Датчики и системы, № 8, 2015

Sensors and Systems, N 8, 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

Гродзенский Я. С., Чесалин А. Н.

РАЗЛИЧЕНИЕ ГИПОТЕЗ О ВЕЛИЧИНЕ МАСШТАБНОГО ПАРАМЕТРА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЙБУЛЛА МЕТОДОМ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО АНАЛИЗА … 3

Аннотация: Рассмотрена сравнительная эффективность последовательных критериев с непрерывной и дискретной реализацией при проверке двух простых гипотез о значении масштабного параметра распределения Вейбулла. Методом статистического моделирования исследуются сравнительные характеристики среднего значения продолжительности испытаний, необходимого для принятия решения.

Ключевые слова: испытания на надежность, распределение Вейбулла, последовательный критерий, отношение правдоподобия, статистическое моделирование.

Grodzenskiy Ya. S., Chesalin A. N.

THEORY AND CONSTRUCTION PRINCIPLES OF SENSORS, DEVICES AND SYSTEMS TESTING HYPOTHESES ABOUT THE VALUE OF THE SCALE PARAMETER OF THE WEIBULL DISTRIBUTION BY THE METHOD OF SEQUENTIAL ANALYSIS … 3

Abstract: The comparative efficiency of sequential criteria with continuous and discrete realization and in testing two simple hypotheses about the value of the scale parameter of the Weibull distribution is investigated. The comparative characteristics of the average time of trials required for decision-making are researched by the method of statistical modeling.

Keywords: reliability testing, Weibull distribution, the sequential criterion, likelihood ratio, statistical modeling.

Кривобоков Е. Э., Телегин А. М.

ПОГРЕШНОСТИ РЕГИСТРАТОРА ПАРАМЕТРОВ СВЕТОВЫХ ЯВЛЕНИЙ, ВЫЗВАННЫХ ВЫСОКОСКОРОСТНЫМ УДАРОМ … 8

Аннотация: Рассмотрено проектирование лабораторного стенда для исследования световых явлений при высокоскоростном ударе твердых микрочастиц алюминия, об открытую конструкцию космических аппаратов. Получены оценки погрешностей, возникающих при сборе и обработке полученных результатов.

Ключевые слова: высокоскоростной удар, космический мусор, метеороид, космический аппарат, световая вспышка, фотоэлектроный умножитель, микроконтроллер, усилитель, оптическая развязка.

Krivobokov Ye. E., Telegin A. M.

ERRORS OF MEASUREMENT OF THE MODULE FOR REGISTRATION OF PARAMETERS OF THE LIGHT PHENOMENA CAUSED BY HIGH-SPEED IMPACT … 8

Abstract: The designing is considered of the laboratory stand for research of the light phenomena by high-speed impact of firm aluminum microparticles against airframe of space vehicle. Estimations are obtained for errors while processing of the received results.

Keywords: high-speed impact, space dust, meteoroid, space vehicle, light flare, photoelectronic multiplier, microcontroller, amplifier, optical outcome.

Представляет Нижегородский государственный
технический университет им. Р. Е. Алексеева

Nizhny Novgorod State Technical University n. a. R. E. Alekseev presents

Букварев Е. А., Кузин Ал. А., Плужников А. Д., Буров В. Н.

МНОГОПРОЦЕССОРНЫЕ МОДУЛИ ДЛЯ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОЙ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ … 12

Аннотация: Приведены результаты разработки и сравнительного анализа вариантов построения многопроцессорных модулей, реализуемых на основе высокопроизводительных отечественных процессоров цифровой обработки сигналов.

Ключевые слова: многопроцессорный модуль, цифровая обработка сигналов, сигнальный процессор, системная шина, пропускная способность.

Bukvarev E. A., Kuzin Al. A., Pluzhnikov A. D., Burov V. N.

MULTI-PROCESSOR MODULES FOR HIGHLY PRODUCTIVE DIGITAL SIGNAL PROCESSING … 12

Abstract: The results of the development and comparative analysis of options for building multi-processor modules implemented on the basis of a domestic high-performance digital signal processors.

