Датчики и системы, № 11, 2015
Sensors and Systems, N 11,
2015
С О Д Е Р Ж А Н И Е и А Н Н О Т А Ц И И
C O N T E N T S AND A B S T R A C T S
ТЕОРИЯ
И ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ДАТЧИКОВ, ПРИБОРОВ И СИСТЕМ
THEORY AND CONSTRUCTION PRINCIPLES OF SENSORS,
DEVICES AND SYSTEMS
Гридин В. Н.,
Анисимов В. И., Ахмад А. Д.
ВЕБ-СЕРВИСЫ ДЛЯ РАСЧЕТА ВЕКТОРНОЙ
ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ПЕРЕМЕННЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ К ИЗМЕНЕНИЮ ВНЕШНИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ … 3
Аннотация: Рассмотрено
построение вычислительного метода веб-сервисов для расчета нестабильности
стационарного режима нелинейных электронных схем к вариации ряда параметров
компонентов (резисторов, транзисторов, параметров передачи управляемых
источников), а также параметров внешних воздействий – температуры, давления,
влажности и других. Предложена структура программного обеспечения на основе
компактной обработки разреженных матриц с использованием сжатия данных.
Ключевые слова: распределенные САПР электронных схем, веб-технологии, веб-сервисы, сервис-ориентированная
архитектура.
Gridin V. N., Anisimov V. I., Ahmad A. D.
BUILDING WEB SERVICES FOR THE CALCULATION OF
STEADY STATE INSTABILITY OF NONLINEAR SYSTEMS … 3
Abstract: The technique for
constructing web services for the calculation of steady state instability of nonlinear systems to variations
in the parameters. Notes the importance of the problem, since lack of attention
to this problem can lead to an unacceptable change in the basic characteristics
of an electronic circuit or even in permanent impairment of their functioning due
to exceeding the permissible power dissipated on some components. As variable
parameters can take values of resistors and transmission parameters controlled
sources and arbitrary parameters of external influences (temperature, pressure,
humidity, etc.). We consider the structure of the software, based on the
compact processing of sparse matrices using data compression, which provides
high performance computing activities of great importance in the operation of a
distributed system on the Internet.
Keywords: computer-aided
design, web technology, web services, service-oriented architecture.
Акулов В. В.
РАБОТА СИСТЕМЫ СИНХРОНИЗАЦИИ ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ В ПРИСУТСТВИИ ШУМОВ … 9
Аннотация: Приведен
анализ работы системы синхронизации псевдослучайных последовательностей в
системе контроля ошибок в цифровых каналах связи при наличии шума. Обоснована
возможность измерения коэффициента ошибок произвольного уровня.
Ключевые слова: система синхронизации, псевдослучайная
последовательность, коэффициент ошибок, цифровой канал связи.
Akulov V. V.
THE ANALYSIS OF THE WORKING OF THE
SYNCHRONIZATION SYSTEM OF THE PSEUDO RANDOM SEQUENCES BY PRESENCE OF THE
ERRORS, DEFIANT BY NOISE … 9
Abstract: The analysis of the operation of
the pseudo random sequences synchronization system in the control error system in the digital control channels by
presence of the noise is carried out. The feasibility of the measuring of the
error coefficient of the arbitrary level is substantiated.
Keywords: synchronization
system, pseudo random sequence, error coefficient, digital control channel.
Соколовский А. А., Задворнов С. А.
ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЕ КОДИРОВАНИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ В
ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ … 17
Аннотация: Предложен
способ кодирования информации для волоконно-оптических измерительных
систем с питанием оптическим излучением, позволяющий ограничить мощность
питания до взрывобезопасного уровня. Рассмотрены возможности
мультиплексирования нескольких измерительных каналов. Представлены варианты
простых схемотехнических решений для реализации предложенного способа.
Ключевые слова: волоконно-оптические датчики с оптическим питанием,
широтно-импульсная модуляция.
