Сверхъестественное

оценки эффективности. Например, для интервала t2= 120 мин мы получаем ожидаемое l =

13,341 μA и фактическое l = 13,258 μA.

Погрешность этого измерения складывается из нескольких факторов: систематической

погрешности измерения малых токов, изменения Δl, вызванного колебаниями температуры за

время t2 (их можно оценить по уровню флюктуации температуры), и случайные погрешности,

вызванные прочими факторами (например механическими воздействиями). В общем, мы

можем оценить систематическую погрешность на уровне <0,5% и случайную погрешность

на уровне 0,1%.

Жидкостные сенсоры: высокочастотная кондуктометрия

Этот тип сенсоров также измеряет проводимость измерительной жидкости, однако

другим методом — с помощью высокочастотной неконтактной кондуктометрии. Основой

сенсорного эффекта являются процессы молекулярной и ориентационной поляризации

диполей воды в объёме жидкости [485; 486]. Используются два независимых LC-осциллятора

Колпитта (LC Colpitts oscillator) с высокочастотным, до 1 ГГц, транзистором в схеме с общим

коллектором. Осцилляторы настроены на частоты между 10 МГц и 30 МГц. Измерительные

жидкости встроены в конструкцию осцилляторов. Аналоговые части экранированы и

выполнены в отдельных блоках, цифровая часть выполнена на чипе PSoC 5 CV8C5588AXI-

060 с тактовой частотой 75 МГц (стабилизирована кварцевым резонатором). Изменения,

вызванные действием «высокопроникающего излучения», детектируются как изменения

частоты. Цифровая часть осуществляет функцию частотомера, аналого-цифрового

преобразователя для датчика температуры и поддерживает USB-интерфейс. Схема может

работать в режиме дифференциального датчика или же в режиме двух разночастотных

датчиков. Поскольку сенсор имеет только небольшую нелинейность при малых изменениях

температуры, считывание показаний происходит относительно линейной экстраполяции

динамики изменения частоты.

Рис. 92. Изменения частоты высокочастотного кондуктометрического сенсора во время

эксперимента со светодиодным генератором. Данные из работы [221]. Серой полосой

показано время действия генератора, расстояние между генераторами и детекторами 0,4

метра.

На рис. 92 показаны результаты тестов реакции индуктивного сенсора на воздействие

светодиодного генератора. Ожидаемые значения частот — 24,24561 МГц и 24,24573 МГц,

фактические значения частот 24,24553 МГц и 24,24565 МГц соответственно.

Систематическая погрешность этого метода зависит от двух факторов: а) качества

температурной изоляции датчиков и б) эффективности преобразования

«высокопроникающего излучения» в электрические параметры. Поскольку большой

статистики для фактора б) ещё нет, на основании повторных измерений с одним и тем же

источником излучения можно оценить эту погрешность на уровне <1%. Случайная

погрешность измерения частоты низкая, для чипа PSoC 5 находится на уровне 0,01%.

Жидкостные сенсоры: дифференциальная pH-метрия

Помимо кондуктометрических методов, другой класс методов анализа жидкостей, так

называемая потенциометрия, также хорошо подходит для измерения эффектов

«высокопроникающего» излучения.

В ряде источников [442; 487; 488] указывалось на изменение pH и окислительно-

восстановительного потенциала. Поскольку эти измерения являются классическими

средствами физико-химического анализа, был разработан специализированный прибор для

pH-измерений с «высокопроникающим» излучением.

Два полностью идентичных канала измерительной системы на основе модуля MU2.0

были сконфигурированы для единичного или дифференциального измерения pH. Благодаря

необычным характеристикам MU2.0 прибор в состояли измерять кислотно-основные

изменения в тестовых Жидкостях на уровне 10-5 — 10-7 pH, что недоступно для большинства

других приборов.

Основные области применения — долговременные лабораторные и полевые измерения

с малыми и сверхмалыми изменениями pH. Инженерный прототип прибора показан на рис.

93.

Рис. 93. Прецизионный дифференциальный USB-pH-метр на основе MU2.0 (инженерный

прототип).

Структура экспериментов показана на рис. 94. pH-электроды находятся в термостатах 1

и 2. Присутствуют 4 химически одинаковые жидкости в одинаковых контейнерах: 2

измерительные жидкости и 2 тестовые жидкости. Воздействие происходит на тестовую

жидкость, измерения производятся в измерительных жидкостях. Иными словами, происходят