Датчики и системы, № 11, 2011 г.

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

 

Фунтиков В. А., Надеев Д. Н., Иванов А. И. Оценка энтропии множества датчиков с учетом коррелированности их данных … 3

Показано, что учет потенциальных возможностей нейросетевой обработки множества датчиков, наблюдающих за некоторым сложным многомерным процессом, может быть оценен через оценку их общей энтропии. Для этой цели необходимо оценить среднюю энтропию рассматриваемого поля датчиков и среднее значение модуля коэффициентов парной корреляции данных с выходов датчиков. Приведена номограмма связи значения энтропии системы датчиков как функции числа датчиков и среднего значения модулей их парной корреляции.

Ключевые слова: биометрия, преобразователь биометрия-код, энтропия зависимых данных, энтропия распределения расстояний Хэмминга.

Funtikov V. A., Nadeev D. N., Ivanov A. I. The set of gauges entropy estimation taking into consideration their data correlation

It is shown that the account of potential possibilities of the neuronet processing of the set of gauges controlling some complicated multidimensional process, can be estimated using an estimation of their overall entropy. For this purpose it is necessary to estimate average entropy of a considered field of gauges and also average value of the module of pair correlation coefficient of data from gauges outputs. There is the interrelation nomographic chart of the set of gauges entropy value as a function of gauges amount and average value of their pair correlation modules.

Keywords: biometry, biometry-code converter, dependent data entropy, Hemming distances distribution entropy.

 

Ларионов В. А. Методы аппроксимации обратных функций преобразования интеллектуальных датчиков … 6

Проведен сравнительный анализ методов аппроксимации обратных функций преобразования интеллектуальных датчиков технологических производств. Показано преимущество метода равномерной аппроксимации. Предложен метод пропорциональной аппроксимации.

Ключевые слова: интеллектуальные датчики, аппроксимация.

Larionov V. A. Approximation methods for inverse functions of smart sensors

Comparative analysis of approximation methods for inverse transformation functions of smart sensors for technology-intensive production was carried out. The advantage of uniform approximation method is shown. Proportional approximation method is proposed.

Keywords: smart sensors, approximation.

 

Арбузов В. П., Ларкин С. Е., Мишина М. А. Преобразователь информативного параметра емкостного датчика в напряжение … 11

Рассмотрена измерительная цепь с фазовым разделением каналов, обеспечивающая преобразование в напряжение любого информативного параметра как дифференциального, так и квазифиференциального емкостного датчика. Предложены системы базисных функций для преобразования каждого из информативных параметров.

Дифференциальный емкостной датчик, погрешность преобразования, коррекции погрешности, измерительная цепь, временное разделение каналов.

Arbuzov V. P., Larkin S. Ye., Mishina M. A. The converter of capacitive sensor informative parameter to voltage

The measuring circuit with phase division of the cannels, providing transforming of any informative parameter both differential and quasidifferential capacitive sensors to voltage, is considered. Basis functions systems for transforming of each informative parameter are offered.

Keywords: differential capacitor the gage, transforming error, correction of error, measuring circuit, temporary division channels.

 

Олейник А. И. Синтез модели воздушных давлений в произвольных точках поля давлений самолета … 15

Рассмотрены вопросы построения математической модели воздушных давлений на выходе датчиков давлений самолета. Модель основана на теории обтекания тела известной геометрической формы идеальной жидкостью (газом). При этом предполагается, что датчики давлений могут располагаться в любом месте на фюзеляже самолета.

Ключевые слова: воздушное давление; математическая модель; датчики давлений; поле давлений.

Olejnik A. I. Synthesis of model of air pressure in any points of the field of pressure of the plane

Questions of construction of mathematical model of air pressure on an exit of gages of pressure of the plane are considered. The model is based on the theory of a flow of a body of the known geometrical form by an ideal liquid (gas). Thus it is supposed that pressure gages can settle down in any place on a plane fuselage.

Keywords: air pressure, mathematical model, pressure gages, field of pressure.

 

Бессонов А. С. Имитационное моделирование при разработке программного обеспечения автоматизированной системы контроля кольцевых лазерных резонаторов … 20

Рассмотрены особенности применения имитационного моделирования при разработке программного обеспечения автоматизированной системы контроля кольцевых лазерных резонаторов, применяемых в составе датчиков угловой скорости.

Ключевые слова: имитационная модель, автоматизированная система контроля, разработка программного обеспечения, кольцевой лазерный резонатор.

Bessonov A. S. Use of simulation by software development of the computer-based control system of the ring laser resonators

Features of use of simulation are considered by software development of the computer-based control system of the ring laser resonators which are base of angular velocity transducers.