Sokolovsky A. A., Zadvornov
S. A.
POWER-EFFICIENT CODING IN OPTICALLY POWERED
FIBER OPTIC SENSORS … 17
Abstract: In order to reduce the remote power consumption in
optically powered fiber optic sensors an advanced pulse-width modulation method
was developed which allows limiting of the optical power transmitted through
the fiber down to the explosion-proof level. The possibility of multiplexing of
the significant number of measuring channels is considered in the paper. The
different hardware solutions to implement the developed method are presented.
Keywords: optically powered fiber optic sensors, pulse-width
modulation.
КОНСТРУИРОВАНИЕ И ПРОИЗВОДСТВО ДАТЧИКОВ, ПРИБОРОВ И
СИСТЕМ
DESIGN AND PRODUCTION OF SENSORS, DEVICES AND
SYSTEMS
Представляет
Нижегородский государственный
технический университет им. Р. Е. Алексеева
Мякиньков А. В., Смирнова Д. М., Кузин А. А., Буров
В. Н.
МНОГОПОЗИЦИОННАЯ ПРОСВЕТНАЯ РАДИОЛОКАЦИОННАЯ СИСТЕМА С
ПОДВИЖНЫМИ ПОЗИЦИЯМИ … 21
Аннотация: Рассмотрены
особенности пространственно-временной обработки сигналов в многопозиционной
просветной радиолокационной системе с передающими позициями, расположенными на
подвижных воздушных носителях, при решении задачи обнаружения малозаметных
воздушных объектов. Рассматривается алгоритм пространственно-временной
обработки сигналов, обеспечивающий формирование диаграммы направленности
передающей антенной решетки. Исследовано влияние случайных порывов ветра на
стабильность диаграммы направленности. Приведены результаты математического
моделирования.
Ключевые слова: многопозиционная
радиолокационная система, виртуальная антенная решетка, подвижные позиции, пространственно-временная обработка.
Myakinkov A. V., Smirnova
D. M., Kuzin A. A., Burov
V. N.
MULTI-STATIC FORWARD SCATTER
RADAR WITH MOVING POSITIONS … 21
Abstract: The paper deals with the specific
features of space-time processing in multi-static forward scatter radar with
airborne transmit positions. The advantages of such a system for the task of
low-observable aerial targets are discovered. The algorithm of space-time signal processing
that provides forming of radiation pattern of thinned transmitting antenna
array is considered. The influence of random wind gusts upon the stability of
radiation pattern is investigated. The results of mathematical modeling are
presented.
Keywords: multi-static radar, virtual antenna array, moving positions,
space-time processin
Андриянов А. В.
ОСОБЕННОСТИ НОРМИРОВАНИЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
ЦИФРОВОГО ОСЦИЛЛОГРАФА С КОРРЕКЦИЕЙ ПЕРЕХОДНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ … 27
Аннотация: Описаны
особенности нормирования метрологических парметров переходной характеристики (ПХ)
цифрового осциллографа. Показано, что соотношение между временем нарастания и
полосой пропускания, а также величина выброса ПХ
зависят от соотношения частоты дискретизации и полосы пропускания. Приведен
алгоритм коррекции ПХ и получены минимально
достижимые значения выброса ПХ и времени нарастания
при заданных соотношениях между полосой пропускания и частотой дискретизации.
Ключевые слова: цифровой осциллограф, переходная
характеристика, выброс, интерполяция, коррекция.
Andriyanov A. V.
THE METROLOGICAL CHARACTERISTICS OF THE
TRANSIENT RESPONSE OF DIGITAL OSCILLOSCOPES … 27
Abstract: The metrological characteristics
of the digital oscilloscope transient response are described. It is shown that
the relation between the rise time, the bandwidth and the value of overshoot
depends on the ratio sampling frequency and bandwidth. The algorithm
of correction transient response for obtain minimum achievable overshoot
values and the rise time with a predetermined ratio between the bandwidth and
sampling rate are given.
Keywords: digital oscilloscope, digital correction, transient
response, overshoot, interpolation.
Никулин С. М.,
Терентьев А. А.
