С. 817-822.

195. Осипьян Ю.А., Петренко В.Ф. Эффект короткого замыкания в пластической деформации ZnS и движение заряженных дислокаций // ЖЭТФ. 1975. Т. 69, вып. 4(10). С. 1362-1371.

196. Электронные свойства дислокаций в полупроводниках /Под ред. Ю. А. Осипьяна. М.: Эдиториал УРСС, 2000.320 с.

197. Банишев А.Ф., Панченко В Л:, Шишков A.B. Исследование деформационно стимулированного, нетеплового свечения тонких металлических пластин и пленок// Известия РАН. Сер. физ. 2002. Т. 66, № 7. С. 976.

198. Chandra В.Р. Squeezing light out of crystals: triboluminescence // Nucl. Tracks and Radiat. Meas. 1985. № 1 2. P. 225-241.

199. Chandra B.P., Gupta R.K., Singh A. et al. Theoretical approach to the mecha-noluminescence produced during cleavage of II VI semiconductors// Indian J. of Eng. And Mater. Sciences. 1989. Vol. 11, № 10. P. 421-428.

200. Chandra B.P. A theoretical approach to the impulsive excitation of mechano-luminescence in crystals // Phys. stat. sol. 1986. A 96, № 1. P. 167-175.

201. Chandra B.P., Meera Ramrakhiani, Ansari M.H., Tiwari S. A search for mechanoluminophors capable of pressure induced thermal population of excited states // Pranama J. Phys. 1991. Vol. 36, № 4. P. 407-421.

202. Chandra B.P., Bisen D.P. A theoretical Approach to the mechanolumines-cence of the Thermoluminescent Crystals // Phys. Stat. Sol. (a). 1989. Vol. 114. P. 123-125.

203. Chandra B.P. Kinetics of triboluminescence in sugar crystals // Indian J. of Pure and Applied Physics. 1976. Vol. 14, № 11. P. 874-876.

204. Chandra B.P. Zink J. Triboluminescence of Inorganic Sulfates // Inorg. Chem. 1980. № 19. P. 3098-3102.

205. Chandra B.P., Zink J. Triboluminescence and the dynamics of crystal fracture //Phys. Rev. 1980. В 21, № 21. P. 816-826.

206. Dickinson J.T., Jensen L.C., Langford S.C. Recombination on fractal net-3 works: photon and electron emission following fracture of materials// J. Mater. Res. 1993. Vol. 8, №11. P. 2921-2932.

207. Dickinson J.T., Jensen L.C., Langford S.C. et al. Fracture induced emission of alkali atoms from feldspar//Phys. Chem. Minerals. 1992. № 18. P.453-459.

208. Sweeting L.M. What excites triboluminescence? // Spectroscopic Characterization of Minerals and their surfaces, edited by S.W.S. McKeewer (American Chemical Society, Washington, D.C.). 1990. Vol. 415. P.245-260.

209. Sweeting L.M. Triboluminescence with and without air // Chem. Mater. 2001. Vol. 13, № 2. P. 854-870.

210. Fox P.G., Soria Ruiz J. Fracture induced thermal decomposition in brittle crystalline solids // Proc. Royal Soc. (London). 1970. Vol. 317. P.79-80.

211. Dickinson J.T., Jensen L.C., Langford S.C. et al. Atomic and molecular emission following fracture of alkali halides: A dislocation driven process // J. Mater. Res. 1991. Vol. 6, № 1. P.112-125.

212. Dickinson J.T., Jensen L.C., Jahan Latibari A. Fracto emission: The role of charge separation // J. of Vac. Sci. Techn. 1984. Vol. 2, № 2. P. 1112-1116.

213. Zink J.I. Tribophosphorescence from nonphotophosphorecsent crystals // J. Amer. Chem. Soc. 1974. Vol. 96, № 21. P. 6775-6777.

214. Chandra B.P. Zink J. Triboluminescence of nitrate crystals // J. Phys. And Chem. Solids. 1981. Vol. 9, № 42. P. 529-532.

215. Melton R., Danieley N., Turner T.J. Luminescence of MgO during mechanical deformation // Phys. stat. sol. 1980. Vol. A 57, № 2. P. 755-764.

216. Zink S., Beese W. Triboluminescence of silika core optical fibers // Appl. Phys. Lett. 1982. Vol. 40, №2. P. 110-112.

