Датчики и системы, № 3 , 2001 г.
С О Д Е Р Ж А Н И Е
Теория и проектирование датчиков, приборов и систем
Краснова С.А. Скользящие режимы в задаче оценивания переменных воздушного тракта ДВС……………………………………………………….2
В разомкнутом контуре воздухоподачи двигателя внутреннего сгорания решена задача оценки переменных воздушного тракта (в том числе, циклового наполнения) по показаниям датчика давления во впускном трубопроводе. Использован метод разделения движений в задачах синтеза асимптотических наблюдателей состояния. В замкнутом контуре управления топливоподачей произведена дополнительная коррекция вычисленного значения циклового наполнения по показаниям датчика состава отработавших газов.
Krasnova S.A. Zero-overshoot responses in the problem of estimating air channel variables in internal-combustion engine
The paper’s objective is to estimate air channel variables (including the air charge in the individual cylinders of a four cylinder) of internal-combustion engine based on measurements from a single sensor located in the intake manifold. Dynamic air flow model is described by a system of nonlinear differential equations of the fifth order. The model also takes into account valves overlap phenomenon. The solution is based on the motions separation technique in the class of systems with discontinuous controls (zero-overshoot responses) applied to nonlinear state observer design. This approach allows separating a multivariate problem of observer syntheses on independently formulated elementary subproblems and getting the estimates of air tract variables in the open air flow system. For ensuring the robustness against parameter variations, additional correction of the air charge estimate is made in the closed loop subject to the l -sensor reedings.
Вороничев П.П., Менгазетдинов Н.Э. Инкрементные емкостные преобразователи перемещений………………………………………………………………..6
Рассматривается принцип действия инкрементных преобразователей. Предложен емкостной преобразователь перемещений с оригинальной формой электродов, отличающийся повышенной линейностью преобразования: перемещение – число. Предложено устройство, реализующее процедуру измерения перемещения на основе измерения фазы пространственной волны.
Voronichev P.P., Mengazetdinov N.E. Incremental capacitive displacement transducers
The operation principle of incremental displacement transducers is considered. A capacitive transducer with original electrode shape is offered, which provides high linearity of transducer function. Displacement measurement on the basis of a spatial wave phase measurement device is also proposed.
Демин В.В., Максимов В.Г., Половцев И.Г. Особенности описания базовых измерительных систем профилометрии……………………………………….12
Рассмотрены базовые методы измерения профиля поверхности, в которых измерительная база выполняет функцию фильтра пространственных частот. Даны рекомендации по решению проблем обработки сигналов с помощью трехточечной симметричной базовой измерительной системы.
Dyomin V.V., Maximov V.G., Polovtsev I.G. Some features of base measurement systems description in profilometry
Base techniques of surface profile measurement, where gage base acts as spatial frequency filter, are considered. Some recommendations on solving signal processing problems with the help of three-point symmetric base measurement system are made.
Афонин С.М. Преобразование энергии пьезодвигателем наноперемещений…..16
Исследованы преобразование энергии пьезодвигателем нано- и микроперемещений для оборудования, используемого в нанотехнологии и микроэлектронике , и также коэффициент полезного действия пьезодвигателя. Получены аналитические выражения для коэффициента полезного действия и его максимального значения.
Afonin S.M. Energy conversion of piezoengine for nanodisplacement
Energy conversion problems of nano- and microdisplacement piezoengine for the equipment applied in nanotechnology and microelectronics are discussed. Main features and principles of energy conversion in a nanodisplacement piezoengine are presented. Analytic expressions for the efficiency factor and for its maximum value are presented.
Морозов В.И. Динамические свойства датчика быстрых угловых перемещений источника излучения…………………………………………18
Предложена математическая модель датчика угловых перемещений источника излучения (ИИ) с непрерывной частотной модуляцией (ЧМ) оптического сигнала, позволяющая аналитически исследовать его динамику и точность без ограничений на характер перемещений ИИ в поле зрения прибора.
Morozov V. Dynamic features of a radiance source coordinator
A mathematical model is proposed of a coordinator of a radiance source with continuous optical frequency modulation through radial image transfer of point radiance source across radial-sector raster. The model allows analyzing the coordinator dynamics and its accuracy without any limits induced by the character of the radiance source movement within the viewing field of the coordinator. The coordinator characteristics depend on its transfer function and input signal. The paper demonstrates that the dynamic characteristics are realized by a two-dimensional element with differentiating direct antisymmetric cross-links.