ЧАСТОТНО-СЕЛЕКТИВНЫЙ МНОГОПОЛЮСНЫЙ РЕФЛЕКТОМЕТР … 31
Аннотация: Рассмотрен
новый подход к построению измерителей параметров рассеяния нелинейных СВЧ-устройств на основе известных многополюсных
рефлектометров и оригинального принципа частотно-селективного диодного
преобразования. Приводятся теоретическое обоснование предлагаемого подхода, а
также результаты моделирования, подтверждающие возможность и целесообразность
его практической реализации.
Ключевые слова: многополюсная рефлектометрия,
параметры рассеяния, СВЧ-устройства, частотная
селекция.
Nikulin S. M., Terent'ev
A. A.
Abstract: The paper deals with new approach by developing the vector network
analyzers based on a combination of well-known multi-port reflectometers
and original frequency-selective diode transducing
method. The theoretical justification of the approach
and the modeling results acknowledging the opportunity and expedience of the
practical use of this approach are presented.
Keywords: multi-port
reflectometer, scattering parameters of high-frequency
devices, frequency selection.
Мельников В. И., Тепляшин И. А., Иванов В. В.
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЛНОВОДНОГО АКУСТОИМПЕДАНСНОГО
УРОВНЕМЕРА В ВОДЯНОМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕ ВЫСОКИХ ПАРАМЕТРОВ … 36
Аннотация: Рассмотрены
результаты экспериментального исследования работы акустоимпедансного
уровнемера с волноводом продольных волн в водяном теплоносителе высоких параметров
– давлении до 18 МПа, температуре до 350 °С. Показано, что прибор
устойчиво работает в данных условиях, однако, необходима коррекция показаний,
учитывающая изменение волнового сопротивления теплоносителя. Прибор
предназначен для применения в теплообменном оборудовании тепловой и атомной
энергетики.
Ключевые слова: уровнемер, акустический волновод, пьезопреобразователь, водяной теплоноситель высоких
параметров, 350 °С, 18 МПа,
энергетическое оборудование.
Mel’nikov V.
THE STUDY OF ACOUSTIC IMPEDANCE LEVEL GAGE INTO
WATER COOLANT UNDER HIGH PRESSURES AND TEMPERATURES … 36
Abstract: The experimental study of the
acoustic impedance level gage with longitudinal waves
waveguide under pressure up to 18 MPа and at temperature up to 3500 °C was discussed. It has been shown,
that the developed device
operated stably at this external parameters on condition that the wave
resistance of the coolant must be corrected. The device may be useful for
control of heat exchange equipment of thermal and nuclear power energetic.
Keywords: level
gage, an acoustic waveguide, a piezoelectric
transducers, water coolant at high pressure up to 18 MPa
and at 3500C, power equipment.
Данилов А. В., Радионов А. А.
РАСПРОСТРАНЕНИЕ ОБЪЕМНЫХ ВОЛН В МОНОКРИСТАЛЛЕ НИОБАТА ЛИТИЯ … 40
Аннотация: Рассмотрены
дисперсионные свойства объемных волн в монокристалле LiNbO3.
Показано, что в направлении оси симметрии кристалла могут распространяться одна
продольная и две поперечных волны, а произвольном направлении – квазипродольные и квазипоперечные
волны. Полученные результаты могут быть использованы при создании
акустоэлектронных устройств радиоэлектроники, таких как фильтры, линии
задержки, резонаторы.
Ключевые слова: объемные
акустические волны, кристалл LiNbO3, дисперсионное уравнение.
BULK WAVES PROPAGATING IN THE
Abstract: Dispersion
characteristics of bulk waves in monocrystal LiNbO3 was researched. It was proved,
that three waves are
able to propagate in the direction of axis of symmetry: one longitudinal and
two transverse; quasi-longitudinal and quasi-transverse waves propagates at
random direction. Conclusions able to be used during create acoustoelectronic
devices, such as filters, resonators, delay lines.
Keywords: bulk acoustic wave, crystal LiNbO3, equation dispersion.
***
Безменов В. С.
ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ
РАСХОДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК АДГЕЗИВНЫХ СОСТАВОВ ДЛЯ
СБОРОЧНЫХ ПРОИЗВОДСТВ … 45
Аннотация: Предложен
новый метод и соответствующая аналитическая методика определения и
прогнозирования расходных характеристик гидравлического тракта линии
транспортирования (ЛТ) и дозирования клеевых составов
(КС) в сборочных производствах с клеевыми соединениями. Рассмотрена
измерительная установка для определения зависимости суммарного коэффициента
потерь давления на местные сопротивления от числа Рейнольдса.
Метод позволяет в лабораторных условиях оперативно и с высокой степенью
достоверности получать точки расходной характеристики проектируемого тракта с
варьируемыми заданными диапазонами дозирования, физическими параметрами КС и
конструктивными параметрами ЛТ.
Ключевые слова: клеевые составы, сборочные
производства, система
автоматизированного дозирования, отмеривание дозы по времени, измерительная
установка, регулятор перепада давлений, дозирующее устройство, гидравлический
тракт, суммарный коэффициент потерь напора на местных сопротивлениях, метод
определения расходной характеристики, прогнозирование расходных характеристик.
Bezmenov V. S.
MEASURING SYSTEM FOR DETERMINING AND PREDICTING
FLOW CHARACTERISTICS ADHESIVE ASSEMBLY PLANTS … 45
Abstract: We propose a new method and the corresponding
analytical methods of determining and predicting flow characteristics hydraulic
path of the transfer line (LTL) and dispensing adhesives (COP) in Assembly
industries with adhesive joints; to implement the proposed method of
measurement setup to
determine the dependence of the total pressure loss coefficient of local
resistance on the Reynolds number; the method allows the laboratory to quickly
and with a high degree of reliability to obtain point discharge characteristics
of the projected path with a variable specified ranges of dosing, physical
parameters of the COP and design parameters LT.
Keywords: adhesives,
Assembly plants, automated batching, measuring dose over time, measurement
setup, the regulator of differential pressure metering device, hydraulic
system, total coefficient of pressure losses at local resistances, method of
determining flow characteristics, prediction of the flow characteristics.
Самотаев Н. Н., Облов К. Ю., Иванова А. В., Андреев
А. О., Васильев А. А., Соколов А. В., Писляков А. В.
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ДЛЯ ГАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ДАТЧИКОВ МЕТОДОМ ЛАЗЕРНОЙ МИКРООБРАБОТКИ … 52
Аннотация: Представлен оригинальный технологически эффективный процесс
создания нагревательных элементов по общеизвестной технологии изготовления микроэлектромеханических систем (далее – МЭМС) для использования в газочувствительных
датчиках, ориентированных на специализированное применение по заказу, где зачастую
важна многофункциональность технологии и возможность оперативной перенастройки
оборудования, позволяющая создавать в день по несколько небольших серий
нагревателей и мембран с различными топологиями без применения фотолитографии.
Ключевые слова: лазерная гравировка, нагревательный
элемент, керамические структуры.
Samotaev N. N., Oblov
K. Yu., Ivanova A. V., Andreev A. O., Vasiliev A. A., Sokolov A. V., Pisliakov A. V.
GAS SENSORS MICROHOTPLATES
FABRICATION TECHNOLOGY BASED ON LASER MICROMACHINING … 52
Abstract: An original technologically
efficient process of creating a microheaters using
well-known technology of microelectromechanical
systems (hereinafter – MEMS) for use in gas-sensitive
sensors focused on specialized
applications, where is often important versatility of technology and the
possibility of rapid reconfiguration of equipment, allowing to create a few
small series heaters and membranes with different topologies without using
photolithography in a day, is presented.
Keywords: laser engraving, microheater,
ceramic structures.
Трофимов А. А., Бастрыгин К. И.
ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОЙ СТАБИЛЬНОСТИ КРИСТАЛЛОВ ДЛЯ
СОЗДАНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ ДИНАМИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ
… 56
Аннотация: Проведены
исследования ряда перспективных пьезокристаллов.
Рассмотрены конструктивные решения измерительного блока для высокотемпературного
чувствительного элемента. Представлена базовая конструкция
чувствительного элемента датчика динамического давления.