Keywords: multiple-processor module, digital signal processing, signaling processor, system bus, transmission capacity.

Кузин Ал. А., Букварев Е. А., Рындык А. Г.

МУЛЬТИПРОЦЕССОРНЫЕ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОРНЫХ МОДУЛЕЙ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ … 17

Аннотация: Рассмотрены варианты построения многопроцессорных вычислительных систем, построенных на базе цифрового сигнального процессора, производимого в ЗАО “ПКК Миландр”. Приведены основные технические характеристики.

Ключевые слова: цифровая обработка, сигнальный процессор, мультипроцессорная система, производительность.

Kuzin Al. A., Bukvarev E. A., Ryndyk A. G.

MULTIPROCESSOR SYSTEMS BASED ON HIGH-PERFORMANCE PROCESSOR MODULES DIGITAL SIGNAL PROCESSING … 17

Abstract: Considered variants for building a multiprocessor computing modules based on the digital signal processor produced in ZAO «PKK Milandr». Specification of quantity is presented.

Keywords: digital signal processing, signaling processor, multiprocessing system, performance.

Кузин Ал. А., Кузин Ан. А., Ястребов А. В.

ВЫБОР ПРОЦЕССОРА ДЛЯ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ … 21

Аннотация: Рассмотрены характеристики современных и перспективных процессоров цифровой обработки сигналов ведущих российских производителей. Приведено краткое описание отличительных особенностей процессоров и результаты сравнительного тестирования отечественного высокопроизводительного сигнального процессора и его аналога ADSP-TS201S TigerSHARC.

Ключевые слова: цифровая обработка сигналов, перспективные сигнальные отечественные процессоры, сравнение производительности сигнальных процессоров.

Kuzin Аl. А., Kuzin Аn. А., Yastrebov А. V.

THE CHOICE OF DIGITAL SIGNAL PROCESSOR … 21

Abstract: The paper discusses special characteristics of modern and advanced digital signal processors of the leading Russian manufacturers. A brief description of the different features of processors lists. The results of comparative testing between the domestic high-performance signal processor ВПЦОС and ADSP-TS201S TigerSHARC are presented.

Keywords: digital signal processing, perspective domestic signaling processors, comparison of signal processors.

Кузин Ал. А., Кузин Ан. А., Ястребов А. В.

СРАВНЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СИГНАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОРОВ … 25

Аннотация: Рассмотрены характеристики процессоров цифровой обработки сигналов ADSP-TS201S и 1967ВЦ2Ф. Приведено краткое описание отличительных особенностей процессоров и результаты сравнительного тестирования с использованием алгоритма быстрого преобразования Фурье.

Ключевые слова: цифровая обработка сигналов, перспективные сигнальные процессоры, сравнение производительности сигнальных процессоров, быстрое преобразование Фурье.

Kuzin Аl. А., Kuzin Аn. А., Yastrebov А. V.

PERFORMANCE COMPARISON OF DIGITAL SIGNAL PROCESSORS … 25

Abstract: The paper discusses special characteristics of digital signal processors ADSP-TS201S and 1967ВЦ2Ф. A brief description of the various features and results of comparative testing using fast Fourier transform algorithm of domestic high efficiency processor 1967ВЦ2Ф and it prototype ADSP-TS201S TigerSHARC.

Keywords: digital signal processing, advanced processors, comparison test of signal processors, fast Fourier transform.

КОНСТРУИРОВАНИЕ И ПРОИЗВОДСТВО ДАТЧИКОВ, ПРИБОРОВ И СИСТЕМ

DESIGN AND PRODUCTION OF SENSORS, DEVICES AND SYSTEMS

Львов А. А., Коновалов Р. С.

