ДАТЧИКИ И СИСТЕМЫ № 3, 2013
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
Беляев М. М., Хитрово А. А. Повышение быстродействия дискретных электрогазоструйных преобразователей. Ч. I. Электромеханические преобразователи … 2
Исследованы возможности повышения быстродействия дискретных электрогазоструйных преобразователей, предназначенных для использования в электроструйных резервных системах управления.
Ключевые слова: преобразователи, электрогазоструйные, дискретные, быстродействие, системы, управления, резервные.
Beljaev M. M., Khitrovo A. A. Increasing of response speed of discrete electric gas-jet transducers. Part I. Electromechanical transducers
The possibilities of improving speed of discrete electrogaz-jet converters, intended for use in the electro-jets reserve control systems.
Keywords: converters, electrogaz fluidic, discrete, high-speed, systems, control, reserve
Жежера Н. И., Самойлов Н. Г. Измерение динамической составляющей расхода газа … 7
Разработаны теоретические положения и реализовано устройство для измерения динамической составляющей расхода газа в общем статическом и динамическом расходе газа путем измерения динамической составляющей части расхода газа, проходящего из трубопровода в пневматическую емкость постоянного объема через преобразователь расхода в виде пневматического сопротивления.
Ключевые слова: газ, измерение, теоретические положения, динамический расход, дифференциальный манометр.
Zhezhera N. I., Samoilov N. G. Measurement of the dynamic part of gas flow
Developed the theoretical situations and device for measuring the dynamic part of gas flow rate in the total static and dynamic flow rate of gas, passing through the pipeline, by measuring dynamic part of the gas flow, passing from this pipeline in pneumatic tank of constant volume through the flow transmitter as a air resistance. The differential pressure gauge is connected to the flow transmitter.
Keywords: device, gas, measurement, theoretical situations, flow rate, dynamic, pressure, manometer, differential.
Скворцов Б. В., Голикова М. И. Исследование процесса регулирования движения жидкости в системе нанесения покрытия на внутреннюю поверхность трубы … 9
Рассмотрена структурная схема системы нанесения покрытия на внутреннюю поверхность трубы. Проанализирован процесс регулирования движением жидкости в системе, основанный на стабилизации скорости движения материала покрытия внутри трубы. Получена математическая модель, описывающая процесс движения жидкого материала в полости трубы. Определены зависимости изменения высоты и скорости движения материала от времени, позволяющие определить полное время слива, а также проводить дополнительный контроль технологического процесса слива по времени. Экспериментальные исследования подтверждают правильность полученной математической модели.
Ключевые слова: система управления, нанесение покрытия, стабилизация скорости, слив жидкости, регулирование, математическая модель, коэффициент сопротивления.
Skvortsov B. V., GolikovaM. I. Study of a process of an adjustment of liquid flow in a system of coating deposition onto tube inner surface
Block schematic diagram of a system of coating deposition onto tube inner surface was considered. A process of liquid flow regulation in a system based on a velocity stabilization of coating material movement in tube cavity was analyzed. Mathematical model describing a process of liquid material flow in tube cavity was derived. Variation dependencies of height and velocity of material movement versus time were derived which allow to determine total discharge duration and also to carry out additional control during technological discharge process. Experimental studies confirm the validity of proposed mathematical model.
Keywords: control system, coating deposition, velocity stabilization, liquid discharge, regulation, mathematical model, drag coefficient.
Пронин И. А., Аверин И. А., Александрова О. А., Мошников В. А. Модифицирование селективных и газочувствительных свойств резистивных адсорбционных сенсоров путем целенаправленного легирования … 13
Проанализированы физико-химические закономерности изменения энергетики адсорбционных центров и влияние на газочувствительные свойства целенаправленного легирования резистивных полупроводниковых датчиков. Установлено, что для минимизации деградационных процессов мультисенсоров необходимо изготавливать каждый элемент из одного материала. При легировании модификаторами важную роль играют многие факторы, особенно значение отношения квадрата заряда иона примеси к радиусу иона. При значении этого фактора меньшим, чем тот же параметр для материнского материала происходит уменьшение числа бренстедовских центров на поверхности и рост влияния центров типа Льюиса. Также отмечено, что решающее влияние на энергетику поверхностных центров вносит дефектность кристаллической структуры (степень отклонения от стехиометрии).
Ключевые слова: золь-гель-технология, льюисовские центры, бренстедовские центры, дефекты в диоксиде олова, чувствительность, селективность.
Pronin I. A., Averin I. A., Aleksandrova O. A., Mochnikov V. A. Modification selectivity and gas sensitive properties resistive sensors by adsorption targeted doping
The physical and chemical laws of change of energy of adsorption sites and the impact on gas sensitive properties of the targeted doping of semiconductor resistive sensors. Found that in order to minimize degradation processes necessary to produce multisensor every element of the same material. By doping modifier role played by many factors, particularly the ratio of the square of the charge of the impurity ion to the radius of the ion. At the value of this factor is smaller than the same parameter for parent-ray material is reducing the number of Bronsted sites on the surface and the rise of centers such as Lewis. Also noted that the decisive influence on energy-tic surface centers makes defectiveness of the crystal structure (the degree of deviation from stoichiometry).
