Датчики и системы, № 11, 2003 г.
Дан обзор и охарактеризовано современное состояние знаний в области физических явлений (эффектов), открывающий многогранные возможности по оптимизации задач измерений
Golovin P.D., Blinov A.V. Physical effects employed in sensor design
The paper overviews and discusses the modern state of knowledge in the area of physical effects that open up wide possibilities in measurement optimization.
Богдасаров О.Е., Крышталь Р.Г., Медведь А.В., Шемет В.В.Газовый датчик на основе ПАВ-резонатора с “фазовым форматом” выходного сигнала … 9
Приводятся новые результаты исследования газового датчика на основе двухвходового ПАВ-резонатора с подложкой из ST-кварца, работающего в так называемым “фазовом формате”, когда откликом датчика на газовую пробу служит изменение фазы электрического сигнала фиксированной частоты, прошедшего через резонатор. На примере определения содержания паров воды в газе продемонстрирована перспективность использования датчика с таким форматом выходного сигнала при детектировании малых концентраций вещества, менее 10–7 г/м3. Обнаружена существенная зависимость отклика ПАВ-датчика от мощности ПАВ. В работе приведены экспериментальные результаты влияния мощности ПАВ на отклик датчика на пары воды, содержащиеся в газообразном азоте.
Bogdasarov O.E., Kryshtal R.G., Medved A.V., Shemet V.V. Gas sensors based on SAW resonator with “phase format” of output signal
Some new experimental results on gas sensor based on ST-quartz two-port SAW resonator with “phase format” of output signal are presented. The paper demonstrates the potential of using SAW sensors with such output signal format for detecting small (less than 10-7 g/m3) concentration of substance with the example of measuring water content in gas. It discovers significant influence of SAW power on sensor response. Experimental results of SAW power’s effect on the sensor response to water vapor contained in gaseous nitrogen are also included.
Кризский В.Н. Математическая модель геонавигации в системах управления бурением горизонтальных скважин … 14
Рассмотрена математическая модель задачи определения границ пластов в системах бурения горизонтальных скважин. Предложен метод ее решения на основе вариационных алгоритмов А.Н. Тихонова поиска экстремали. Решение прямой задачи осуществлено комбинированным методом интегральных преобразований и интегральных уравнений.
Krizsky V.N. A mathematical geonavigation model in control systems for horizontal well drilling
A mathematical model for the problem of determining bed boundaries in horizontal well drilling systems is considered. The paper offers its solution based on Tikhonov’s variational algorithms. The direct problem is solved using the combined techniques of integral transformations and integral equations.
Семенов А.Д. Стабилизация процессов дискретного дозирования на основе идентификационного алгоритма адаптивного управления … 18
Рассмотрено применение самонастраивающегося цифрового регулятора для стабилизации процессов дискретного дозирования. Приведена сравнительная оценка адаптивного и неадаптивного законов регулирования процессов дискретного дозирования поточных линий по переработке хлопка.
Semyonov A.D. Batching process stabilization based on an identification algorithm of adaptive control
The paper examines the application of a self-tuning digital controller for batching process stabilization. It provides comparative evaluation of adaptive and nonadaptive regulatory control laws for batching in cotton processing lines.
Поляков А.В. Систематическая погрешность измерения оптических потерь в волоконных линиях связи при изменяющихся температурных условиях … 20
Получены аналитические выражения для коэффициента коррекции систематических погрешностей измерений оптическими импульсными рефлектометрами, учитывающие не только спектральные свойства полупроводниковых фотоприемников, но и позволяющие минимизировать влияние изменения температуры на точность измерений.
Polyakov A.V. Systematic uncertainty of optical loss measurements in fiber-optic lines under temperature changes
Analytic expressions for the correction factor of systematic uncertainties in optic pulse reflectometer measurements are derived. They account for the spectral properties of semiconductor photodetectors and, moreover, allow to minimize the temperature effect on measurement accuracy.
Козлов А.В., Ревелева М.А., Тихонов Р.Д. Исследование рекомбинации в объеме биполярного магниточувствительного транзистора … 20
С помощью приборно-технологического моделирования исследована объемная рекомбинация в латеральном биполярном магниточувствительном транзисторе (БМТ), сформированном в кармане. Показано, что при выборе структуры БМТ с определенными параметрами и режимом работы возможно формирование потоков носителей тока с преобладающей объемной рекомбинацией. При воздействии магнитного поля возникает объемный механизм чувствительности БМТ, что позволяет уменьшить зависимость чувствительности от состояния поверхности прибора и получить два знака относительной магниточувствительности по току.