217. Chapman G.N., Walton A.J. Triboluminescence of glasses and quartz // J. Appl. Phys. 1983. Vol. 54, № 10. P. 5961-5965.

218. Sodomka L. Zur Theorie der Triboluminescenz// Kristall. und Technic. 1972. Vol. B7, № 9. S. 975-980.

219. Sodomka L. To the phenomenological theory of impact triboluminescence // Acta Univ. Carol. Math. etPhys. 1973. Vol. 14, № 1. P. 99-103.

220. Chao Nan Xu, Xu Guang Zheng, Morito Akiyama et al. Dynamic visualization of stress distribution by mechanoluminescence image // Applied Physics Letters. 2000. Vol. 76, № 2. P. 179-181.

221. Kee Sun Sohn, Soo Yeon Seo. Direct observation of crack tip stress field using the mechanoluminescence SrAl204:(Eu, Dy, Nd) // J. of Amer.Ceram. Soc. 2002. Vol. 85, №3. P. 1123-1134.

222. Chao Nan Xu, Xu Guang Zheng, Tadahiko Watanabe, Morito Akiyama. Arti-fical skin to sense mechanical stress by visible light emission // Applied Physics Letters. 1999. Vol. 74, № 9. P. 1236-1238.

223. Hiroaki Matsui, Chao Nan Xu, Hiroshi Tateyama. Stress stimulated luminescence from ZnAl204:Mn // Applied Physics Letters. 2001. Vol. 78, № 8. P. 1068-1070.

224. Chen Xiao Feng, Zhu Xu Hui, Xu Yao Hua et al. Tiboluminescence and crystal structures of non ionic europium complexes // J. Mater. Chem. 1999. Vol. 9, №11. P. 2919-2922.

225. Ishihara T., Tanaka K., Fujita K., Hirao K., Soga N. Full color triboluminescence of rare earth doped hexacelsian (BaAl2Si208) // Solid state communications. 1998. Vol. 107, № 12. P. 763-767.

226. Chao Nan Xu, Xu Guang Zheng, Tadahiko Watanabe, Morito Akiyama, Ichiro Usui. Enhancement of adhesion and triboluminescence of ZnS:Mn films by annealing technique // Thin Solid Films. 1999. № 352. P. 273-277.

227. Chao Nan Xu, Xu Guang Zheng, Tadahiko Watanabe, Morito Akiyama. Direct view of stress distribution in solid by mechanoluminescence // Applied Physics Letters. 1999. Vol. 74, № 17. P. 2414-2416.

228. Ohgaku T., Suzuki K., Inabe K. Effect of mechanical factors on fractolumio. tnescence of KCl:Ca crystals after X-ray irradiation at room temperature //

229. Phys. Stat. Sol. (a). 2002. № 2. P. 320-328.

230. Xu C.N., Matsui H., Watanabe T., Akiyama M., Liu Y. and Zheng X.G. Remote detection of mechanical stress using luminescent films/ First China International Conference on High Performance Ceramics, Oct.31 Nov.3. Beijing. 1998. P. 110-115.

231. Matsui H., Xu C.N. and Tateyama H. Stress stimulated luminescence from ZnAl204:Mn // Appl. Phys. Lett. 2001. Vol. 78. P. 1068.

232. Matsui H., Xu C.N. and Watanabe T. Preparation of mechanism of mechano-luminescence Materials with Spinel structure// Key Engineering Materials. 2002. Vol. 214. P. 253.

233. Morito Akiyama, Chao Nan Xu, Hiroaki Matsui, Kazuhiro Nonaka and Tada-hiko Watanabe. Recovery phenomenon of mechanoluminescence from Ca2Al2SiO7-.Ce by irradiation with ultraviolet light // Appl. Phys. Lett. 1999. Vol. 75, №17. P. 2548-2550.

234. Morito Akiyama, Keiko Nishikudo and Kazuhiro Nonaka Intense visible light emission from stress activated SrMgAl6On:Eu // Appl. Phys. Lett. 2003. Vol. 83, №4. P. 650-652.

235. Chao Nan Xu, Yun Liu, Morito Akiyama, Kazuhiro Nonaka, Xu Guang Zheng. Stress imaging with mechanoluminescence // Proc. SPIE Advanced Photonic Sensors: Technology and Applications. 2000. Vol. 4220, № 10. P. 344-349.