Капезин С.В. Датчики механических величин с двойным акустическим преобразованием……………………………………..21
Рассмотрены новейшие разработки преобразователей на основе акустооптического эффекта. Описаны их принцип действия и структурные схемы.
Kapezin S.V. Mechanical quantity sensors with double acousto-optic conversion
Novel developments of acousto-optic effect based converters are considered. Their operation principle and structural diagrams are described.
Демин С.Б., Трилисский В.О. Магнитострикционные информационно-измерительные системы технологического оборудования…………………24
Рассматриваются принципы построения и методы кодирования параметров основных механических и теплотехнических технологических величин (ТВ) в магнитострикционных информационно-измерительных системах (МИИС) технологического оборудования.
Dyomin S.B., Trilissky V.O. Magnetostrictive information–measuring systems for process equipment
Design concepts and parameter coding techniques for basic mechanical and heat engineering quantities in magnetostrictive information–measuring systems for process equipment are considered.
Принципы и методы построения датчиков, приборов и систем
Кузнецов Л.А., Погодаев А.К., Бурцев В.Д. Автоматизированная система имитационного моделирования сложных производств…………………28
В статье рассмотрены основные принципы исследования производственных систем с помощью автоматизированной системы имитационного моделирования, описаны методы стандартизации моделей технологических процессов, выделены этапы моделирования и представлены возможные способы их применения.
Kuznetsov L.A., Pogodaev A.K., Burtsev V.D. An automated system for complex production simulation
The paper discusses basic principles of production system study with the help of an automated simulation system. The methods of process models standardization are described. Simulation stages are emphasized, possible ways of their application are presented.
Горелик А.Л., Дехтяренко А.Ю., Перепелицын Е.Г., Тимушев А.Г. Бортовая ИК система автоматического обнаружения линий электропередачи………32
Рассматривается проблема создания бортового программно-аппаратного комплекса летательных аппаратов, в частности, вертолетов, предназначенного для минимизации вероятности их столкновения с линиями электропередачи.
Gorelik A.L., Dekhtyarenko A.Yu., Perepelitsin E.G., Timushev A.G. An infrared airborn system for automatic power line detection
The problem is considered of developing an airborne hardware–software system for aircraft, especially for helicopters, intended for minimizing the probability of their collision with electric power lines.
Таллерчик Б.А., Егорова Т.Н. Позисторы для защиты приборов и систем…..35
Рассмотрено одно из перспективных направлений использования позисторов - терморезисторов с положительным температурным коэффициентом сопротивления (ПТКС) – в качестве термотоковых предохранителей многократного действия. Приводятся параметры и характеристики таких позисторов, в частности, вновь разработанных позисторов типа ТРП-20 и ТРП-25, а также некоторых экспериментальных позисторов.
Tallerchik B.A., Yegorova T.N. Posistors for device and system protection
A promising application of posistors – the positive temperature coefficient thermistors – as recoverable thermo-current safety devices is considered. Parameters and performance data of such posistors, in particular, of the newly developed ТРП-20 and ТРП -25 posistors, as well as of some experimental ones, are presented.
Безменов В.С., Ефремова Т.К., Тагаевская А.А. Пневматическая система весового дозирования жидких составов……………………………….38
Рассматривается один из вариантов схемы построения пневматической системы автоматического весового дозирования жидких составов переменной плотности. Система строится без использования промышленной весоизмерительной аппаратуры на основе барботажного измерителя веса дозы, установленного в мерной емкости дозирующего устройства.
Bezmenov V.S., Yefremova T.K., Tagaevskaya A.A. A pneumatic system for weight dosing of liquid mixtures
A variant of a pneumatic system design for weight dosing of liquid mixtures with variable density is considered. The system does not employ industrial weighing equipment based on the bubble meter of dose weight, which is located in the volumetric vessel of the batching devise.
Чаплыгин Э.И., Дьячков Е.А., Телица С.Г., Горюнов В.А. Повышение чувствительности термопневмопреобразователей дроссельного типа….40
Приведены результаты исследований, направленных на увеличение чувствительности термопневмопреобразователей дроссельного типа благодаря параллельному подключению "n" одинаковых модулей и выбору суммарного расхода в качестве меры температуры.
Chaplyghin E.I., Diachkova E.A., Telitsa S.G., Goryunova V.A. Improving the sensitivity of throttle-type thermo-pneumoconverters
The results of the research intended for improving the sensitivity of throttle-type thermo-pneumoconverters owing to parallel connecion of n equal modules and selection of total flowrate as the temparature measure are presented.
