Датчики и системы, № 1,
С О Д Е Р Ж А
Н И Е и
А Н Н О Т А Ц И И
ТЕОРИЯ И ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ДАТЧИКОВ, ПРИБОРОВ И СИСТЕМ
Подлепецкий Б. И., Коваленко А. В., Никифорова М. Ю. Оценка погрешности интегральных датчиков
водорода на основе МДП-транзисторных чувствительных
элементов … 2
Рассмотрены случайные и систематические погрешности интегральных датчиков водорода на основе МДП-транзисторных чувствительных элементов (МДПЧЭ). Даны рекомендации по уменьшению результирующих погрешностей интегральных датчиков на основе МДПЧЭ.
Ключевые слова: статические случайные и
систематические погрешности, интегральный датчик водорода, МДП-транзисторный
чувствительный элемент, влияющие факторы.
Podlepetsky B. I., Kovalenko
A. V., Nikiforova M. Yu. Inaccuracy estimation of integral hydrogen sensors based on
MIS-transistor sensing elements
Stochastic and systematic
inaccuracies of integral hydrogen sensors based on MIS-transistor sensing
elements (MISSE) are considered. Recommendations on decreasing of resulting
inaccuracies of integral sensors based on MISSE are presented.
Keywords: static stochastic and systematic inaccuracies, integral
hydrogen sensor, MIS-transistor sensing element, influencing factors.
Агафонов В. М., Антонов А. Н., Зайцев Д. Л.
Собственный шум и нелинейность
миниатюрных молекулярно-электронных измерителей угловых движений … 7
Исследованы точностные характеристики измерителей параметров углового движения, основанных на принципах молекулярной электроники. Для датчиков углового ускорения и скорости экспериментально определена величина стабильности нуля в терминах аллановской вариации и спектральной плотности мощности. Измерен рост гармонических искажений при увеличении амплитуды входного воздействия.
Ключевые слова: молекулярная электроника,
измеритель углового ускорения, измеритель угловой скорости, аллановская
вариация, спектральная плотность мощности.
Agafonov V. M., Antonov
A. N., Zaitsev D. L. Intrinsic noise and nonlinearity of diminutive angular
molecular-electronics transducers
Accuracy characteristics of the
angular motion sensors based on molecular electronics technology were studied.
The value of short term bias stability in terms of Allan variance and power
spectral density was established experimentally for angular acceleration and
velocity sensors. The augmentation of harmonic distortions due to input
exposure amplitude increasing was measured.
Keywords: molecular electronics, angular acceleration transducer,
angular velocity transducer, Allan variance, power spectral density.
Медведь А. В., Крышталь
Р. Г., Западинский Б. И. и др. Применение полимерной пленки с наноразмерными молекулярными ловушками для повышения
химической
селективности чувствительного элемента газового датчика на ПАВ … 13
Дано описание конструкции чувствительного элемента (ЧЭ) газового датчика на поверхностных акустических волнах Релея с пленкой на основе молекулярно-импринтированного полимера (МИП), специально синтезированного для повышения его чувствительности к молекулам морфолина – высокотоксичного вещества, относящегося ко второму классу опасности. Приведены результаты измерения откликов такого ЧЭ при воздействии морфолина и других аналитов, в том числе близких к морфолину по химическому составу и структуре молекулы. Полученные результаты демонстрируют селективность ЧЭ по отношению к морфолину – веществу, молекулы которого были использованы в качестве шаблонных при синтезе МИП.
Ключевые слова: датчик, поверхностные
акустические волны, пьезоэлектрик, линия задержки, молекулярно-импринтированный полимер, селективность, морфолин.
