|
|
Návrh experimentálního pracoviště pro analýzu baterií
Kvasnička, Karel ; Sedlák, Petr (oponent) ; Majzner, Jiří (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá tvorbou experimentálního pracoviště pro analýzu baterií. Pro určení stavu baterie je nutné provést měření napětí a proudu při vybíjení a nabíjení, aby bylo možné zjistit kapacitu a celkovou kondici baterie. Parametry baterií se mění stářím nebo používáním. Existuje mnoho typů baterií, které se člení do dvou základních kategorií, na baterie primární a baterie sekundární. Jejich vlastnosti se různí v závislosti na použitých materiálech a výrobních postupech. Pro testování baterií bylo sestaveno experimentální pracoviště vybavené regulovatelným zdrojem, elektronickou zátěží, měřící jednotkou a bezpečnostními prvky, které umožňují zkoušet různé typy baterií. Měření je automatizováno pomocí řídícího počítačového programu.
|
|
|
Studium degradace isolační vrstvy Ta2O5
Velísek, Martin ; Majzner, Jiří (oponent) ; Sedláková, Vlasta (vedoucí práce)
Ve své práci se zaměřuji na studium izolační vrstvy Ta2O5 požité jako dielektrikum v tantalových kondenzátorech. Kondenzátor zapojený v normálním módu představuje strukturu typu MIS zapojenou v závěrném směru. Zbytkový proud součástkou lze podle mechanismu přenosu náboje rozdělit na několik složek: ohmickou, Poole-Frenkelovu, tunelovou a Schottkyho. Sestavil jsem aparaturu pro měření časových závislostí zbytkového proudu za zvýšené teploty, na které jsem prováděl žíhání tří sérií tantalových kondenzátorů od různých výrobců při teplotě 400 K a jmenovitém napětí 35 V po dobu více než 20-ti dnů. Z vyhodnocení časových závislostí plyne, že zbytkový proud se za zvýšené teploty v elektrickém poli s časem mění v důsledku pohybu iontů, přičemž dochází k ovlivnění jednotlivých složek zbytkového proudu. Pohybem iontů se myslí jejich drift vlivem přiloženého elektrického pole a difuze v důsledku gradientu koncentrace. Po žíhání vzorků po dobu cca 2 x 106 s jsem prováděl regeneraci zbytkového proudu při napětí 5 V po dobu 106 s. Hodnoty zbytkových proudů po žíhání výrazně narostly a po regeneraci opět klesly téměř na výchozí úroveň, u některých vzorků dokonce na úroveň nižší než výchozí. Z VA charakteristik před i po stárnutí a po procesu „regenerace“ plyne, že dojde nejen ke změně parametrů jednotlivých složek proudu, ale i ke změně mechanismu vedení proudu.
|
|
|
Levné zařízení pro neinvazivní detekci průtoku krve
Mívalt, Filip ; Majzner, Jiří (oponent) ; Sedlák, Petr (vedoucí práce)
Měření průtoku krve využitím Dopplerova jevu je hojně využívaná metoda pro posuzování stavu cév. Touto metodou mohou být diagnostikovány patologie jako stenóza, aneurysma, či žilní nedostatečnost. V posledních letech byly zavedeny přístroje využívající Dopplerův jev také do veterinární medicíny. Zde jsou využívány například pro měření periferního krevního tlaku koček na ocasu nebo končetině. Tato práce se zabývá návrhem a realizací prototypu zařízení pro detekci průtoku krve pomocí Dopplerova jevu. Navržené a realizované zařízení využívá nízkonákladovou dopplerovskou sondu. Průtok krve je detekován na základě analýzy diskrétního výkonového spektra analogově předzpracovaného a následně digitalizovaného výstupního signálu Cílem práce je navrhnout a realizovat zařízení pro neinvazivní detekci průtoku krve. Práce má demonstrovat možnost využití platformy Arduino a levných vaskulárních dopplerovských sond jako alternativu drahým Dopplerovským zařízením.
|
|
|
Experimental setup for measurements of temperature dependecies
Riško, Miroslav ; Sedlák, Petr (oponent) ; Majzner, Jiří (vedoucí práce)
The goal is to build an experimental setup for the measurements of temperature dependencies of the electrical and noise characteristics of PZT ceramic samples and QCM sensors. The functional older cryostat was used as central part and the experimental setup was completed using instruments for temperature and vacuum measurements and DC power supply. The software for the setup control was programed in Matlab enviroment.