236. Duignan J. P., Oswald I. D. H., Sage I. C., Sweeting L. M., Tanaka K., Ishi-hara T., Hirao K., and Bourhill G. Do Triboluminescence spectra really show a spectral shift relative to photoluminescence? //J. of Lum. 2001. № 5. P. 980102.

237. Sage I., Badcock R., Humberstone L. et al. Triboluminescent damage sensors

238. Smart Mater. Struct. 1999. № 8. P. 504-510.

239. Wolf G., Grass G. Neuere Unters. iiber die Tribolumineszeuz // Zeitschift fiir Elektrocheme. 1952. № 4 5. S. 420-423.

240. Obrikat D., Meyer K., Polly F. Triboluminescence spectra of Doped Zinc Sulfides//Phys. stat. sol. 1967. Vol.22, №2. P.123-126.

241. Kaffanke K., Lakmann R. Zeitschrift fur Physicalische Chemic // Neue Folge. 1970. Bd. 70. S. 1-12.

242. Alzetta G. Behavior of light emission in mechanically excite ZnS// Nuovo Cimento. 1962. Vol. X 23. P. 910-912.

243. Alzetta G., Chella G., Santucci S. Behavior of light emission in mechanically excited ZnS phosphoros // Physics letters. 1967. Vol. 26A, № 2. P. 94-95.

244. Scarmozzino R. On the exitation mechanism of light emission in tribolumi- ■ nescent materials// Lettere al Nuovo Cimento. 1970. P. 825-827.

245. Brannon P. S. Studies of the spectral of shock induced luminescence from X cut quartz. // J. Appl. Phys. 1983. Vol. 54, №11. P. 6374-6381.

246. Aman S., Tomas J. Mechanoluminescence of quartz particles during grinding in a stirred media mil// Powder Technology. 2004. Vol. 146, № 1-2. P.147-153.

247. Grabec I. Analogy between triboluminescence of rubber and acoustic emission in metals // Non destructive testing. 1975. Vol. 8, № 5. P. 258-260.

248. Oros C. Some experimental results of mechanoluminescence induced by laser//Rom. Journ. Phys. 2003. Vol. 48, № 104. P. 397-403.

249. Haneman D., McAlpine N. Cleavage luminescence from silicon// Phys. Rev. Lett. 1991. Vol. 66, № 6. P. 758-761.

250. Вавилов С.И. Собрание сочинений. Т.1.М.: Изд-во АН СССР, 1954.450 с.

251. Гурвич A.M. Введение в физическую химию кристаллофосфоров. М.: Высшая школа, 1982. 376 с.

252. Верещагин И.К. Электролюминесценция кристаллов. М.: Наука, 1974. 280 с.

253. Пресс Ф.П. Формирователи видеосигнала на приборах с зарядовой связью. М.: Радио и связь, 1981. 136 с.

254. Кривошеев М.И., Федунин В.Г. Интерактивное телевидение. М.: Радио р связь, 2000. 344 с.

255. Быков P.E., Фрайер Р., Иванов К.В. и др. Цифровое преобразование изображений. М.: Горячая линия -Телеком, 2003. 228 с.

256. Катыс Г.П. Оптические информационные системы роботов манипуляторов. М.: Машиностроение, 1977. 272 с.

257. Катыс Г.П. Обработка визуальной информации. М.: Машиностроение, 1990. 320 с.

258. Пустынский И.Н., Титов B.C., Ширабакина Т.А. Адаптивные фотоэлектрические преобразователи с микропроцессорами. М.: Энергоатомиздат, 1990. 80 с.

259. Казанкин О.Н., Марковский Л.Я., Миронов И.А. и др. Неорганические люминофоры. Л.: Химия, 1975. 192 с.

260. Верещагин И.К., Ковалев Б.А., Косяченко Л.А. и др. Электролюминесцентные источники света. М.: Энергоатомиздат, 1990. 168 с.

261. Верещагин И.К. Электролюминесценция твердых тел. М.: Знание, 1981. 124 с.

262. Хениш Г. Электролюминесценция. М.: Мир, 1964. 256 с.

263. Физика и химия соединений А2В6. Пер. с англ./ Под ред. С.А. Медведева. М.: Мир, 1970. 624 с.