Medved A. V., Kryshtal
R. G., Zapadinsky B. I., et al. Application of polymer films with nano-dimensional
molecular traps for the increase of chemical selectivity in gas SAW sensors sensitive
element
The description of sensing element
(SE) design of gas sensor on surface acoustic Rayleigh waves based on
molecularly imprinted polymer film (MIP), specially synthesized for its
sensitivity increase to molecules of morpholyne –
highly toxic substance belonging to the second class of danger. Results on such
a sensitive element responses measurements at action of morpholyne
and some other analytes including those similar to morpholyne by contents and molecular structure are given.
These findings show exclusive selectivity of SE to morpholyne
whose molecules were used as template at molecularly imprinted polymer (MIP)
syntheses.
Keywords: sensor, surface acoustic waves, piezoelectric, delay line,
molecularly imprinted polymer, selectivity, morpholyne.
Черных С. В. Магнитометры на основе нелинейных свойств высокотемпературных
сверхпроводников … 17
Представлены экспериментальные исследования взаимодействия переменного и постоянного магнитных полей со сверхпроводящей керамикой YBa2Cu3O7-x. Обсуждается возможность дальнейшего повышения чувствительности магнитометров на основе нелинейных свойств высокотемпературных сверхпроводников.
Ключевые слова: высокотемпературные
сверхпроводники, нелинейная восприимчивость, вторая гармоника, гистерезис,
магнитометр.
Chernykh S. V. Magnetometers based on nonlinear properties of high temperature
superconductors
Experimental investigations of
interaction of variable and constant magnetic fields with YBa2Cu3O7-x superconducting ceramics are
presented. The opportunity of the further increase of sensitivity of
magnetometers based on nonlinear properties of high-temperature superconductors
is discussed.
Keywords: high-temperature superconductors, nonlinear susceptibility,
second harmonic, hysteresis, magnetometer.
Богуш М. В., Пикалев
Э. М. Проектирование пьезоэлектрических
датчиков давления с компенсацией вибрационной и деформационной чувствительности
… 22
Описаны методы проектирования на основе конечно-элементной математической модели датчика давления, устойчивого к вибрационным и деформационным помехам. Показана возможность выбора размеров его конструктивных элементов, позволяющая минимизировать как его вибрационную чувствительность к осевым вибрациям, так и деформационную чувствительность.
Ключевые слова: пьезоэлектрический датчик
давления, вибрационная чувствительность, деформационная чувствительность, метод
конечных элементов.
Bogush M. V., Pikalev
E. M. Design of piezoelectric pressure sensor with
compensation of vibration and deformation sensitivity
The design methods based on
mathematical finite-element model of pressure sensor resistant to vibration and
deformation interference are described. The possibility of choosing the size of
its structural elements, allowing to minimize its
sensitivity to both axial vibration and radial deformation, is showed.
Keywords: pressure sensor, piezoelectric, vibration sensitivity,
deformation sensitivity, finite elements method.
Симонов В. Н. Новые технологические возможности как инструмент создания нового
поколения кварцевых резонансных сенсоров давления … 27
Проанализированы проблемы, связанные с задачей создания нового поколения прецизионных кварцевых резонансных сенсоров давления. Показано, что основным источником погрешности сенсоров являются механические напряжения в стеклоспаях. Выявлены области локализации этих напряжений. На основе полученных результатов приведены возможные пути снижения этого влияния с использованием новых современных технологий: механической обработки, микромашинных методов и их комбинированного использования.
Ключевые слова: сенсоры,
кварц кристаллический, резонаторы, давление, стеклоспай,
механические напряжения, микромашинные методы,
химическое травление, плазмохимическое травление.
Simonov V. N. New technological possibilities as design tool of new generation of
quartz resonant pressure sensors
The problems connected with a goal
of creation of new generation of precision quartz resonant pressure sensors are
analyzed. It is shown that the basic source of an inaccuracy of sensors is
mechanical pressure in glass soldering. Areas of localization of this pressure
are revealed. On the basis of these findings possible ways of decrease in this
influence with use of new modern technologies are presented: machining,
micromachining methods and their combined use.