|
|
|
Transportní a šumové charakteristiky MIS struktury s aplikací na niob-oxidové kondenzátory
Velísek, Martin ; Majzner, Jiří (oponent) ; Sedláková, Vlasta (vedoucí práce)
Cílem mé práce bylo studium vlastností niob-oxidových kondenzátorů. Kondenzátor typu NbO – Nb2O5 – MnO2 představuje strukturu typu MIS, kde anoda z NbO má kovovou vodivost a burel z MnO2 je polovodič. Kondenzátor zapojený v normálním módu představuje strukturu typu MIS zapojenou v závěrném směru, kdy přiložené napětí zvyšuje potenciálovou bariéru mezi polovodičem a izolantem. Zbytkový proud izolační vrstvou je určený Ohmickou vodivostí, Poole-Frenkelovou vodivostí a tunelováním. Při nízké intenzitě elektrického pole je dominantní Ohmická vodivost a Poole-Frenkelův mechanismus transportu náboje, při vyšší intenzitě elektrického pole je proud určen tunelováním. Na základě modelování naměřených VA charakteristik lze odhadnout efektivní tloušťku dielektrika Nb2O5 a určit podíl Poole-Frenkelova a tunelového proudu na transportu náboje.
|
|
|
Elektronický šum piezokeramických snímačů akustické emise
Majzner, Jiří ; Šikula, Josef (vedoucí práce)
V práci je provedena analýza elektrických a šumových charakteristik piezokeramických snímačů akustické emise a cílem je analyzovat a navrhnout optimalizaci poměru signál/šum. Výchozím bodem je objasnění vzniku šumu ve snímačích akustické emise. Fluktuace napětí je způsobena mechanickými kmity dipólů v důsledku jejich interakce s fonony. Frekvence kmitů dipólů má statistické rozdělení a celková energie těchto kmitů je úměrná teplotě. Statistické rozdělení frekvence kmitů pak vede ke vzniku spektrální hustoty šumu, která je v nízkofrekvenční oblasti typu 1/f. Mírou interakce mezi fonony a elektrickými dipóly je imaginární složka susceptibility, která souvisí s přeměnou elektrické energie na mechanickou energii kmitů. Tento proces je ireverzibilní a závažný teoretický problém spočívá v tom, zda i v případě snímačů akustické emise lze popsat fluktuační procesy na základě Callenova-Weltonova fluktuačně disipačního teorému. Protože se jedná o tepelné kmity dipólů, očekává se, že i v této soustavě by se měl též objevit generačně-rekombinační šum. V práci je řešen vliv reálné a imaginární složky susceptibility na elektrické a šumové charakteristiky, je popsán rozptyl elektrické energie, který je charakterizován imaginární složkou susceptibility a dále popsána její souvislost s výkonovou spektrální hustotou šumu. Protože základem těchto procesů je interakce elektrických dipólů s fonony, jsou v práci popsány teplotní závislosti ekvivalentního sériového odporu a výkonové spektrální hustoty šumového napětí. Tuhost piezokeramiky se významě podílí na vzniku rezonancí, a proto byl řešen problém vlivu tlaku na šumové charakteristiky snímače. Zvýšení poměru signál/šum vyžaduje zvětšování průřezu piezokeramického vzorku při zachovaní stejné tloušťky. Protože jak šumová spektrální hustota tak citlivost jsou přímo úměrné tloušťce piezokeramického vzorku, proto poměr šumové spektrální hustoty a citlivosti nezávisí na tloušťce vzorku. Protože šumové napětí je přímo úměrné odmocnině ze spektrální hustoty a šířky pásma, proto poměr napětí na snímači k šumovému napětí roste s odmocninou z tloušťky. Pro vysoký poměr signál/šum je nezbytné minimalizovat šířku pásma zesilovače signálu. Výkonová spektrální hustota šumového napětí roste s rostoucí teplotou, přičemž při teplotě 300 K je aktivační energie 20 meV a při teplotě 400 K je aktivační energie 80 meV. S rostoucím tlakem se výkonová spektrální hustota planárních kmitů snižuje a současně se rezonanční frekvence zvyšuje. Šířka křivky normované spektrální hustoty roste s tlakem pro planární kmity, zatímco pro tloušťkové kmity se nemění. Aby bylo možné posoudit vliv elektrické polarizace piezokeramiky na elektrické a šumové charakteristiky bylo provedeno experimentální studium těchto závislostí na vzorcích bez polarizace a pro vzorky polarizované elektrickým polem o intenzitě Ep = 500 V/mm a 1000 V/mm. Vzorky bez polarizace vykazují pouze šum typu 1/f v souladu s Callenovým-Weltonovým teorémem. Polarizace vede ke vzniku planárních a tloušťkových kmitů a výkonová spektrální hustota fluktuace napětí na elektrodách je přímo úměrná teplotě, nepřímo úměrná imaginární složce permitivity, ploše vzorku S a frekvenci f.