Keywords: sol-gel technology, Lewis centers, Bronsted centers, defects in tin dioxide, sensitivity, selectivity.
Ичкитидзе Л. П., Новиков Н. А. Сверхпроводниковый пленочный концентратор магнитного поля с наноразмерными ветвями … 17
Рассмотрен сверхпроводниковый пленочный концентратор магнитного поля в форме квадратного кольца с суженной активной полосой, перекрывающей пленочный магниточувствительный элемент с гигантским магнитосопротивлением. Показано, что топологическое наноструктурирование активной полосы в виде ее фрагментации на параллельные сверхпроводящие ветви и прорези, имеющие наноразмеры, увеличивает в несколько раз фактор умножения, т. е. концентрацию магнитного поля на магниточувствительном элементе.
Ключевые слова: сверхпроводящие пленки, магнитное поле, концентратор магнитного поля, магниточувствительный элемент, топологическое наноструктурирование, магнитоэнцефалография.
Ichkitidze L. P., Novikov N. A. Superconducting film flux concentrator with nanoscale canals
The object of study is a superconducting film flux concentrator in the form of a round shaped loop with tapered operative strip overlapping the film magneto sensitive element with giant magnetoresistance. It is shown, the topological nanostructuring of the flux concentrator operative strip in the form of fragmentation to nanoscale parallel superconducting canals and slits increases its gain multiplication factor by one or more orders of magnitude, i. e. increases the magnetic field concentration on the magneto sensitive element.
Keywords: superconducting film, magnetic field, flux concentrator, magneto sensitive element, topological nanostructuring, magnetoencephalography.
КОНСТРУИРОВАНИЕ И ПРОИЗВОДСТВО ДАТЧИКОВ, ПРИБОРОВ И СИСТЕМ
Дмитриев С. Ф., Ишков А. В., Маликов В. Н., Сагалаков А. М. Виртуализированный измеритель-трансформер … 22
Разработан датчик трансформаторного типа, позволяющий измерять значение электропроводности и напряженности постоянного магнитного поля. Приведена структурная схема датчика-трансформера и описана методика измерений, позволяющая с высокой точностью восстанавливать значение электропроводности объекта контроля по значениям вносимых напряжений в измерительную обмотку датчика, а также производить измерения напряженности постоянного магнитного поля объекта контроля.
Ключевые слова: электропроводность, токовихревой контроль, магнитное поле.
Dmitriev S. F., Ishkov A. V., Malikov V. N., Sagalakov A. M. Virtualized measuring transformer
This article deals with the transducer of the transformer type that gives us an opportunity to measure the value of the electroconductivity and the intensity of the constant magnetic field. The article is provided with the block diagram of the sensor-transformer and the measuring methods are also given here. These methods make it possible to reconstruct the values of the electroconductivity of the object under control according to the values of the voltage brought into the transducer winding with a pinpoint accuracy. The transducer enables us to measure the intensity of the constant magnetic field of the object under control.
Keywords: conductivity, eddy-current testing, magnetic field.
Исмагилов Ф. Р., Янгиров И. Ф. Датчик вибрационных ускорений со спиральным вторичны элементом … 26
Проведен теоретический анализ датчика вибрационных ускорений со спиральным вторичным элементом (ДВУС). Получены выражения для расчета статических преобразовательных характеристик, которые подтверждены экспериментально.
Ключевые слова: модель, перемещение, точка приведения, форма колебаний, спираль, опытный образец.
Ismagilov F. R., Yangirov I. F. Vibration acceleration sensor with a helical secondary element
The paper reports the analytical relations for the analysis and design of various structures of vibration acceleration sensors with a helical secondary element, on which the calculations are compared with results of experimental studies.
Keywords: model, movement, point reduction, mode shape, spiral, prototype.
Мазин В. Д. О поперечной чувствительности векторных приемников ускорения … 30
Рассмотрены высокочувствительные векторные датчики ускорения с высокой пространственной селективностью на примере конструкции с биморфными пьезоэлементами и струнным подвесом сейсмической системы, обеспечивающей высокую основную и малую поперечную чувствительность. Приводятся конструктивные и схемотехнические пути решения проблемы. Даны примеры конструкций, реализованных для трех областей: промышленной сейсмологии, сейсмометрии и акустических измерений.
Ключевые слова: сейсмология, сейсмометрия, акустические измерения, векторные датчики ускорения, поперечная чувствительность, биморфные пьезоэлементы, струны, собственная частота, частотная коррекция, компенсация.
Mazin V. D. About transverse sensitivity of vectorial acceleration receptors
Highly sensitive vector acceleration sensors with high spatial selectivity were considered on an example of the design of seismic system with bimorph piezoelectric elements and string suspension providing high principal sensitivity and low transversal sensitivity. Structural and circuit methods of problem solving are presented. Design examples were given, realized in three sectors: industrial seismology, seismometry and acoustical measurements.