Keywords: sensors, crystalline quartz, resonators, pressure, glass seal,
mechanical stresses, micromachine methods, chemical
etching, plasmachemical etching.
Латышев Л. Н., Даев
Ж. А. Метод повышения
точности измерения расхода газа … 31
Предложена система измерения расхода газа, которая построенная на базе применения тестовых методов повышения точности измерений. Выполнен анализ погрешностей измерения.
Ключевые слова: расход газа, измерения,
перепад давления, точность измерения.
Latyshev L. N., Dayev
Zh. A. Methods for
improvement of accuracy of measurement for gas flowrate
The gas flow measurement system
which is designed on the basis of test methods for improvement of accuracy of
measurement. An analysis of measurement inaccuracies was carried out.
Асадов Х. Г., Чобанзаде
И. Г. О возможности калибровки солнечных фотометров
на линиях поглощения паров воды … 35
Предложен метод калибровки солнечных фотометров, позволяющий аналитически вычислить величину сигнала фотометра, соответствующего выходному сигналу этих устройств, который появился бы при размещении их на внешней границе атмосферы. Получено аналитическое выражение для реализации предложенного метода.
Ключевые слова: солнечный фотометр, метод
точной калибровки, аналитическое выражение.
Asadov H. H., Chobanzadeh
The method for solar photometers
calibration is proposed which allows analytic calculation of photometer signal
value corresponding to output signal of these devices, which would occurred if
they were placed at the upper border of atmosphere is suggested. The analytical
formula for implementation of the suggested method is derived.
Keywords: solar photometer, accurate calibration method, analytic
expression.
Устюжанинов В. Н. Оптимизация структуры диодного сенсора в составе датчика температуры … 37
Получены теоретические оценки влияния температуры, электрических режимов, топологических и электрофизических параметров полупроводниковых измерительных диодов-сенсоров на метрологические характеристики датчиков температуры.
Ключевые слова: датчик температуры,
измерительный диод; метрологические характеристики; влияние температуры,
режимных и топологических факторов.
Ustyijzaninov V. N. Structure optimization of diode sensors in temperature transducers
The theoretical estimations of an
influence of electrical regimes and temperatures, topological and electrophysical features of semiconductors measuring diodes
on metrological characteristics of the temperature transducers were made.
Keywords: temperature sensor, measuring diode, metrological
characteristics, influence of temperature, regime and topology factors.
Мельник О. В., Михеев А. А., Нечаев Г. И. Трансформация спектров сигналов датчиков в
измерительных системах … 39
Описана трансформация спектров сигналов датчиков при представлении их дискретных отсчетов в виде импульсных сигналов сложной формы для согласования спектра сигнала в групповом тракте измерительной системы с полосой пропускания. Получены условия подавления выбранных спектральных зон.
Ключевые слова: трансформация спектров,
импульсные сигналы сложной формы, подавление спектральных зон, согласование
спектров сигналов датчиков с АЧХ тракта передачи.
Mel’nick O. V., Mikheev
A. A., Nechaev G. I. Spectrum transformation of sensor signals in measuring systems
Spectrum transformation of sensor
signals at a representation of their discrete samples by complex form pulse
signals (CFPS) for matching of signal spectrum in group tract of the measuring
system with bandwidth is described, The conditions of
the suppression of chosen spectral zones are derived.
Keywords: spectra transformation, complex form pulse signals, suppression of spectral zones, matching of sensor signals spectra with
amplitude-frequency characteristic of transmission tract.
КОНСТРУИРОВАНИЕ И ПРОИЗВОДСТВО
ДАТЧИКОВ, ПРИБОРОВ И СИСТЕМ
Битюков В. К., Тихомиров С. Г., Хаустов И. А., Ашков А. Г. Программно-технический
комплекс для измерения средней молекулярной массы полимеров в растворе … 43
Рассмотрены компоненты программно-технического комплекса для измерения средней молекулярной массы полимеров в растворе. Представлена структура установки, реализующий теплофизический метод измерения средней молекулярной массы. Также рассмотрен программный модуль, реализующий функции управления процессом сбора и обработки измеряемых данных и управления базой данных.
