Датчики и системы, № 9, 2002 г.
С О Д Е Р Ж А Н И Е
Представляет Санкт-Петербургский государственный университет
аэрокосмического приборостроения (ЛИАП)
Скалон А.И., ШугаевМ.А. Метрологические модели микромеханических датчиков для систем навигации и управления движением … 3
При создании малогабаритных и микроминиатюрных датчиков значительное уменьшение их массы и габаритов приводит к существенному снижению чувствительности и точности измерения. Для целенаправленного синтеза требуемых метрологических характеристик (МХ) датчиков приведен анализ источников погрешностей и намечены пути их минимизации.
Skalon A.I., Shugaev M.A. Metrological models of mechanical sensors for navigation and motion control systems
The analysis of state of the art and development trends of instrumentation shows, that the active search of the ways to developing electromechanical MEMS-based sensors using integrated technologies is undertaken. This results in considerable reduction of weight and dimension and direct integration with microprocessors. The minimization of both mass and dimensions can be achieved by applying planar technologies. However, essential decrease of sensitivity and measurement accuracy is the pay for considerable miniaturization. The paper analyzes the error sources and outlines the ways of their minimization for purposeful synthesis of the required metrological characteristics.
Северов Л.А., Пономарев В.К., Панферов А.И. Проблемы стабилизации характеристик микромеханических гироскопов … 6
Рассматриваются методы повышения точности микромеханических гироскопов и управления рабочей областью частот прибора. Показано, что улучшение характеристик микрогироскопов может быть достигнуто только при использовании систем автоматической настройки и стабилизации главных параметров прибора. Рассматривается схема возбуждения колебаний с опорным генератором, частота которого автоматически настраивается на частоту механического резонанса чувствительного элемента по оси возбуждения. Приводится схема автоподстройки частоты опорного генератора.
Severov L.A., V.K.Ponomarev V.K., Panferov A.I. The problems of characteristic stabilization for micromechanical gyroscopes
The techniques of improving the accuracy of micromechanical gyroscopes and controlling the device’s operating frequency range are considered. The paper shows that microgyroscope characteristics can be improved only by using an automatic tuning and stabilization system for the device’s basic parameters. The oscillation excitation circuit with a reference generator whose frequency is automatically adjusted for the frequency of the sensitive element's mechanical resonance subject to the excitation axis is considered. The reference generator’s frequency trim circuit is presented.
Филонов О.М. О диссипации кинетической энергии в упругих элементах микромеханических датчиков … 10
Приводятся результаты исследований процессов диссипации механической энергии в упругих элементах микромеханических датчиков. Показано, что температурозависимые параметры материалов при этом создают в объеме упругих элементов собственные скалярные поля. Учет этих распределений позволяет уточнить значения конструктивных параметров и повысить качество их проектирования.
Filonov O.M. On kinetic energy dissipation in resilient elements of micromechanical sensors
Research results of mechanical energy dissipation processes in resilient elements of micromechanical sensors are presented. The paper shows that temperature-dependent parameters of materials create here scalar self-fields in the volume of resilient elements. Taking into account these distributions allows adjusting sensor design data and improving design quality.
Скалон А.И. Общность проектирования и расчета элементов микроминиатюрных и микромеханических датчиков … 13
Рассмотрены особенности функционирования и характеристики емкостных элементов микромеханических датчиков первичной информации. Предложены альтернативные решения в реализации элементов микроминиатюрных и микромеханических датчиков. Приведены схема и алгоритмы расчета магнитоэлектрического силового преобразователя.
Skalon A.I. Generality of design and calculation of the elements of microminiature and micromechanical sensors
Operation features and performance of capacitive elements of micromechanical sensors are considered. Alternative implementation solutions for the elements of microminiature and micromechanical sensors are proposed. The circuit and calculation algorithms of a magnetoelectric force transducer are presented.
Крапивина Е.В., ЛучининВ.В. Конструкторско-технологические основы жидкостных аналитико-технологических микросистем … 17
Последовательно изложены основы конструирования аналитико-технологических микросистем, оперирующих со сверхмалыми объемами и количествами жидких сред. Представлены физическая структура и топология основных конрольно-диагностических, технологических и транспортных модулей. Даны основные расчетные соотношения, позволяющие осуществить оценку физико-топологических и функциональных параметров микрофлюидных чипов. Представлена классификация базовых технологических процессов формирования стеклянных и полимерных чипов.
Krapivina E.V., Luchinin V.V. Engineering and design fundamentals of fluidic analytic-technology microsystems
The fundamentals of analytic-technology microsystem design for operation with ultra-low volume of liquid are described systematically. Physical structure and topology of control, technological and transportation modules are presented. Some equations for evaluating microfluidic chip parameters are also included. Basic processes of glass and polymeric chip formation are classified.
Богословский С. В., Кадкин А.О., СапожниковГ.А. Расширение возможностей бесконтактного измерителя массы cэлектромагнитным подвесом …24
Рассматриваются алгоритмы комплексирования информации, получаемой от датчиков и других элементов системы управления электромагнитного подвеса для получения оценки полезного сигнала. Комплексирование позволяет существенно повысить точность и достоверность измерений.