Ключевые слова: пьезоэлектрический
датчик, пьезокристалл,
динамическое давление, пьезоматериал, чувствительный
элемент.
Trofimov A. A., Bastrygin
K. I.
RESEARCH THERMAL STABILITY OF
Abstract: Researches of a number of
perspective piezocrystals are conducted. Constructive
solutions of the block measuring for a high-temperature sensitive element are
considered. The basic design of a sensitive element of the sensor of dynamic
pressure is presented.
Keywords: piezoelectric
sensor, piezocrystal,
dynamic pressure, piezomaterial, sensitive element.
Жирабок А. Н., Зуев А. В., Проценко А. А., Туфанов И. Е., Филаретов В. Ф., Щербатюк
А. Ф.
ПОСТРОЕНИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМЫ
СЧИСЛЕНИЯ ПУТИ МАЛОГАБАРИТНОГО АВТОНОМНОГО НЕОБИТАЕМОГО ПОДВОДНОГО АППАРАТА С
АККОМОДАЦИЕЙ К ОШИБКАМ В ПОКАЗАНИЯХ ДАТЧИКОВ … 60
Аннотация: Рассмотрен
подход к построению надежной системы счисления пути для малогабаритного
автономного необитаемого подводного аппарата с аккомодацией к некорректным
показаниям датчиков. Этот подход основан на использовании кинематической модели
аппарата и специального комплексирования навигационной информации. Его
достоинством является простота реализации и высокая точность компенсации
ошибок, выявляемых в показаниях навигационных датчиков в условиях
неопределенности и существенной переменности параметров окружающей среды.
Приведены результаты экспериментальных исследований, которые подтверждают
высокую эффективность предложенной системы.
Ключевые слова: навигация,
аккомодация, автономный
необитаемый подводный аппарат.
Zhirabok A. N., Zyev
A. V., Protsenko A. A., Tuphanov I. E., Filaretov V. F., Scherbatyuk
A. F.
DESIGN AND INVESTIGATION OF DEAD RECKONING
SYSTEM WITH ACCOMMODATION TO SENSORS ERRORS FOR AUTONOMOUS UNDERWATER VEHICLE …
60
Abstract: In this paper, the approach to
creation of reliable elements for the small-sized autonomous underwater vehicle navigation system with
accommodation to incorrect sensors information is proposed. This approach is
based on use of kinematic model of underwater
vehicles and a special navigation data fusion. The advantage of proposed method
is simplicity of realization and high precision of compensation of the revealed
incorrect information (errors) in the conditions of uncertainty and essential
variability of parameters of environment. Results of experiments confirm high
efficiency of the offered system.
Keywords: navigation,
fault tolerance control, autonomous
underwater vehicles.
ИЗМЕРЕНИЯ,
КОНТРОЛЬ, АВТОМАТИЗАЦИЯ (журнал в журнале)
MEASUREMENT, CONTROL,
AUTOMATION (Journal in journal)
Ицкович Э. Л.
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ СИСТЕМ
УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ … 68
Аннотация:
Рассматриваются тенденции развития систем автоматизации (СА) технологических
процессов. Выделяются основные направления развития их структуры и технических
и программных компонентов.
Ключевые слова: развитие СА технологического процесса,
перспективные структуры СА, развитие
компонентов СА, совершенствование взаимосвязи СА с операторами.
Itckovich E. L.
CURRENT TRENDS IN THE DEVELOPMENT OF AUTOMATIC
PART OF PROCESS CONTROL SYSTEMS … 68
Abstract: The tendencies
of development of process control
systems are considered. The main directions of development of their structure and components
are highlighted.
Keywords: development
of automation systems (AS) for technological process, AS advanced structures, development of AS components, perfection of an
interconnection of AS and operators
ПРИГЛАШЕНИЕ К ПРЕДСТАВЛЕНИЮ ДОКЛАДОВ НА КОНФЕРЕНЦИИ И
СИМПОЗИУМЫ … 76
СALL FOR PAPERS AT CONFERENCES AND SYMPOSIA … 76