264. Адирович Э.И. Некоторые вопросы теории люминесценции кристаллов. М.: Гос. изд-во технико-теоретической литературы, 1951. 350 с.

265. Казанкин О.Н., Лямичев И.Я., Николаев Ю.Н. и др. Прикладная электролюминесценция. М.: Сов. радио, 1974. 416 с.

266. Фок М.В. Введение в кинетику люминесценции кристаллофосфоров. М.: Наука, 1964. 324 с.

267. Гуторов М.М. Основы светотехники и источники света. М.: Энергоатомиздат, 1983. 384 с.

268. Люминесцентные материалы и химические вещества: Каталог. Черкассы: Отделение НИИТЭХИМ, 1975. 204 с.

269. Марковский Л.Я., Пекерман Ф.М., Петошина Л.Н. Люминофоры. М.-Л.: Химия, 1966. 168 с.

270. Шувалов Л.А. и др. Современная кристаллография. Т. 4. Физические свойства кристаллов. М.: Наука, 1981. 496 с.

271. Ашкрофт Н., Мермин Н. Физика твердого тела. Т.2. М.: Мир, 1979.424 с.

272. Марфунин A.C. Спектроскопия, люминесценция и радиационные центры в минералах. М.: Недра, 1975. 284 с.

273. Бир Г.Л., Пикус Г.Е. Симметрия и деформационные эффекты в полупроводниках. М.: Наука, 1972. 496 с.

274. Берченко H.H., Кревс В.Е., Средин В.Г. Полупроводниковые твердые растворы и их применение: Справочные таблицы. М.: Воениздат, 1982. 208 с.

275. Шаскольская М.П. Кристаллография. М.: Высшая школа, 1984. 376 с.

276. Вайнштейн Б.К., Фридкин В.М., Инденбом В.Л. Современная кристаллография. Т. 2. Структура кристаллов. М.: Наука, 1979. 360 с.

277. Rode D.L. Electron Mobility in II-VI semiconductors // Phys. Rev. B. 1970. Vol. 2, № 10. P. 4036-4044.

278. Синдо Д., Оикава Т. Аналитическая просвечивающая электронная микроскопия. М.: Техносфера, 2006. 256 с.

279. Бредихин С.И., Осипьян Ю.А., Шмурак С.З. Влияние света на стимулированное деформацией свечение кристаллов ZnS // ЖЭТФ. 1975. Т. 68, № 2. С. 750-755.

280. Бредихин С.И., Осипьян Ю.А., Шмурак С.З. Эффект воздействия движущихся заряженных дислокаций на свойства кристаллов А2В6// ЖЭТФ. 1975. Т. 73, № 4(10). С. 1460-1469.

281. Матаре Г. Электроника дефектов в полупроводниках. М.: Мир, 1974. 464 с.

282. Тяпунина H.A., Белозерова Э.П. Заряженные дислокации и свойства ще-лочно-галоидных кристаллов//УФН. 1988. Т. 156, №4. С.683-717.

283. Батылин В.Н., Молоцкий М.И., Шмурак С.З. Туннельная механолюми-несценция щелочно-галоидных кристаллов//ФТТ. 1992. Т.34, №3. С. 142-143.

284. Смирнов Б.И. Дислокационная структура и упрочнение кристаллов. Л.: Наука, 1981. 236 с.

285. Гилман Дж. Динамика дислокаций и поведение материалов при ударном воздействии//Механика. Сб. переводов. М., 1970. №2. С. 96-124.

286. Тейлор Дж. Динамика дислокаций и динамическая текучесть // Механика. Сб. переводов. М., 1966. №4. С. 145-152.

287. Хирт Дж., Лоте И. Теория дислокаций. М.: Атомиздат, 1972. 600 с.

288. Михайлова Л.П., Татмынгевский К.В. Механолюминесцентный преобразователь// Сборник тезисов докладов Международной НТК «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления «ДАТЧИК-93». Часть 2. Гурзуф, 1993. С. 227-228.

289. Макарова Н.Ю., Татмышевский К.В. Процесс преобразования в механо-люминесцентном сенсоре давления// Инженерная физика. 2006. №1. С. 1-6.