Keywords: seismology, seismometry, acoustical measurements, vector acceleration sensors, transversal sensitivity, bimorph piezoelectric elements, strings, fundamental frequency, frequency correction, compensation.
Сысоев С. Н., Рыбаков Р. А., Черкасов Ю. В. и др. Сейсмоакустические сигнализаторы раннего предупреждения несанкционированного проникновения на охраняемую территорию … 34
Дано описание сигнализаторов раннего предупреждения несанкционированного проникновения на территорию, охраняемую ретрансляционной сейсмоакустической информационной системой.
Ключевые слова: периметровые средства обнаружения, раннее оповещение о несанкционированном проникновении, сейсмоизлучатели, сейсмосигнализаторы, ретрансляция.
Sysoev S. N., Rybakov R. A., Cherkasov Yu. V., et al. Early warning seismic-acoustical alarm devices of unauthorized penetration into safeguarded territory
The description of early warning alarm devices of unauthorized penetration into territory safeguarded by retransmitting seismic-acoustical informational system is presented.
Keywords: perimeter sensory devices, early warning of unauthorized penetration, seismic radiators, seismic alarm devices, retranslation.
Вотинов М. В., Маслов А. А. Устройство пирометрического контроля температуры в технологиях пищевой промышленности … 38
Приведены конструктивно-технологические характеристики устройства для бесконтактного измерения температуры в термокамерах пищевых производств.
Ключевые слова: бесконтактное измерение температуры, устройство, контроль температуры, инфракрасный датчик.
Votinov M. V., Maslov A. A. The device of temperature’s pyrometric control in technologies of the food industry
Constructive technical characteristics on the device for contactless measurement of temperature are given in article for heat chambers of food productions.
Keywords: contactless measurement of temperature, the device, control of temperature, the infra-red gauge.
Бабаян Р. Р. О предельной чувствительности варикапного измерителя слабых сигналов … 40
Приведен расчет шумов входного каскада усилителя слабых низкочастотных сигналов с модулятором на варикапах. построенного по схеме управляемого автогенератора. Определены параметры входной цепи, обеспечивающие достижение максимальной чувствительности по току.
Ключевые слова: усилитель малых токов, управляемый автогенератор, модулятор на варикапах.
Babayan R. R. On ultimate sensitivity of varicap based weak signals' meter
Noise calculation for input stage of weak low frequency signals' amplifier with varicap modulator designed on self-excited oscillator controlled scheme is presented. Input circuit parameters ensured an achievement of maximum current sensitivity were determined.
Keywords: small-current amplifier, controlled self-excited oscillator, varicap modulator.
Борисов А. В., Козловский С. В., Рубанов И. Л. и др. Интегрированная система экологического мониторинга шхерного района Ладожского озера … 42
Рассмотрены основные вопросы построения интегрированной системы экологического мониторинга шхерного района Ладожского озера, основанной на использовании уникальных плавсредств Карельского филиала ОАО “Концерн “Океанприбор” и интеграции информации от различных датчиков.
Ключевые слова: интегрированная система, экологический мониторинг, датчики.
Borisov A. V., Kozlovsky C. V., Rubanov I. L., et al. Integrated system of environmental monitoring of Lake Ladoga slack area
Principal issues of the construction of integrated system of environmental monitoring of Lake Ladoga slack area based on the use of unique waterborne platforms of Karelian subsidiary of "Concern Okeanpribor" public corporation and the integration of information from different sensors.
Keywords: integrated system, environmental monitoring, sensors.
Зарубежный опыт
Технологии считывания данных приборов учета тепла и их особенности … 45
ИЗМЕРЕНИЯ. КОНТРОЛЬ. АВТОМАТИЗАЦИЯ (журнал в журнале)
Батоврин В. К. Современная системная инженерия. Этапы развития … 48
Рассмотрено развитие системной инженерии, начиная с 1950-х годов по настоящее время. В ретроспективе выделены основные события, характеризующие историю жизни современной системной инженерии, рассмотрен вклад различных исследователей, педагогов, системных мыслителей и организаций в ее становление и практику.
Ключевые слова: системная инженерия, системный подход, жизненный цикл, система систем, стандарты системной инженерии, образование в системной инженерии.
Batovrin V. K. Modern Systems Engineering. Stages of Development
This paper considers the development of modern systems engineering from the 50s to the present day. This retrospective view is intended to provide readers the basic milestones that characterize the history of modern systems engineering and to appreciate the contributions of a few of the many researchers, educators, system thinkers, and organizations to the evolutionary development and practice of systems engineering.
Keywords: systems engineering, systems approach, life cycle, system of systems, systems engineering standards, education in systems engineering.
Новости … 60
ХРОНИКА
МЭМС-Форум 2012 «Моделирование Производство Тестирование». Репортаж из мира высоких технологий … 62
***
Contents and abstracts … 64