МАЛОГАБАРИТНЫЕ ДАТЧИКИ ДАВЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ КРЕМНИЕВЫХ ПОЛИКРИСТАЛИЧЕСИКИХ СТРУКТУР С ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ … 29

Аннотация: Рассмотрены конструкции датчиков давления с применением кремниевого чувствительного элемента на основе поликристаллических структур с диэлектрической изоляцией. Приведен расчет разделительной мембраны для защиты чувствительного элемента от агрессивной рабочей среды.

Ключевые слова: датчик давления, чувствительный элемент, мембрана, полиметилсилоксановая жидкость, токовая петля.

L'vov A. A., Konovalov R. S.

MINIATURE PRESSURE SENSORS BASED ON SOI PRIMARY TRANSDUCERS … 29

Abstract: Construction of pressure sensors based on SOI primary transducers was reviewed. Diaphragm for protection primary transducer against aggressive environments was calculated.

Keywords: pressure sensor, primary transducer, diaphragm, polymethylsilicone fluid, current loop.

Павленко А. А., Максименко Е. В., Чернышова Л. В.

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ИЗЛУЧЕНИЯ ПЕРЕСТРАИВАЕМЫХ СО₂-ЛАЗЕРОВ … 33

Аннотация: Разработана автоматизированная измерительная система получения точных характеристик лазерного излучения перестраиваемых СО₂-лазеров. Разработан алгоритм управления с реализацией на языке Python. В результате работы системы формируются файлы с данными калибровки лазера.

Ключевые слова: автоматизированная измерительная система, перестраиваемый СО₂-лазер, язык программирования Python.

Pavlenko A. A., Maksimenko E. V., Chernyshova L. V.

AUTOMATED SYSTEM FOR DETERMINING OF CHARACTERISTICS OF TUNABLE CO₂-LASER RADIATION … 33

Abstract: The automated measuring system for obtaining of accurate characteristics of laser radiation of tunable CO₂-lasers was designed. The algorithm of management of automated measuring system was realized in Python. Process of system working generates files with laser calibration data.

Keywords: automated measuring system, tunable CO₂-laser, Python.

Трушин С. А., Кузьмин С. С., Прохоров В. С.

ПЕРЕДАТОЧНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДАТЧИКА МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ОСНОВЕ RL-ГЕНЕРАТОРА … 37

Аннотация: Получены зависимости выходного сигнала датчика магнитного поля на основе RL-генератора от магнитных свойств и конструктивных параметров магнитопровода и чувствительного элемента, а также параметров схемы измерения. Приведены результаты расчета и экспериментальных исследований передаточной характеристики датчика.

Ключевые слова: датчик магнитного поля, RL-генератор, магнитопровод, петля гистерезиса, индукция магнитного поля, передаточная характеристика, коэффициент преобразования, коэффициент нелинейности.

Trushin S. A., Kuzmin S. S., Prokhorov V. S.

THE TRANSFER CHARACTERISTIC OF THE MAGNETIC FIELD SENSOR BASED ON RL-GENERATOR … 37

Abstract: Dependences of output signal of the magnetic field sensor based on RL-generator from magnetic and design properties of the magnetowire, sensitive element and parameters of the measurement scheme are defined. Results of calculation and experimental researches of the transfer characteristic of magnetic field sensor are presented.

Keywords: magnetic field sensor, RL-generator, magnetowire, hysteresis loop, magnetic field induction, transfer characteristic, transformation factor, nonlinearity factor.

Морозов В. П., Бабаян Р. Р.

ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ФОТОТОКА С ТЕМПЕРАТУРНОЙ СТАБИЛИЗАЦИЕЙ … 43

Аннотация: Приведены краткое описание и схема аналогового логарифмического функционального преобразователя для воспроизведения сигналов фотодиода. Предложено существенно снизить температурную погрешность, характерную для таких устройств, путем реализации нелинейности в цепи обратной связи операционного усилителя в виде термостабилизированного набора транзисторов, постоянная температура подложки которого поддерживается с помощью отдельного стабилизирующего контура.

Ключевые слова: фототок, логарифмический преобразователь, операционный усилитель, нелинейная обратная связь, температурная стабилизация.