Ключевые слова: теплофизический метод
измерения, средняя молекулярная масса, программно-технический.
Bityukov V. K., Tihomirov
S. G., Haustov I. A., Ashkov
A. G. Software-technical complex for measuring of
average molecular mass of polymers in solution
Components of software-technical
complex for measuring of average molecular mass of polymers in solution are
considered. The structure of installation implementing thermophysical method of
measuring of average molecular mass is presented. The software module
implementing functions of the process of collection and processing of the
measured data and database management control is also examined.
Keywords: thermophysical method of measurement, average molecular mass,
software-technical.
Белов А. А., Калинин А. П., Крысюк И. В. и др. Монофотонный
сенсор ультрафиолетового диапазона "Скорпион" … 47
Работа посвящена описанию созданного универсального ультрафиолетового монофотонного сенсора. Использованный УФ-С-диапазон делает созданный датчик солнечно-слепым, что значительно расширяет возможности его применения в различных областях науки и технике. Принципиальным отличием созданного прибора от зарубежных аналогов является возможность проведения время-амплитудного анализа регистрируемого сигнала, что обеспечивает ему инновационное качество – определение типа регистрируемого УФ-источника.
Ключевые слова: сенсор излучения,
ультрафиолетовый диапазон, солнечно-слепой режим, время-координатно-чувствительный
детектор, амплитудно-временные характеристики, дистанционная диагностика линий
электропередач.
Belov A. A., Kalinin A. P., Krisuk I. V., et al. Ultra violet monophoton sensor “Scorpion”
The developed universal monophoton sensor “Scorpion” in the UF-S range of
wavelength is described. The used range of wavelength provides the sensor
ability to work in solar blind manner that significantly extends the potential
of its application in the various fields of science and engineering. The
principal distinction of the sensor from existing analogs is the possibility to
conduct time-amplitude analysis of detected signal. It gives to the sensor
innovative feature - the opportunity to determine the type of registered UV
source.
Keywords: radiation sensor, ultraviolet range, solar-blind mode, time
and coordinate sensitive detector, amplitude-time characteristics, remote
diagnostics of transmission lines.
Фещенко В. С., Алтухов А. А., Митягин А. Ю. и
др. Матричный
фотоприемник для регистрации изображений в ультрафиолетовой области спектра … 50
Рассмотрено новое многоэлементное фотоприемное устройство формата 128´128 пикселей, использующее в качестве чувствительного элемента полупроводниковый алмаз. Устройство имеет рабочий диапазон от 180 нм до 270 нм с максимумом в районе 214 нм. Приведены данные экспериментальной регистрации ультрафиолетового изображения 128´128 пикселей.
Ключевые слова: алмаз, регистрация
изображений, фотоприемное устройство, ультрафиолет.
Feshchenko V. S., Altukhov
A. A., Mityagin A. Y., et al. Matrix photodetector for image registration in ultra-violet
spectral range
The new multielement
photodetecting device 128х128 of pixels format, where
semi-conductor diamond is used as a sensitive element is considered. The device
has a working range from 180 nm to 270 nm with a maximum around 214 nm.
Experimental ultra-violet image 128х128 pixels registration data are
presented.
Keywords: diamond, image registration, photodetecting
device, ultra-violet.
Фарзане Н. Г., Фарзане
Э. Н. Метод измерения плотности газового
потока в рабочих условиях … 54
Предлагается метод измерения плотности газов, который может найти применение при создании плотномеров газа, для тех отраслей промышленности, где необходимо измерение плотности газа, а также в расходометрии при измерении расхода газа. Рассматривается система измерения плотности газового потока в автоматическом режиме.