290. Майборода В.П., Кравчук A.C., Холин H.H. Скоростное деформирование конструкционных материалов. М.: Машиностроение, 1986. 264 с.

291. Ионов В.Н., Селиванов В.В. Динамика разрушения деформируемого тела. М.: Машиностроение, 1987. 272 с.

292. Нигматулин Р.И., Холин H.H. К модели упругопластической среды с дислокационной кинетикой пластического деформирования// Изв. АН СССР. МТТ. 1974. №4. С. 131-146.

293. Мещеряков Ю.Н. Об использовании дислокационной модели для описания ударно нагружаемых жесткопластических сред с упрочнением// Проблемы прочности. 1980. № 2. С. 120-124.

294. Гилман Дж. Микродинамическая теория пластичности// Микропластичность. Сб. науч. работ. М.: Металлургия, 1972. С. 18-37.

295. Нигматулин Р.И., Холин H.H. Дислокационная кинетика сверхпластичности и ползучести металлов // Доклады АН СССР. 1976. Т.231, № 2. С. 303-306.

296. Александров Л.Н., Зотов М.И. Внутреннее трение и дефекты в полупроводниках. Новосибирск: Наука, 1979. 96 с.

297. Веревкин Ю.Н. Электролюминесцентные устройства судовой автоматики. Л.: Судостроение, 1966. 150 с.

298. Справочник конструктора оптико-механических приборов / Под ред.

299. B.А.Панова. М.: Машиностроение, 1980. 456 с.

300. Испытательная техника: Справочник. Кн. 1. / Под ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 1982. 528 с.

301. Кривцов A.M., Морозов Н.Ф. О механических характеристиках нано-размерных объектов// ФТТ. 2002. Т. 44, № 12. С. 2158-2163.

302. Зайченко С.Г., Глезер A.M. Дисклинационный механизм пластической деформации нанокристаллических материалов//ФТТ. 1997. Т. 39, № 11.1. C. 2023-2028.

303. Дьяконов В. MATLAB: Учебный курс. СПб.: Питер, 2001. 560 с.

304. Гавриленко В.И., Грехов A.M., Корбутяк Д.В., Литовченко В.Г. Оптические свойства полупроводников: Справочник. Киев: Наукова думка, 1987. 608 с.

305. Воронкова Е.М., Гречушников Б.Н, Дистлер С.А., Петров И.П. Оптические материалы для инфракрасной техники. М.: Наука, 1965. 335 с.

306. Францевич И.Н., Воронов Ф.Ф., Бакута С.А. Упругие постоянные и модули упругости металлов и неметаллов: Справочник. Киев: Наукова думка, 1982. 286 с.

307. Татмышевский К.В., Макарова Н.Ю. Механолюминесцентный сенсорный элемент: математическая модель и расчет выходных оптических сигналов// Проектирование и технология электронных средств. 2004. № 1. С. 2-8.

308. Татмышевский К.В. Механолюминесцентный чувствительный элемент: математическая модель и основные характеристики //Датчики и системы. 2005. № l.C. 10-15.

309. Татмышевский K.B. Расчет выходных оптических сигналов механолю-минесцентных чувствительных элементов// Известия вузов. Приборостроение. 2008. Т.51. № 7. С. 55-60.

310. Макарова Н.Ю. Сенсорные устройства очувствления экстремальных роботов на основе механолюминесцентных датчиков давления: Дис. .канд. техн. наук. Владимир, 2006. 202 с.

311. Гольдсмит В. Удар и контактные явления при средних скоростях// Физика быстропротекающих процессов. Сб. научных трудов Т. 2. М.: Мир, 1971. С. 153-201.

312. Зукас Дж. А., Николас Т., Свифт Х.Ф. и др. Динамика удара. М.: Мир, 1985. 296 с.

313. Уржумцев Ю.С., Майборода В.П. Технические средства и методы определения характеристик конструкций из полимеров. М.: Машиностроение, 1984. 168 с.

314. Ахмадеев Н.Х., Болотнова Р.Х. Распространение волн напряжений в слоистых средах при ударном нагружении (акустическое приближение)// ПМТФ. 1985. №1. С. 125-133.

315. Петушков В.Г., Степанов Г.В. Некоторые закономерности распространения продольных упругих напряжений в стержнях// Проблемы прочности. 1971. № 1.С. 78-81.

