Датчики и системы, № 1,2014 г.
ТЕОРИЯ И ПРИНЦИПЫ
ПОСТРОЕНИЯ ДАТЧИКОВ, ПРИБОРОВ И СИСТЕМ
Пономарева О. В., Пономарев В. А.,
Пономарев А. В. Иерархическая морфологическо-информационная
модель системы функционального диагностирования объектов на основе цифровой
обработки сигналов … 2
На основе анализа современного состояния развития
информационно-измерительных систем функционального диагностирования объектов
исследована организация (в широком смысле этого слова) систем данного класса.
Предложено их структурное и алгоритмическое описание на базе системного подхода
в виде обобщенной иерархической функциональной
морфологическо – информационной модели. Сформулированы задачи, решение которых
необходимо для повышения эффективности данного вида диагностирования.
Ключевые слова: цифровая обработка
сигналов, датчики, информационно-измерительных системы функционального
диагностирования объектов, структурное и алгоритмическое описание систем на
базе системного подхода, распознавание образов, критерии эффективности.
Ponomareva O. V., Ponomarev
V. A., Ph. D., Ponomarev A. V. Hierarchical
morphologically-information model diagnosis of functional objects based on
digital signal processing
Based
on analysis of the current state of information-measuring systems functional
diagnosis of objects studied organization (in the broad sense of the word)
systems in its class. Suggested their structural and algorithmic description based on the
systems approach as a generalized hierarchical functional morphologically-information
model. The problems that should be solved to improve the efficiency
of this type of diagnosis.
Keywords: digital signal processing, sensors, information-measuring
system functional diagnosis facilities, structural and algorithmic description
of systems based on a systematic approach, pattern recognition, performance
criteria
Запотылько Н. Р., Катков А. А.,
Синельников А. О. Пассивная термокомпенсация оптического периметра
лазерных гироскопов, изготовленных с использованием различных конструкционных
материалов … 8
Представлены экспериментальные результаты исследования по созданию
пассивной термокомпенсации для стабилизации оптического периметра кольцевого
лазерного гироскопа. Рассмотрено применение подобного метода компенсации для
резонаторов, изготовленных из оптических ситаллов СО-115М и Clearceram.
Показана необходимость предварительного измерения тепловых приращений
оптического периметра лазерного гироскопа. В результате исследований впервые достигнут одномодовый режим работы прибора во всем интервале
рабочих температур.
Ключевые слова: лазерный гироскоп, пассивная термокомпенсация, оптические ситаллы.
Zapotilko N. R.,
Katkov A. A., Sinelnikov A. O. Passive
thermocompensation of optical perimeter of the laser gyroscopes made with use
of various constructional materials
In paper are presented
the experimental results of research of making of passive thermocompensation
for stabilization of optical perimeter of a ring laser gyro. Application
of a similar method of compensation for the resonators made of optical glasses
СО-115М and Clearceram is viewed. Necessity of precheck of thermal increment of
optical perimeter of a laser gyroscope is shown. As a result of research for
the first time it is reached a single-line mode of the device in all interval
of working temperatures.
Keywords: laser gyro, passive thermocompensation.
Маланин В. П., Семенов А. Д. Определение информативных параметров
вихретоковых датчиков с использованием настраиваемых моделей … 14
Рассмотрены вопросы синтеза схемы замещения вихретокового датчика и
определения ее информативных параметров с
использованием настраиваемых моделей
Ключевые слова: настраиваемая
модель, передаточная функция, вихретоковый датчик, эквивалентная схема
замещения датчика, информативный параметр
Malanin V. P., Semenov
A. D. Definition of informative parameters of
vortex-current sensors with use of adjusted models
Questions of synthesis
of an equivalent circuit of the inductive vortex-current sensor and definition
of its informative parameters with use of adjusted models are considered.
Keywords: adjusted models, transmission function, vortex-current current
sensors, equivalent circuit, information-bearing
parameters.