Keywords: simulation model, computer-based control system, software development, ring laser resonator.

 

Ремонтов А. П., Чувыкин Б. В., Тер-Аракелян Р. Г. Реализация алгоритмов сплайн-вейвлет фильтрации на базе непрерывно-дискретных структур замкнутого типа … 25

В статье рассмотрены вопросы использования аналого-цифровых сплайн-вейвлет фильтров для реализации вейвлет-алгоритмов. Приведены основные расчетные формулы и пример синтеза аналого-цифрового фильтра, реализующего вейвлет-алгоритм Хаара.

Ключевые слова: сплайн, вейвлет, аналого-цифровой фильтр, Хаар.

Remontov A.P., Chuvykin B.V., Ter-Arakelyan R.G. Spline-wavelet filtration algorithms realization based on closed type continuous-discrete structures

This article tells about the use questions of the filters spline-wavelet ADC for the wavelet algorithms realization. They show the common calculation formulas and the example of the analog-digital filter synthesis, which makes Haar’s wavelet algorithm.

Keywords: spline, wavelet, analog-digital filter, Haar.

 

Афонин С. М. Абсолютная устойчивость системы управления деформацией электроупругого актюатора … 27

Получены условия абсолютной устойчивости системы управления деформацией электроупругого актюатора для систем совмещения в адаптивной оптике и сканирующем туннельном микроскопе. Определено множество положений равновесия в системе управления деформацией электроупругого актюатора нано- и микроперемещений.

Ключевые слова: электроупругий актюатор, пьезоактюатор, система управления деформацией, условия абсолютной устойчивости, нано- и микроперемещения.

Afonin S. M. Absolute stability automatic control system for deformation electroelastic actuator

Problems of using criteria absolute stability of automatic control systems for deformation electroelastic actuator for nano- and microdisplacements are discussed. Main features and principles of absolute stability of these systems are given.

Keywords: electroelastic actuator, piezoactuator, control systems for deformation, principles of absolute stability, nano- and microdisplacements.

 

Николаев Ю. Н., Пинигин М. А., Павловский И. В., Самойленко П. В. Закономерности адсорбции органических спиртов на полупроводниковых поверхностях … 31

Впервые рассмотрены основные закономерности изменения величины сигнала спирта от строения его молекулы (молекулярного веса, пространственной изомерии, многоатомности данного спирта, наличия двойной связи или ароматического кольца) с целью дальнейшей экстраполяции этих закономерностей на высокомолекулярные органические соединения (ферменты, витамины и пр.). Все эксперименты проводились на мультисенсорном газоанализаторе ГАНК – 4РБН, содержащем восемь датчиков, из которых два полупроводниковых, один термохимический и пять электрохимических целевых, ориентированных на измерение конкретных веществ: NO, SO2, CO, формальдегид, NO2.

Ключевые слова: адсорбция, закономерности воздействия, спирты, полупроводниковые поверхности.

Nikolaev Yu. N., Pinigin M. A., Pavlovsky I. V., Samoylenko P. V., Laws of organic alcohols adsorption on semiconductor surfaces

Basic laws of alcohol signal variation dependence from its molecular structure (molecular weight, space isomerism, number of atoms in particular alcohol molecule, double bond or aromatic ring) for the purpose of subsequent extrapolation of these laws to high-molecular organic compounds (enzymes, vitamins, etc.) were considered for the first time. All experiments were carried out on multisensory gas analyzer GANK-4RBN with eight sensors: two semiconductor ones, one thermochemical, and five targeted electrochemical ones oriented to measurements of particular substances: NO, SO2, CO, formaldehyde, and NO2.

Keywords: adsorption, laws of influence, alcohols, semiconductor surfaces.

 

Одинцов М. В., Непомнящий О. В. Проблемы неразрушающего контроля при отливке алюминиевых слитков … 37

Рассмотрены методы и средства неразрушающего контроля алюминиевого слитка в процессе непрерывного литья. Выявлены проблемы высокотемпературного неразрушающего контроля. Сформулированы выводы о применении современных методов, направлений и средств неразрушающего акустического контроля высокотемпературных процессов.

Ключевые слова: кристаллизатор, ультразвуковой датчик.

Odintsov M. V., Nepomnyashchy O.V. Nondestructive control problems in aluminum ingots casting

Methods and facilities of nondestructive control of aluminum ingots in continuous casting process were considered. Problems of high temperature nondestructive control were revealed. Conclusions on the use of modern methods, trends and facilities of nondestructive acoustic control of high temperature processes were formulated.