Morozov V. P., Babayan R. R.

THERMALLY STABILIZED LOGARITHMIC CONVERTER OF THE PHOTODIODE CURRENT … 43

Abstract: Analog logarithmic photocurrent converter is briefly described. It is proposed to decrease substantially inherent temperature error by use of transistor array with temperature stabilized substrate as a nonlinear feedback element.

Keywords: operational amplifier, nonlinear negative feedback, temperature stabilization.

Жиров В. Г.

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ … 47

Аннотация: Описан измерительный преобразователь повышенной чувствительности и точности для преобразования малых перемещений в электрический сигнал с выходом на отсчетное устройство, предназначенный для использования в испытательных стендах.

Ключевые слова: измерительный преобразователь малых перемещений, отсчетное устройство.

Zhirov V. G.

MEASUREMENT TRANSDUCER … 47

Abstract: The paper describes a measuring transducer of small displacements into electric signal that also has an output to indicating device. It is designed for use in displacement, pressure and strain measurement test-benches. The design and operation principle are described. The proposed solution provides the increase of sensitivity and accuracy.

Keywords: measuring transducer of small displacements, indicating device.

Кулагов В. Б.

ПОЖАРНЫЕ ИЗВЕЩАТЕЛИ СО СПЕКТРАЛЬНОЙ СЕЛЕКЦИЕЙ ПЛАМЕНИ … 49

Аннотация: Рассмотрено применение метода спектральной селекции в пожарных извещателях пламени. Разработана компьютерная модель и проанализированы пути совершенствования спектральных характеристик фоточувствительных приемников извещателя. Предложены варианты комбинированных фоточувствительных приемников, обеспечивающих защищенность от оптических тепловых помех.

Ключевые слова: пожарные извещатели пламени, спектральная селекция, помехозащищенность, оптимизация.

Kulagov V. B.

FLAME DETECTORS WITH IMPLEMENTATION OF THE SPECTRAL SELECTION METHOD … 49

Abstract: This article deals with the problems of using the spectral selection method for flame detection. Different methods of improving the spectral characteristics of the photosensitive receiver were analyzed through the use of developed computer model. Different combined photosensitive receivers were proposed that ensure immunity to all types of optical thermal noises.

Keywords: flame detectors, spectral selection, noise immunity, optimization.

Ченский Д. А., Безрукин А. Г.

АВТОНОМНАЯ ДОННАЯ СТАНЦИЯ ДЛЯ ДОЛГОВРЕМЕННОГО МОНИТОРИНГА ПАРАМЕТРОВ ВОДНОЙ СРЕДЫ ОЗЕРА БАЙКАЛ … 55

Аннотация: Представлены результаты разработки и испытания автономной донной станции для долговременного мониторинга гидрофизических и гидрохимических параметров водной среды озера Байкал. Измеряемыми параметрами являются: температура, электропроводность, давление, содержание растворенного метана и кислорода. Продолжительность работы станции на одном комплекте источников питания не менее 6 месяцев.

Ключевые слова: мониторинг водной среды, автономная система, донная гидрофизическая станция.

Chensky D. A., Bezrukin A. G.

THE AUTONOMOUS SUB-BOTTOM STATION IS USED FOR LONG-TERM OBSERVATION OF WATER ENVIRONMENT PARAMETERS OF THE LAKE BAIKAL … 55

Abstract: The results of the sub-bottom profiler development and its testing for long-term monitoring of hydrophysical and hydrochemical parameters of water environment of lake Baikal are represented. The measured parameters are: temperature, electric conductivity, pressure, dissolved methane and oxygen contents. Operation time on a single set of power sources at least 6 months.

Keywords: monitoring of water environment, self-sufficient system, sub-bottom profiler.

Поздравляем Юбиляра!

Congratulation on anniversary!

ЮРИЙ ВАСИЛЬЕВИЧ ЧУГУЙ … 60

JURIJ V. CHUGUJ … 60