Бобылев Д. А. Определение параметров многоэлементных двухполюсников по мгновенным
значениям отклика на импульсное тестовое воздействие … 18
Рассмотрены возможности измерения параметров многоэлементных
двухполюсников посредством идентификации параметров экспоненциального отклика
измерительной цепи по его мгновенным значениям при импульсном тестовом
воздействии. Приводится анализ погрешностей и устанавливается область
эффективного применения метода.
Ключевые слова: многоэлементный
двухполюсник, экспоненциальный сигнал, равномерная дискретизация, численное
дифференцирование.
Bobylev D. A. Determination of multielement one-ports
parameters over the exponential response samples
Tne method of measuring
of multielement one-ports parameters is described. Tne
method suppose identification required parameters by means of computation over
the exponential response samples. The potential possibilities of one are
discussed. The analysis of the errors and set the effective applications of the
method are provided.
Keywords: parameters of the multielement one-port networks, exponential
signal, uniform discretization, numerical differentiation.
Миронова П. В. Аналитическое описание работы z-термисторов в режиме генерации … 24
Получено математическое описание процессов в объеме полупроводниковых
приборов – z-термисторов в режиме генерации частотно-импульсного выходного
сигнала.
Ключевые слова: микроэлектроника,
полупроводниковые структуры, z-термисторы.
Mironova P. V. Analytical description of z-thermistors functioning in generation mode
Mathematical description
of processes in a volume of semiconductor devices – z-thermistors in the mode
of pulse-frequency output signal generation was obtained.
Keywords: microelectronics, semiconductor structures, z-thermistors.
Семенов В. С. Оптимизация параметров горизонтальной и комбинированной тонкопленочных
магнитных головок … 27
Выполнен анализ магнитного поля тонкопленочной магнитной головки для
записи информации в жестких дисках с горизонтальным расположением полюсов
головки относительно плоскости магнитного носителя жесткого диска, а также
комбинированной головки с горизонтальным и
вертикальными полюсами. Определен оптимальный набор параметров тонкопленочной
магнитной головки (толщина полюса, зазор между полюсами, расстояние между
полюсами и серединой магнитного носителя), при которых обеспечивается
максимальное значение поля записи. Приведены примеры расчета.
Ключевые слова: жесткий магнитный
диск, тонкопленочная магнитная головка, горизонтальный полюс, вертикальный
полюс.
Semjonov V. S. The optimal parameters of the horizontal and combined thin magnetic
heads for information writing into hard magnetic disks
Magnetic field of the thin film magnetic head arranging poles horizontal
relating to the magnetic layer of the hard disk as well as magnetic field of
the thin film magnetic head arranging horizontal and vertical poles are
investigated. The optimal correlation of the head parameters (pole
thickness, pole gap and distance between the poles and the middle of magnetic
layer) giving maximal writing field is determined. The practical examples of
the numerical computation of the magnetic head parameters for the cases of
different poles positions relating to the magnetic layer of the hard disk are
presented.
Keywords: hard magnetic disk, thin film magnetic head, horizontal pole,
vertical pole.
КОНСТРУИРОВАНИЕ И
ПРОИЗВОДСТВО ДАТЧИКОВ, ПРИБОРОВ И СИСТЕМ
Крышталь Р. Г., Медведь А. В.,
Проказин Ф. Е., Соколова А. А. Чувствительные
элементы на основе резонатора на ПАВ для датчиков температуры с
термометрической лупой … 31
Приведены результаты исследования резонаторов на ПАВ со звукопроводом из
“черного” ниобата лития в качестве чувствительных элементов с частотным
форматом выходного сигнала для датчиков температуры в диапазоне до 250 °С
с линейной характеристикой и точностью измерения ~0,1 °С.
Предложена и экспериментально продемонстрирована методика применения таких
чувствительных элементов с фазовым форматом выходного сигнала в качестве
термометрической “лупы”, позволяющая обнаруживать и измерять малые изменения
температуры (~0,002 °С), происходящие в окрестностях фиксированной
температуры, “грубо”, с точностью 0,1 °С,
измеренной чувствительным элементом в частотном формате.
