В работе рассматривается решение актуальной научно-технической задачи разработки датчика угла наклона, предназначенного для автоматизированного учета положения оптических и оптоэлектронных систем. Принцип действия датчика угла наклона или инклинометра заключается в измерении направления ускорения свободного падения в системе координат, связанной с целевым объектом, что позволяет вычислить углы отклонения вертикальной оси объекта от идеального положения. Емкостные датчики измеряют угол наклона за счет контроля изменения емкости из-за внешнего воздействия и зачастую имеют довольно простую конструкцию. В данной работе рассматривается конструкция датчика, в которой используется металлический шар, перемещающийся в диэлектрической трубе, с закрепленными на ней электродами. Для проведения исследований возможностей оптимизации устройства был разработан макет, на котором было проанализировано изменение емкости в зависимости от размеров шара, диаметра трубы и формы электродов. Важной целью данного исследования являлось определение оптимального диаметра шара внутри диэлектрической трубы для получения самых заметных изменений емкости. Наилучшие результаты были получены при использовании металлического шара с диаметром, немного уступающим диаметру диэлектрической трубы. Для измерения емкости можно использовать преобразование «емкость–частота» с последующим измерением последней с применением микроконтроллера. Получаемые значения емкости очень малы, что приводит к существенному влиянию любых соединительных проводов и требует уменьшения расстояния между первичным преобразователем и схемой обработки сигнала, что может быть достигнуто с применением технологий микромеханики и микроэлектромеханики и интегрированием всей конструкции датчика в один миниатюрный корпус. При этом при уменьшении размеров элементов первичного преобразователя очевидным образом снизится значение регистрируемой емкости, что в значительной мере будет осложнять ее преобразование в электрический сигнал.

Ключевые слова: угол наклона, электронный датчик, инклинометр, контроль положения, изменение емкости, первичный преобразователь, автогенератор, миниатюризация

2.2.8 - Методы и приборы контроля и диагностики материалов, изделий, веществ и природной среды , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами

В работе рассматриваются вопросы моделирования процессов поглощения лазерного излучения при контакте с биообъектом, приводящим к значительному росту температуры в зоне взаимодействия. Для органических тканей при росте температуры выше некоторого значения начинается их повреждение, а далее наблюдаются процессы разрушения. С увеличением скорости перемещения лазерного луча по поверхности ширина разреза и уровень травматичности уменьшаются, так как уменьшается время взаимодействия излучения с тканью. В работе рассматриваются различные модели для проведения расчетов: с использованием сложных соотношений с учетом толщины или с применением выражений для объекта полубесконечной толщины. Также исследуются закономерности роста средней температуры и процесса установления теплового баланса на поверхности тела в зависимости от параметров импульсов лазерного излучения.

Ключевые слова: компьютерное моделирование, медицинский лазер, лазерный разрез, биологические ткани, температурное поле, уровень травматичности, пакет импульсов, скорость перемещения

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