Bogoslovsky S.V., Kadkin A.O., Sapozhnikov G.A. Contactless mass measurement with the help of electromagnetic suspension
Integration algorithms for the information obtained from transmitters and other control system components of an electromagnetic suspension are considered. The objective of these algorithms is the estimation of a useful signal. The integration allows the essential improvement of measurement accuracy and reliability.
Нефедов В.Г., Коновалова Л.П., КравецВ.С. Возбуждение ПАВ на непьезоэлектрических подложках с помощью текстурированных пленок окиси цинка…27
Представлены возможности возбуждения ПАВ в непьезоэлектрических средах с помощью текстурированных пленок окиси цинка. Исследованы основные характеристики устройства: вносимое затухание и частотные характеристики. Рассматриваются перспективы создания акустоэлектронных устройств с использованием режекторных фильтров на основе ПАВ.
Nefedov V.G., Konovalova L.P., Kravets V.S. SAW excitation in non-piezoelectric substrates using patterned ZnO films
The possibilities of SAW excitation in the non-piezoelectric media by using patterned ZnO films are presented. Basic characteristics of devices such as insertion losses and frequency responses are investigated. The prospect of acousto-electronic devices development by using SAW for rejection filters are presented.
Кузнецов К.П., Орлов В.К., Чернявский А.Г., ШелудькоЕ.А. Принципы построения системы контроля местоположения подвижных объектов в пределах ограниченного пространства … 29
Рассматриваются требования и возможные пути построения системы, позволяющей обеспечить контроль перемещения подвижных объектов в пределах зданий. Приводится возможная структура систем.
Kuznetsov K.P., Orlov V.K., Chernyavsky A.G, Shelud'ko E.A. Design concepts of a system for mobile objects monitoring within the limited area
The requirements to a system of monitoring the positions of moving objects within the buildings are discussed as well as possible ways of its development. Possible system structure is included.
Андреев М.Я., Михайлов А.В., РубановИ.Л. Исследование составляющих неизмеряемой (“мертвой”) зоны для ультразвуковых уровнемеров УЗУ-2 и УЗУ-2Т…..33
При помощи построенной расчетной модели проведена количественная оценка составляющих неизмеряемой (“мертвой”) зоны ультразвуковых уровнемеров типа УЗУ-2, УЗУ-2Т, работающих через днище резервуаров с жидкой продукцией.
Andreev M.Ya, Mikhailov A.V., Rubanov I.L. Investigation of the components of non-measurable (“dead”) zone for ultrasonic level gages
Quantitative assessment of the components of non-measurable (“dead”) zone of ultrasonic level gages UZU-2, UZU-2T, which operate through the bottom of a liquid product tank, is performed with the help of a calculating model.
Рассмотрена погрешность диафрагмированного оптического датчика для ИК пирометрии, обусловленная дрейфом температуры оптического датчика. Приведено сравнение эффективности различных вариантов компенсационного канала при нагреве оптического датчика излучением объекта измерения.
Orlov I.Ya., Khrulev A.E. Thermal error correction for a stopped-down optical sensor used in IR radiometry
The error of a stopped-down optical sensor for IR pyrometry resulting from the sensor’s temperature drift is considered. The efficiency of different variants of compensation channel is compared when the optical sensor is heated with the radiation from the object under measurement.
ОлейникА.С. Приемники излучения на основе поликристаллических пленок VO2 …41
Oleynick A.S. Radiation detectors based on polycrystalline VO2-films
Structures and basic parameters of the most commonly used thermal detector are presented. Operation principle and structure of a multi-element thermal detector based on polycrystalline VO2 films are described. Electric parameters of VO2 layer dependent on its thickness are shown. Design equations for evaluating detector’s threshold sensitivity and response are presented as functions of its structure. Operation characteristics of the detector are investigated under the impacts of pulsed, modulated and continuous laser emission in the range of 0.3 …10.6 mm. The paper shows that the detector’s voltage-current sensitivity does not depend on radiation modulation frequency within the range of 1 Hz … 10 kHz. Application areas are also indicated.
Измерения, контроль, автоматизация (Журнал в журнале)
Measurement, Control, Automation (Journal in journal)
Гордеев В.А., Жуков В.А., Завадский В.К. и др.Новые технологии построения пневмогидравлических систем подачи топлива в ЖРД … 48
Предлагаются новые технологии реализации бортовых систем автоматического управления давлением наддува, предназначенных для поддержания антикавитационного режима с сохранением прочностных условий для топливных баков жидкостного ракетного двигателя. Предлагаются цифровые системы регулирования давления наддува. Рассматривается проблема бортовой диагностики систем.
Gordeev V.A., Zhukov V.A., Zavadsky V.K., Ivanov V.P., Portnov-Sokolov Yu.P. New technologies for developing pneumohydraulic fuel feeding systems of liquid-propellant engines
The paper presents new technologies of airborne boost pressure control systems implementation for maintaining anti-cavitation operation with the preservation of strengthening conditions for fuel tanks of liquid-propellant engines. Digital boost pressure control systems are proposed. The problems of airborne system diagnosis are also discussed.
Библиография+… 60
Испытания и сертификация датчиков, отраслевые стандарты
Внесены в Государственный реестр средств измерений … 64
Хроника
Новые решения и разработки … 66