Ключевые слова:
поверхностные акустические волны, пьезоэлектрик, резонатор, S-параметры,
чувствительный элемент, датчика, температура, частота, фаза, отклик, подложка,
встречно-штыревой преобразователь.
Kryshtal R. G., Medved
A. V., Prokazin F. E., Sokolova A. A. Sensitive elements on
the base of SAW resonator for temperature sensors with a “magnifying glass”
Investigation
results of SAW resonators on "black" lithium niobate substrate as
sensitive elements for temperature sensors in the range up to 250OC with a
straight-line temperature-frequency characteristic and measurement accuracy ~0. 1ОС are given. The technique
of application of such sensitive elements but with a phase format of an output
signal as the thermometric "magnifying glass" is suggested.
Possibilities of observing and measuring of small changes of temperature (~0,002ОС)
in vicinities of the temperature "roughly" (with an accuracy of
0,1OC) measured by the sensitive element with an output signal in frequency
format are shown experimentally.
Keywords: surface acoustic waves, piezoelectric, resonator,
S-parameters, sensitive element, sensor, temperature, frequency, phase,
response, substrate, interdigital transducer.
Белов А. А., Виноградов А. Н., Егоров
В. В. и др. Возможности использовании
координатно-чувствительных монофотонных УФ-С-датчиков для навигации воздушных
судов в зоне аэродрома … 37
Приведено описание навигационной системы захода воздушных судов на
посадку, являющейся инструментом резервирования аэродромных
систем. Система использует УФ-С спектральный диапазон и монофотонную
технологию. Для определения местоположения воздушного судна относительно
взлетно-посадочной полосы используются наземные и бортовые излучатели (маяки) и
приемники УФ-С-диапазона.
Ключевые слова:
посадка, воздушное судно, аэродром, взлетно-посадочная полоса, монофотонная
технология, УФ-С-диапазон, детектор, маяк, времяимпульсная модуляция.
Belov A. A.,
Vinogradov A. N., Egorov V. V., et al. Possibilities
of using position sensitive monophoton UV-C sensors for the aircrafts
navigation in the airport region
The description of
navigation aviation system for airplanes approach landing which are instrument
of “hot backup” for an airdrome systems is given. The system uses UV-C
spectral range and monophoton technology. Ground-based and aboard radiating
elements (beacons) and receivers of UV –C band are used for the determination
of aircraft position relatively of the landing strip.
Keywords: landing, aircraft, airdrome, landing strip, monophoton
technology, UV-C band, beacon, time-pulse modulation
Савельев Ю. В. Прецизионные пьезорезонансные датчики давления
… 42
Представлены результаты разработки в ОАО “НПП “Радар-ммс” прецизионных
кварцевых пьезорезонансных датчиков давления классов 0,08 и 0,02 с цифровым
выходом.
Ключевые слова: прецизионные кварцевые пьезорезонансные датчики давления;
пьезометры; измерение давления воздуха и уровня морской воды, гидравлической
жидкости в системах управления; подводные аппараты; круговая диаграмма
погрешностей датчика; температурный гистерезис; модули калибраторов класса
0,02.
Savel'ev Yu. V. Precision piezo-resonance pressure
transducers
Results of working out
of of 0,08 and 0,02 classes with digital output have
been presented at Radar mms JSC.
Keywords: sensitive quartz piezoresonanse pressure transducers,
submersible crafts, pie chart.
Галенко Ю. А., Савин И. И.,
Старыгина О. В. Система диагностирования
эффективности работы ультразвукового оборудования на основе электронно-оптических
устройств … 44
Рассмотрен принцип работы и предложен вариант реализации системы
диагностирования, предназначенной для оценки эффективности ультразвукового
воздействия на жидкость. Показано, что в качестве критерия
эффективности преобразования энергии ультразвуковых колебаний в энергию
ударных волн может использоваться размах вариации величины, обратной
коэффициенту пропускания света кавитационной областью. Описан пример
экспериментального определения этого критерия.