Keywords: crystallizer, ultrasound sensor.

 

Мухамадиев А. А., Фаррахов Р. Г. Статическая характеристика, чувствительность и разрешающая способность акустооптического пирометра … 41

Приведена принципиальная схема акустооптического пирометра и описан принцип его действия. Рассмотрена статическая характеристика, чувствительность и разрешающая способность акустооптического пирометра. Получены математические зависимости данных характеристик и на их основе построены графики.

Ключевые слова: акустооптический пирометр, статическая характеристика, чувствительность, разрешающая способность.

Mukhamadiev A. A., Farrakhov R. G. The static characteristic, sensitivity and resolution of acoustooptic a pyrometer

The circuit diagram acoustooptic a pyrometer is resulted and the principle of its action is described. The static characteristic, sensitivity and resolution acoustooptic a pyrometer is considered. Mathematical dependences of the given characteristics are received and on their basis schedules are constructed.

Keywords: acoustooptic a pyrometer, the static characteristic, sensitivity, resolution.

 

Викторов Р. В., Колмогоров В. С., Кречетов Д. Г. и др. Адаптивная фильтрация сигнала при регистрации прохода подводного пловца … 44

Рассматривается возможность использования адаптивной фильтрации в объемных датчиках движения охранных систем водного района интерференционного типа при обнаружении подводного пловца. Приведены результаты экспериментов в морских условиях по выделению сигнала от прохода подводного пловца с использованием адаптивного фильтра.

Ключевые слова: адаптивный фильтр, интерференционное поле, обнаружение подводного пловца.

Viktorov R. V., Kolmogorov V. S., Krechetov D. G., et al. Adaptive filtration of the signal at registration of pass of the underwater swimmer

Possibility of use of an adaptive filtration in volume gauges of movement of security systems of water area of interference type at detection of the underwater swimmer is considered. Results of experiments in sea conditions on allocation of a signal from pass of the underwater swimmer with use of the adaptive filter are resulted (shown).

Keywords: the adaptive filter, field of interference, underwater swimmer detection.

 

 

КОНСТРУИРОВАНИЕ И ПРОИЗВОДСТВО ДАТЧИКОВ, ПРИБОРОВ И СИСТЕМ

 

Голяев Ю. Д., Запотылько Н. Р., Недзвецкая А. А. и др. Лазерные гироскопы с увеличенным временем непрерывной работы … 49

Рассмотрена задача увеличения времени работы зеемановского лазерного гироскопа (ЛГ) без разрывов выходной информации. Приведены способы ее решения: использование материалов с ультранизким температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР) в качестве конструкционных при изготовлении ЛГ, а также пьезокорректоров (ПК) с пассивной термокомпенсацией. Для решения поставленной задачи были проведены многочисленные экспериментальные исследования уходов периметра на различных образцах зеемановских ЛГ. Проведены измерения ТКЛР материала моноблоков ЛГ, совершенствование конструкции ПК. Приводятся основные результаты теоретических и экспериментальных исследований.

Ключевые слова: кольцевой лазер, лазерный гироскоп, система регулировки периметра.

GolyaevYu. D., Zapotilko N. R., Nedzvetskaya A. A. et al. Laser gyros with the increased time of the continuous operation

This report is devoted to the Zeeman laser gyros with the long operation without interrupts in the output information. It is required while the Zeeman laser gyros are applied in the inertial navigation systems working in a wide temperature range on the vehicles with a high dynamic range. The goal of our investigations was to make stable the laser gyro resonator perimeter.

Keywords: ring laser, laser gyro, perimeter control system.

 

Полтавский А. В., Маклаков В. В., Бородуля В. М. и др. Контроль координат модулей нежесткой фазированной антенной решетки … 52

Предложен когерентный метод для реализации устройства контроля состояния модулей-узлов фазированной антенной решетки. Областью применения когерентного метода являются радиолокационные системы повышенной пространственной избирательности в системах обнаружения малозаметных объектов и мониторинга окружающего пространства перспективных многофункциональных беспилотных летательных аппаратов (БЛА). Рассмотрено устройство для селективного обнаружения малозаметных объектов в радиолокационных системах бортового комплекса управления БЛА.

Ключевые слова: антенна, радиолокационная система, фазированная антенная решетка.

Poltavskiy A. V., Maklakov V. V., Borodulya V. M., et al. Monitoring of coordinates for modules of unrigged phased antenna array

Coherent method for realizing of the device for modules-units start monitoring of phased antenna array is suggested. Application area of the coherent method includes radar systems with improved special selectivity within systems for the detection of poorly-observable objects and for monitoring at the environment of advanced multi-functional pilotless flying apparatuses. Device of selective detection of poorly-obsevvable objects in radar systems of on-board control set at pilotness flying apparatuses is considered.