Kozlov A.V., Reveleva M.A., Tikhonov R.D. Investigation of recombination in the volume of bipolar magnetosensitive transistor
Volume recombination in lateral bipolar magnetosensitive transistor (BMT) created in the well is studied by means of instrumental simulation. The paper shows that the selection of BMT structure with proper parameters and operation mode allows generating current carrier flows with dominant volume recombination. Under magnetic field effect, the volume mechanism of BMT sensitivity arises that allows diminishing the sensitivity dependence on the instrument’s surface condition and ensures 2 decimal digits of the relative magnetic sensitivity subject to current.
Вусевкер В.Ю., Доля В.К., Панич А.Е. Модернизированные пьезочувствительные элементы в датчиках вибрации … 28
В работе предложена усовершенствованная конструкция пьезочувствительного элемента. Изменение эффективности в зависимости от соотношений размеров при заданной конструкции было рассмотрено количественно и качественно. Приведены экспериментальные значения вибрационной чувствительности предложенной конструкции.
Vusevker V.Y., Dolya V.V., Panich A.E. Modernized piezosensitive elements in vibration transducers
Modernized construction of a piezosensitive element is proposed. Efficiency change with the change of dimension relation for the given construction is studied quantitavely and qualitatively. Experimental results on vibration sensitivity of the given construction are adduced.
Конструирование и производство датчиков, приборов и систем
Почивалин О.П., Пох А.В.Применение микроконтроллеров MSP430 в датчике разности давлений … 31
Показаны преимущества представителя семейства 16-разрядных микроконтроллеров MSP430 корпорации “Texas Instruments” при использовании в трехпараметрическом датчике, рассчитанном на измерение разности давлений, статического давления, температуры (для последующей корректировки температурной погрешности). Описаны структурная схема, алгоритм преобразования, функции коррекции и расчета величины давления.
Pochivalin O.P., Pokh A.V. Application of MSP430 microcontrollers in a pressure differential sernsor
The paper shows the merits of MSP430, a TexasInstruments’ 16-bit microcontroller application in a three-variable sensor intended for measuring pressure differential, static pressure and temperature (for subsequent temperature error correction). Structural design, conversion algorithm, correction and pressure calculation functions are described.
Рассмотрен датчик абсолютного давления ДАЭ-10 обеспечивающий измерения медленноменяющихся давлений жидких и газообразных агрессивных и неагрессивных сред. Применение – в промышленном производстве, авиации, космонавтике, в оборонных отраслях.
Bogachkin A.G. DAE-100 Resistive-strain microelectronic pressure sensor
The paper presents the DAE-100 absolute pressure sensor, which performs pressure measurements in slowly changing liquid and gaseous either aggressive or non-aggressive media. Applications include manufacturing, airspace and defense industries.
Мокров Е.А., Трофимов А.Н., Семенов В.А., Тихомиров Д.В. Датчики давления, работоспособные в условиях воздействия нестационарных тепловых потоков при эксплуатации жидкостных ракетных двигателей … 35Приведены результаты работ по снижению воздействия нестационарных тепловых потоков на датчик давления Вт 212. Описывается математическая модель датчика, конструктивные решения по уменьшению его погрешности. Приведены результаты испытаний опытных образцов датчика.
Mokrov E.A., Trofimov A.N., Semyonov V.A., Tikhomirov D.V. Pressure sensors operable under unsteady thermal flow effects in liquid-propellant engines
The paper presents the results of reducing the effect of unsteady heat flows on the Vt212 pressure transducer. It describes the mathematical model of the sensor and design solutions chosen to reduce its error. Sensor prototype testing data are included.
Баринов И.Н.Метод прямого сращивания структур “кремний-на-изоляторе” для датчиков давления … 39
Показаны преимущества структур “кремний-на-изоляторе” (КНИ) по сравнению с объемным кремнием. Предложена технология изготовления структур КНИ методом прямого сращивания. Предложенная технология позволяет создавать чувствительные элементы для датчиков давления с улучшенными техническими характеристиками. Качество структур подтверждено проведенными испытаниями.
Barinov I.N. A fusion bonding technique for Silicon-on-Insulator structures in pressure sensors
The advantages of Silicon-on-Insulator (SOI) structures against bulk silicon are demonstrated. A technology of SOI structures' making based on fusion bonding techniques is proposed. The technology allows making high-performance pressure sensing elements. The high quality of SOI structures was proven experimentally.