Ключевые слова: газ-носитель, плотность,
дозатор, нейтральная колонка, коэффициент сжимаемости газа.
Farzane N. G., Farzane
E. N. Measuring method for gas flow density in
working condtitons
The measuring method of gas density,
which can find its application in gas density gauge design for industrial
sectors where gas density measurement is necessary and especially in gas
flow-measuring, is proposed. The measuring system for gas flow density in
automatic mode is considered.
Keywords: carrier gas, density, dispenser, neutral column, gas
compressibility coefficient.
Анисимов А. В. Двухканальный датчик ЯМР-релаксометра-диффузометра
для исследований на интактных растениях … 57
Описан двухканальный датчик спин-эхо-ЯМР-релаксометра-диффузометра для одномоментных исследований двух (опытного и контрольного) образцов интактных растений, в частности для исследования факторов гидродинамической регуляции транспорта воды. Датчик снабжен элементами жизнеобеспечения объектов исследования, позволяет учитывать возрастные изменения образцов на время долговременных экспериментов, упростить процедуру калибровки величины импульсного градиента магнитного поля, вдвое повысить производительность экспериментов.
Ключевые слова: ЯМР-релаксометр-диффузометр,
двухканальный датчик.
Anisimov A. V. Two-channel sensor of NMR-relaxometer-diffusionmeter
for intact plants studies
Two-channel sensor of spin-echo-NMR-relaxometer-diffusionmeter for simultaneous studies of two
samples (test and control) of intact plants, in particular for study of
hydrodynamic regulation factors of water transport. The sensor is equipped with
life support elements for test subjects, it allows taking into account age-specific
samples changes during long-term experiments, to simplify calibration procedure
of impulse magnetic field gradient, and to two times increase experiment
productivity.
Keywords: NMR-relaxometer-diffusionmeter, two
channel sensor.
Алексеев А. Г., Алексеев Г. А. Диодные датчики тока в устройствах контроля
и защиты … 59
Рассмотрено применение силовых диодов в качестве пороговых датчиков тока нагрузки и светодиодов в качестве индикаторов в электрооборудовании.
Ключевые слова: диодный датчик тока, светодиодный
индикатор, оптопара, световая информация на
контрольном элементе.
Alexeev A. G., Alexeev
G. A. Diode current sensors in control and
protection devices
Use of power
diodes as threshold detectors of load current and light-emitting diodes as
indicators in electric equipment.
Key words: diode current sensor, light-emitting diode indicator, optocoupler, light information on control element.
Новые приборы
Измерительный комплекс
"СКАТ" … 62
Миниатюрные кодовые датчики углового
перемещения компании Autonics …64
Электроконтактные
взрывозащищенные
манометры ДМ2005фСг1Ex … 65
ИЗМЕРЕНИЯ,
КОНТРОЛЬ, АВТОМАТИЗАЦИЯ (журнал в
журнале)
Чугуй Ю. В. Международный
симпозиум по измерительным технологиям и интеллектуальным приборам
(ISMTII-2009) … 67
Представлены
итоги Международного симпозиума по измерительным технологиям и интеллектуальным
приборам (ISMTII-2009), состоявшегося в Санкт-Петербурге 29 июня – 2 июля
Ключевые слова: Международный симпозиум,
измерительные технологии, интеллектуальные приборы.
Chuguy Yu. V. International symposium on
measurement technology and intelligent instruments (ISMTII-2009)
Results of International symposium on measurement technology and
intelligent instruments (ISMTII-2009) held in Saint-Petersburg June
29 – July 2 2009 are presented.
Keywords: International
symposium, measurement
technologies, intelligent instruments.
Новости … 70
ИСПЫТАНИЯ И
СЕРТИФИКАЦИЯ ДАТЧИКОВ, ОТРАСЛЕВЫЕ СТАНДАРТЫ
Внесены в Государственный реестр средств измерений …
73
* * *
Contents and abstracts … 75