Keywords: antenna, radar system, phased antenna array.

 

Новиков С. Г., Корнеев И. В., Гурин Н. Т. и др. Фотоэлектрический преобразователь угловых величин … 54

Разработан фотоэлектрический преобразователь углов на базе кремниевого позиционно-чувствительного фотоприемника дугообразной формы. Исследованы основные характеристики преобразователя: зависимость выходного сигнала от угла поворота, напряжения питания, а также интенсивности излучения. Установлены особенности поведения фотопреобразователя в диапазоне положительных температур от 25 до 60 °С.

Ключевые слова: фотопреобразователь углов, позиционно-чувствительный фотоприемник, дуговая форма.

Novikov S. G., Korneev I. V., Gurin N. T., et al. Photoelectric transducer of angular parameters

Photoelectric angle transducer based on silicon position-sensitive photodetector of arc shape was developed. Basic transducer characteristics were studied: output signal dependence from rotation angle and also from light intensity. Features of transducer functioning in positive temperature range from 25 to 60 °C were determined.

Keywords: angular phototransducer, position-sensitive photodetector, arc shape.

 

Морозов В. П. Датчик малосигнальной несимметрии полупроводниковых структур … 59

Описан датчик несимметрии, проявляющейся при воздействии слабых двуполярных сигналов на некоторые полупроводниковые структуры. Датчик построен на основе аналогового интегратора, управляемого синхронно с переменным тестовым сигналом.

Ключевые слова: полупроводниковые структуры, аналоговое интегрирование, непрерывные сигналы, малые токи.

Morozov V. P. Sensor of the weak-signal unsymmetry in semiconductive structures

The sensor of the unsymmetrical conductivity in semiconductive structures influenced by weak bipolar signals is described. Sensor is built on the base of analog integrator timed synchronously with alternate testing signal.

Keywords: semiconductive structures, weak currents, analog integration.

 

Ишматов А. Н., Ахмадеев И. Р., Ворожцов Б. И. и др. Лазерная измерительная установка для исследования высококонцентрированных жидкокапельных аэрозолей … 61

При исследовании дисперсности концентрированных жидкокапельных аэрозолей методом малоуглового рассеяния с помощью измерительной лазерной установки проблема влияния многократного рассеяния света на результаты измерений решена сокращением оптического пути, что обеспечивает уменьшение времени начала регистрации с 30 до 8 мс.

Ключевые слова: лазерная измерительная установка, измерение дисперсности, многократное рассеяние света, концентрированный жидкокапельный аэрозоль.

Ishmatov A. N., Akhmadeev I. R., Vorozhtsov B. I., et al. Laser measurement unit for studies of high concentration liquid-drop aerosols

The problem of influence of multiple scattering of light on measurements results in dispersion study of high concentration liquid-drop aerosols by small angle scattering method with laser measurement unit was solved by optical path shortening what ensures the decrease of registration beginning time from 30 to 8 milliseconds.

Keywords: laser measurement unit, dispersion measurement, multiple scattering of light, high concentration liquid-drop aerosol.

 

 

ИЗМЕРЕНИЯ, КОНТРОЛЬ, АВТОМАТИЗАЦИЯ (журнал в журнале)

 

Кнеллер В. Ю., Фаянс А. М. Общие методы преобразования величин: выявление и систематизация … 64

Рассмотрен регулярный подход к выявлению и систематизации возможных общих методов преобразования величин – базовых для построения датчиков, приборов и систем. Он позволяет представить совокупность выявленных методов в виде логически прозрачной и по структуре, и по процедуре построения, иерархической классификационной системы, отражающей происхождение, взаимосвязи, особенности и возможности этих методов. Подход также применим для выявления и систематизации методов осуществления других целенаправленных процессов.

Ключевые слова: целенаправленные процессы, преобразование величин, методы преобразования, систематизация

Kneller V. Yu., Fayans A. M. General methods of quantities tranformation: revealing and systematization

A regular approach to the revealing and systematization of possible general methods of transformation physical quantities - the base for the construction of sensors, instruments and systems is considered. It allows to submit collection of revealed methods as a logical and transparent in their structure, and the procedure of constructing a hierarchical classification system that reflects the origins, relationships, characteristics and capabilities of these methods. Approach is also applicable for revealing and systematization of implementation methods of other purposeful processes.

Keywords: purposeful processes, quantities transformation, methods of transformation, systematization

 

Новости … 75

 

*  *  *

Contents and abstracts … 76