Попчёнков Д.В., Шипилов И.А. Устройство контроля толщины пленки FTM-7 … 41
Дана информация о преимуществах применения прибора для измерения и отображения скорости осаждения и толщины диэлектрических, резистивных и проводящих слоев, осаждаемых в условиях вакуумного напыления.
Popchyonkov D.V., Shipilov I.A. FTM-7 film thickness monitoring device
The papers informs about the application advantages of an instrument for measuring and displaying deposition rate and thickness of dielectric, resistive and conductive layers, precipitated by vacuum deposition.
Контроль, учет и распределение
материальных и энергетических потоков
Гребенюк Г.Г. Применение методов теории графов для параметрической диагностики сетей теплоснабжения … 43Описаны методы нахождения повреждений в сетях теплоснабжения на основе анализа показаний датчиков давления и возможных путей распространения возмущений от действия повреждений. Приведен пример практической задачи.
Grebenyuk G.G. Application of graph theory techniques for parametric diagnosis of heat supply networks
The paper describes the methods for fault detection in heat supply networks based on analyzing pressure sensors’ readings and possible ways of disturbance propagation from the fault location. A practical example is adduced.
Беляев Б.М., Патрикеев В.Г.Особенности применения дифманометров-расходомеров ДСС при учете природного газа … 47
В работе показано, что дифманометры-расходомеры типа ДСС в своей структуре имеют только диаграмму со специальной квадратичной сеткой, с помощью которой извлекается корень квадратный из разности давлений, прямо пропорциональный значению расхода.
Belyaev B.M., Patrikeev V.G. Some features of DSS-type differential pressure sensors application in natural gas accounting
DSS-type pressure sensors have linear transformation function subject to pressure differential. The paper advises how to use this feature for calculating average daily pressure differential based on the recommendations formulated in the attachment to the governmental standard of Russian Federation.
Новые приборы
Игнатьева Н.О. Пироэлектрические инфракрасные датчики фирмы “Murata” … 48
Описаны пироэлектрические датчики фирмы “Murata”, область их применения; даны краткие технические характеристики и пример схемы включения.
The paper describes Murata’s pyroelectric IR sensors, their application area, and performance attributes and provides an example of connection circuit.
Новая серия инверторов F5 … 49
Уникальныйтонкий сенсор давления “Pressurex®” … 50
Ист-Ганновер, Нью-Джерси – компания “Сенсор Продактс Инк.” представляет свою новую сенсорную пленку, реагирующую на тактильную силу, под названием “Pressurex®” (TPSF). Этот сенсор полезен для оценки величины и распределения сжатия между любыми двумя взаимодействующими или сопряженными поверхностями.
Измерения, контроль, автоматизация (журнал в журнале)
МакГихин П. (Великобритания). Прогноз британской техники: стратегия в области датчиков до 2015г. …51
Излагаются итоги отчета Рабочей группы по датчикам, созданной в рамках программы UK Technology Foresight – Прогноз британской техники. Рассматриваются мировой и британский рынки сенсорной техники. Анализируются возможности и проблемы, рыночные факторы, наиболее перспективные технологии и области применения.
McGeehin P. UK Technology Foresight – sensors strategy for 2015
The paper summarises the report of a Sensors Task Force which was formed as part of the UK Technology Foresight exercise. It examines the various markets for sensor technology, both globally and in the UK and analyzes the opportunities and challenges, market pull factors, and the most promising technologies and application areas.
Портнов-Соколов Ю.П. Управление риском – приоритетная дисциплина в теории управления ХХI века … 67
Предложено полагать управление риском одной из приоритетных дисциплин теории управления XXIв., так как такое управление минимизирует опасность для жизни человека в мире техногенных катастроф. В качестве примера особо опасных объектов рассматривается жидкостная ракета-носитель (РН). Развивается методология управления риском для объектов этого класса.
Portnov-Sokolov Yu.P. Risk management – a foreground discipline in XXI century control theory
The author suggests to consider risk management as a priority discipline of the XXI century control theory, because such management minimizes the hazard to human life in the world of man-caused disasters. A liquid-propellant carrier rocket is discusses as an example of particularly dangerous object. Risk management philosophy for this class of objects is developed.
Испытания и сертификация датчиков, отраслевые стандарты
Внесеныв Государственный реестр средств измерений … 69
Abstracts … 72