Ключевые слова: кавитация,
кавитационный процесс, дисперсная система, ультразвуковая энергия, коэффициент
рассеяния излучения.
Galenko Yu. A., Savin
I. I., Starygina O. V. System of diagnostics of operational effectiveness of
ultrasonic equipment based on electronic-optical systems
The article describes
the principle of operation and the proposed variant of realization of
diagnostics system designed to assess the efficiency of ultrasonic influence on
liquid. It is shown that as a criterion of efficiency of transformation
of energy of ultrasonic fluctuations in energy shock waves can be used
variations of the reciprocal of the coefficient of light transmission
cavitation area. Describes an example of the experimental determination of the
criterion.
Keywords: cavitation, the process of cavitation, disperse system,
ultrasonic energy, the coefficient of the scattering.
Сидоренко А. И., Павлов А. Н.,
Сыпин Е. В. Разработка лабораторного образца пирометрического датчика координат очага возгорания
с полевой диафрагмой … 48
Рассмотрен лабораторный образец пирометрического датчика координат очага
возгорания с полевой диафрагмой. Приведено описание структурной схемы датчика,
конструкции оптической системы и электронной части, а также исследование работы
оптической системы на базе компьютерного моделирования. Рассмотрен алгоритм
обработки данных для электронной части лабораторного образца датчика.
Ключевые слова:
пирометрический, датчик, очаг, взрыв, оптический, затвор, система,
компьютерное, моделирование, конструкция, алгоритм.
Sidorenko A. I.,
Pavlov A. N., Sypin E. V. Development of laboratory model of
pyrometrical sensor of coordinates of a hotbed of fire with field diaphragm …
Laboratory model of
pyrometrical sensor of coordinates of a hotbed of fire with field diaphragm was
considered. A description of sensor structural diagram, optical system and
electronic part design, and also a study of optical system functioning based on
computer simulation were presented. Data processing algorithm for electronic
part of sensor laboratory model is considered.
Keywords: pyrometrical, sensor, hotbed, explosion, optical, shutter,
system, computer, simulation, structure, algorithm.
Новые приборы
Беспроводной датчик вращения шестерни … 53
ИЗМЕРЕНИЯ, КОНТРОЛЬ, АВТОМАТИЗАЦИЯ
(журнал в журнале)
Касаткин С. И., Муравьев А. М.,
Васильева Н. П. Перспективные направления
магнитной спинтроники: наноэлементы с переносом спина
… 55
Дан обзор результатов разработки и исследования
перспективных спин-вентильных и спин-туннельных магниторезистивных
наноэлементов с переносом спина. Данное направление спинтроники является
развитием ведущихся в мире исследований элементов с гигантским
магниторезистивным сопротивлением и позволяет существенно уменьшить размеры
устройства, упростить его конструкцию и улучшить технические характеристики.
Ведутся разработки запоминающих устройств с произвольной
выборкой, сенсоров магнитного поля и головок считывания с переносом спина.
Ключевые слова:
магнитная спинтроника, магниторезистивные наноэлементы с переносом спина.
Kasatkin S. I., Murav'ev
A. M., Vasil'eva N. P. Prospective directions for magnetic
spintronics: nanoelements with spin transfer
Review of results of a
development and an investigation of prospective spin-gated and spin-tunneling
magnetoresistive nanoelements with spin transfer. This direction of spintronics
is the development of studies of elements with giant magnetoresistive
resistance in the world and it allows substantially decrease device sizes,
simplify its design and improve technical characteristics. Developments of storage
devices with random access, magnetic field sensors and sensing heads with spin
transfer are carried out.
Keywords: magnetic spintronics, magnetoresistive nanoelements with spin
transfer.
Новости … 60
* * *
Contents and abstracts …63