316. Николас Т. Анализ применимости метода разрезного стержня Гопкин-сона при исследовании материалов, характеристики которых зависят от скорости деформации/ЛПрикладная механика. 1969. №3. С.288-294.

317. Макарова Н:Ю:, Татмышевский К.В. Стенд для экспериментального исследования механолюминесцентных датчиков импульсного давления// Приборы и техника эксперимента. 2006. Т.49. № 1. С. 135-141.

318. Сю Н.П. О коэффициенте усиления волн напряжения в сплошных усеченных конусах// Прикладная механика. 1968. № 4. С. 229-231.

319. Батуев Г.С., Голубков Ю.В., Ефремов А.К., Федосов A.A. Инженерные методы исследования ударных процессов. М.: Машиностроение, 1985. 324 с.

320. Ракошиц Г.С. Электроимпульсная штамповка. М.: Высш. школа, 1990. 191 с.

321. Андреев А.Н., Бондалетов В.Н. Индукционное ускорение проводников и высокоскоростной привод//Электричество. 1973. №10. С.36-41.

322. Бондалетов В.Н., Иванов E.H., Калихман С.А. и др. Метание проводников в сверхсильном импульсном магнитном поле // Сверхсильные магнитные поля. Физика. Техника. Применение. Сб. научных статей. М.: Наука, 1984. С. 234-238.

323. Бондалетов В.Н., Иванов E.H. Бесконтактное индукционное ускорение проводников до гиперзвуковых скоростей//ПМТФ. 1975. №5. С. 110-115.

324. Семенович M.JI. Магнитно-импульсный (индукционно-динамический) высокоскоростной привод для устройств испытания изделий на ударное воздействие. Автореф. дис. . канд. техн. наук. Владимир, ВлГУ, 2003. 18 с.

325. Татмышевский К.В., Козлов С.А. Магнитно-импульсные установки для испытаний изделий авиакосмической техники на ударные воздействия// Авиакосмическое приборостроение. 2005. № 12. С.52-57.

326. Татмышевский К.В., Козлов С.А., Григорьев A.C. Магнитно-импульсные метательные устройства для воспроизведения в лабораторных условиях высокоскоростных ударных воздействий// Приборы и техника эксперимента. 2008. Т.51. № 3. С.448-455.

327. Башарин Г.Л., Татмышевский К.В. Выбор размеров преграды при испытании датчиков импульсного давления методом обращенного пуска// Сб.науч. тр. ЛМИим. Д.Ф. Устинова. Серия 7. Л.: ЛМИ, 1988. С. 45-51.

328. Татмышевский К.В., Козлов С.А., Семенович М.Л. Магнитно-импульсные метательные установки для ударных испытаний взрыва-тельных устройств боеприпасов и средств бронезащиты// Известия РАРАН. 2005. № 4. С.22-31.

329. Гришин В.К., Живописцев Ф.А., Иванов В.А. Математическая обработка и интерпретация физического эксперимента. М.: МГУ, 1988. 318 с.

330. Максимей И.В. Имитационное моделирование на ЭВМ. М.: Радио и связь, 1988. 232 с.

331. Мелник М. Основы прикладной статистики. М.: Энергоатомиздат, 1983. 416 с.

332. Макарова Н.Ю., Татмышевский К.В. Механолюминесцентные, сенсоры импульсного давления: результаты экспериментального исследования// Проектирование и технология электронных средств. 2005. № 2. С. 2-8.

333. Татмышевский К.В. Контактные датчики ударных воздействий на основе явления механолюминесценции // Известия РАРАН. 2004. №3. С. 114123.

334. Татмышевский К.В. Классификация и особенности применения механо-люминесцентных датчиков давления // Датчики и системы. 2004. № 12. С. 30-33.

335. Казанцев Г.Д., Курягин М.И., Пустынский И.Н. Измерительное телевидение. М.: Высшая школа, 1994. 288 с.

336. Системы технического зрения: Справочник / Под ред. В.И. Сырямкина, B.C. Титова. Томск: МГП «РАСКО», 1992. 376 с.

337. Павловский В.Е., Шишканов Д.В. Исследование динамики и синтез управления колесными аппаратами с избыточной подвижностью Электронный ресурс.// Препринты ИПМ им. М.В.Келдыша. 2006. №12. 28 с. URL://www.keldysh.ru/papers/2006/prepl2/prep200612.html.