Галиев А.Л. Экономичный асинхронный дельта-модулятор…………………..…42
Рассмотрены схема, сравнительные характеристики и особенности работы высокоэкономичного асинхронного дельта-модулятора (ДМ), построенного на базе элементов цифровой логики и отличающегося предельной простотой, высокой линейностью модуляционной характеристики и широким динамическим диапазоном.
Galiev A.L. An efficient asynchronous delta modulator
Design, comparative performance and operation features of a high-efficient asynchronous delta modulator based on digitizing logic elements are considered. The device is notable for its utmost simplicity, high modulation linearity and wide dynamic range.
Моренко А.И., Тараканов Д.В. Исследование режимов вибрации агрегатов нефтеперекачивающих станций……………………………………44
Разработана математическая модель вибрации агрегатов нефтеперекачивающих станций (НПС). Проанализированы нелинейные вынужденные колебания и автоколебания роторных систем НПС на базе уточненных расчетных моделей, соответствующих реальным характеристикам рассеяния энергии при колебаниях. Разработаны рекомендации по устранению вибрации агрегатов НПС. Сконструирована регулируемая опора, с помощью которой возможна центровка осей роторов без остановки рабочего процесса.
Morenko A.I., Tarakanov D.V. Investigation of vibration modes of oil-transfer station units
A mathematical model for oil-transfer station (OTS) unit vibration is developed. Nonlinear forced and self-excited oscillations of rotating systems of OTS are analyzed on the basis of refined design models, which correspond to actual characteristics of oscillation energy dissipation. The recommendations on eliminating OTS vibrations are developed. An adjustable rest is designed, with the help of which rotor axes may be centered without stopping the process.
Измерения, контроль, автоматизация (журнал в журнале)
Граттан К.Т.В. Волоконно-оптические датчики и измерительные системы….46
Разработки последних лет в области волоконной оптики и лазеров оказали огромное влияние на создание волоконно-оптических датчиков, которые находят широкое применение в измерительной технике. В статье приводится обзор некоторых наиболее характерных из недавних разработок и обсуждаются перспективы и новые горизонты развития волоконно-оптических датчиков.
Grattan K.T.V. Optical fibre sensors and measurement systems
Developments in the field of fibre optics and lasers in recent years have had a very major impact uроn thе creation of fibre optic-based sensor systems, used for a variety of measurement and instrumentation applications. This paper will review some of the most relevant of these recent developments and discuss the prospects for and new horizons in fibre optic sensors into the future.
Ясовеев В.Х., Исхаков Р.Р. Принципы построения магнитострикционных датчиков перемещения …………………………………………………………………….53
Дан обзор принципов построения магнитострикционных датчиков перемещения на продольных и крутильных ультразвуковых волнах. Рассмотрены элементы первичных магнитострикционных преобразователей перемещения, методы повышения точности помехоустойчивости датчиков и расширения их функциональных возможностей.
Yasoveev V.H., Iskhakov R.R. Design concepts of magnetostrictive displacement sensors
Design concepts of magnetostrictive displacement sensors based on longitudinal and torsional ultrasonic waves are reviewed. The elements of magnetostrictive displacement transducers as well as the ways of improving the sensors’ accuracy and noise-immunity and expanding their functionality are discussed.
Научно-техническая публицистика
Бугаков И.А. Информация: появление, существование, восприятие. Ч II……..61
Статья представляет собой эволюционирующий по ходу изложения словарь, в котором постепенно раскрывается сущность категории “информация” и ее связь с другими категориями естествознания, обосновываются основные принципы и понятия, лежащие в основе возникновения, существования и восприятия информации. Результаты инженерно-философских исследований представлены в виде следующих друг из друга логически обоснованных и последовательно раскрывающих сущность информации посылок и выводов. Материал статьи направлен как на развитие общей теории информации (информациологии), так и на разработку перспективных датчиков и систем управления.
Bugakov LA. Information: emergence, existance and perception.
The paper presents a lexicon evolving in the course of presenting, which expounds the essence of the category of information and its relationships with other categories of science, as well as substantiates basic concepts and principles underlying the emergence, existence and perception of information. The results of engineering - philosophical studies are presented in the form of logically substantiated premises and conclusions, which follow one another and consistently reveal the essence of information. The results promote the development of general information theory (information logic) and the design of perspective sensors and control systems.
Испытания и сертификация датчиков, отраслевые стандарты
Внесены в Государственный реестр средств измерений……………………..69
Хроника
Конференции, симпозиумы, семинары в 2001 г.