|
|
| |
|
|
Odhad parametrů prvků v náhradním elektrickém obvodě piezoelektrického rezonátoru
Ryšavý, Lukáš ; Majzner, Jiří (oponent) ; Sedlák, Petr (vedoucí práce)
V rámci této práce je vytvořeno jednoduché měřící pracoviště včetně řídícího softwaru pro odhad parametrů jednotlivých prvků v Masonově náhradním elektrickém obvodě piezoelektrického rezonátoru. Na základě přímého měření vzorků jsou stanoveny hodnoty faktoru kvality rezonátoru, sériové a paralelní rezonance a hodnota odporu v sériové větvi, zbývající hodnoty jsou vypočteny. Software je implementován v prostředí C++ Builder. Experimentální stanovení parametrů náhradního obvodu a jejich ověření bylo provedeno na několika vzorcích krystalových a keramických rezonátorů. Experimentálně naměřené křivky jsou v dobré shodě se simulovanými křivkami s nízkou hodnotou relativní chyby. Toto měřící pracoviště bude sloužit pro vědecké účely ústavu fyziky VUT FEKT.
|
|
|
Pyroelectric detector signal measurement and processing
Knápek, Alexandr ; Sedláková, Vlasta (oponent) ; Majzner, Jiří (vedoucí práce)
The thesis analyzes the physical properties of the pyroelectric sensors and its practical use. Essential part of the work is the design and realization of the measuring set-up, which is used for the measurements of the sensors physical properties. With this workbench, main parameters of the pyroelectric sensors have been obtained. The second part of the work deals with a low noise preamplifier designing. This device was designed for the pyroelectric sensor signal measurements. The amplifier is designed to be used for a low noise, wide band measuring. During the process of amplifier designing, all the noise components have been investigated separately, using operational amplifiers models. The objective of the last part of this work is to develop the system, which would be able to localize an infrared (IR) emitting source located somewhere in the space between the installed pyroelectric sensors. For this purpose, classical localization methods could be used as well as the artificial neural networks (ANN), which are becoming still more popular these days. The system is able to detect the exact placement of the IR radiation source.
|
|
|
Teplotní závislost elektronického šumu piezokeramických snímačů
Shromáždil, Petr ; Rampl, Ivan (oponent) ; Majzner, Jiří (vedoucí práce)
Cílem diplomové práce s názvem Teplotní závislost elektronického šumu piezokeramických snímačů je navrhnout pracoviště pro měření teplotní závislosti šumu piezokeramického snímače. V programové části je navržena aplikace pro řízení procesu měření. Teoretická část je zaměřena na vlastnosti materiálů pro výrobu piezokeramických snímačů. Zde jsou popsány základní jevy, které se uplatňují při jevech souvisejících s příčinou vzniku piezoelektrického jevu a materiálovou strukturou. Další část práce se zabývá technologií výroby zkoumané piezokeramiky. Jsou zde také popsány vlastnosti a chování tuhých roztoků typu PbZrO3 – PbTiO3. Dále jsou zde popsány nedestruktivní metody zkoušení materiálů. Pozornost je zaměřena na metodu akustické emise. Praktická část se zabývá realizací pracoviště a programovým vybavením. Zkoumaným vzorkem je PZT snímač akustické emise vyrobený z piezokeramického materiálu PCM-51. Nachází se ve válcové komoře, která je vytápěna pomocí zdroje stejnosměrného proudu. Měření teploty je realizováno pomocí měřící ústředny. Výsledky měření jsou ukládány do počítače, kde jsou následně zpracovány v programovém prostředí MATLAB. Výsledkem je frekvenční závislost výkonové spektrální hustoty šumového napětí SU. Z této charakteristiky jsou zhotoveny závislosti velikostí a polohy rezonančních špiček při měřených teplotách.
|
host ::
RSS.