338. Lauria М., Piguet Y., R. Siegwart. Octopus an autonomous wheeled climbing robot. // Proc. of 5 th Int. Conf. on Climbing and Walking Robots CLA-WAR'2002, France, September 2002. Paris. 2002. P.315-322.

339. Иванов А.П. Прочность оптических материалов. JI.: Машиностроение, 1989. 144 с.

340. Дентон Т. Автомобильная электроника. М.: НТ Пресс, 2008. 576 с.

341. Хартли Р.В.Л. Передача информации / Теория информации и её приложения. Сб. научных статей. М.: Физматгиз, 1959. С. 5-35.

342. Коган И.М. Прикладная теория информации. М.: Радио и связь, 1981. 216 с.

343. Иванов А.П., Предко К.Г. Оптика люминесцентного экрана. Минск: Наука и техника, 1984. 271 с.

344. Мирошников М.М. Теоретические основы оптико-электронных приборов. Л.: Машиностроение, 1977. 600 с.

345. Ушкар М.Н. Микропроцессорные устройства в радиоэлектронной аппаратуре. М.: Радио и связь, 1988. 128 с.

346. Волков Е.Б., Дворкин В.З., Прокудин А.И. и др. Технические основы эффективности ракетных систем. М.: Машиностроение, 1989. 256 с.

347. Купер Дж., Макгиллем М. Вероятностные методы анализа сигналов и систем. М.: Мир, 1989. 376 с.

348. Ибатуллин Э.А. Электромагнитная совместимость и помехоустойчивость информационных систем. Казань: Изд. КГУ, 1989. 152 с.

349. Пугачев B.C. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Наука, 1979. 324 с.

350. Арутюнов П.А. Теория и применение алгоритмических измерений. М.: Энергоатомиздат, 1990. 256 с.

351. Актом подтверждается использование в научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработках ФГУП "НИИ "Поиск" результатов указанной диссертационной работы К.В. Татмышевского.

352. В научно-исследовательских работах нашего предприятия также были использованы разработанные К.В. Татмышевским методики высокоскоростных ударных испытаний датчиков импульсного давления с помощью магнитно-импульсной метательной установки.

353. Считаем, что результаты проведенных работ актуальны для отечественной оборонной промышленности и представляют интерес для предприятий-изготовителей робототехнических систем специального назначения.1. Начальник НИО 26, к.т.н.

354. Заведующий лабораторией -зам. начальника НИО 28, к.т.н.1. В.А. Брагин

355. Актом подтверждается использование в научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработках ФГУП «ФНПЦ «Прибор» результатов указанной диссертационной работы К.В. Татмышевского.

356. В научно-исследовательских работах ФГУП «ФНПЦ «Прибор» также были использованы разработанные К.В. Татмышевским методики высокоскоростных ударных испытаний датчиков импульсного давления с помощью магнитно-импульсной метательной установки.

357. Данным актом подтверждается использование в научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах ФГУП ВПО «Точмаш» результатов диссертационной работы К.В. Татмышевского.

358. В научно-исследовательских работах нашего предприятия также были использованы разработанные К.В. Татмышевским методики высокоскоростных ударных испытаний датчиков импульсного давления.gjfi) ОАО «НИКТИД»

359. Данным актом подтверждается использование в научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах ОАО «НИКТИД» результатов диссертационной работы К.В. Татмышевского.

360. В настоящее время разработан комплект технической документации на датчик и изготавливается опытная партия для проведения дальнейших испытаний.

361. Председатель НТС, к.т.н. Маслов В.А1. АКТоб использовании результатов диссертационной работы докторанта кафедры

362. Приборостроение и информационно-измерительные технологии» К.В. Татмышевского «Научные основы расчета и проектирования механолю-минесцентных чувствительных элементов датчиков импульсного давления»I

363. Учебному пособию Татмышевского К.В. «Механолюминесцентные сенсорные элементы. Основы теории, расчета и вопросы проектирования» присвоен гриф УМО по образованию в области приборостроения и оптотехники.

364. Заведующий кафедрой «Приборостроение и информационно-измерительные технологии» д.т.н., профессор

365. Текст программы для расчёта выходных оптических сигналов механолюминесцентных чувствительных элементов в зависимости от параметров входных импульсов давления

366. Текст программы в системе MATLAB Соответствующие формулы математической моделиfunction deformation

367. ВЫЧИСЛЕНИЕ РЕАКЦИИ СЕНСОРНОГО

368. ЭЛЕМЕНТА МЕХАНОЛЮМИНЕСЦЕНТНОГО1. ДАТЧИКА

369. НА МЕХАНИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА1. ПРИМЕРЕ МЕХАНОЛЮМИНОФОРА1. ZnS:Mn,Cuпс КОЛИЧЕСТВО ЦЕНТРОВ СВЕЧЕНИЯ В ОДНОМ МОНОСЛОЕ V N = С • Vnnc=C*vl

370. С ОБЪЕМНАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ ЦЕНТРОВ СВЕЧЕНИЯ, 1/м3 v квп ^ц.с Рмлм-^А м отмлм1. C=p*NA*k/Mprvl ОБЪЕМ МОНОСЛОЯ, м3vl=ds*s*kvр ПЛОТНОСТЬ МЕХАНОЛЮМИНОФОРА,кг/м3

371. NA ЧИСЛО АВОГАДРО, 6.'022е23 1/моль

372. Kb КОНЦЕНТРАЦИЯ ЛЕГИРУЮЩЕЙ

373. ПРИМЕСИ, ВЫРАЖЕННАЯ В ВЕСОВЫХ ПРО-1. ЦЕНТАХ

374. Текст программы в системе МАТЬАВ Соответствующие формулы математической модели

375. Кш КОНЦЕНТРАЦИЯ ЛЕГИРУЮЩЕИ

376. ПРИМЕСИ, ВЫРАЖЕННАЯ В Г* АТОМ/МОЛЬшЗ МОЛЯРНАЯ МАССА ЛЕГИРУЮЩЕГО1. КОМПОНЕНТА(к СРЕДНИЙ ДИАМЕТР ЧАСТИЦ ПО-1. РОШКА ЛЮМИНОФОРА, м

377. Б ПЛОЩАДЬ ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕ-1. МЕНТА, мм2ку КОЭФФИЦИЕНТ ОБЪЕМНОЙ УПА-1. КОВКИр=4102;1. КА=6.022е23;к=0.01;т3=54.94е-3;1. C=p*NA*k/mЗ;1. Ь=10е-6;8=1е-6;ку=0.6;пс=С*у1;328 Продолжение табл.

378. Текст программы в системе MATLAB Соответствующие формулы из математической модели

379. DEL ПАРАМЕТР, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИМ Зл2 т* А — (п ^ зп 2 еаб1. ЭНЕРГИЮ ПОЛЯРИЗАЦИИ 2 Мяч

380. КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКИ, Джш ЭФФЕКТИВНАЯ МАССА ЭЛЕКТРОНА, кг % М МАССА ЭЛЕМЕНТАРНОЙ ЯЧЕЙКИ 1. КРИСТАЛЛА, кг

381. OMEGA ШИРИНА ЗАПРЕЩЕННОЙ ЗОНЫ,1. Дж hw ДЕБАЕВСКАЯ ЭНЕРГИЯ ФОНОНА, 0,044эВ=7,04е-21

382. Е ЭНЕРГИЯ ПОТЕНЦИАЛЬНОГО БАРЬЕРАш=3.55е-31; 1. М=6.51е-25; hw=7.04e-21; omega=23.2e-19; 1. Е=5.44е-19; del=3*m*E*(pi*omega/hw)A2/(2*M);

383. Текст программы в системе МАТЬАВ

384. Соответствующие формулы математической модели

385. О ПАРАМЕТР, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИМ ДИСПЕРСИЮ ЭНЕРГИИ ЭЛЕКТРОНА, Дж % Т - АБСОЛЮТНАЯ ТЕМПЕРАТУРА, К % С1 - СКОРОСТЬ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПРОДОЛЬНЫХ ВОЛН В КРИСТАЛЛЕ, м/с % кЬ - ПОСТОЯННАЯ БОЛЬЦМАНА, 1.38е-23 Дж/К

386. ТО -ДЕБАЕВСКАЯ ТЕМПЕРАТУРА, К2ДГ при к Т > Ь. со2 АЙю т Ьс1=—Г—1+