Датчики и системы, № 9, 2011

Sensors and Systems, N 9, 2011

 

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  &  A B S T R A C T S

 

ТЕОРИЯ И ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ДАТЧИКОВ, ПРИБОРОВ И СИСТЕМ

 

Гордеев В. А., Иванов В. П., Мозжорина М. Ю., Партола И. С. Результаты наземной отработки и летных испытаний алгоритмов управления пневмогидравлической системой подачи топлива ракеты космического назначения "Ангара" … 2

Рассмотрены новые технические решения, принятые при разработке алгоритмического обеспечения управления пневмогидравлической системой подачи топлива ПГСП ракеты космического назначения “Ангара”. Цель разработки – минимизация расхода газа наддува. Рассмотрены также результаты наземной и летной отработки алгоритмического обеспечения ПГСП.

Ключевые слова: алгоритм, фильтрация входной информации, допустимый диапазон изменения, прогноз параметров, ракета космического назначения, наддув топливного бака, оптимизация параметров.

Gordeev V. A., Ivanov V. P., Mozgorina M. Yu., I Partola. S. Results of Ground Tests and Flight Verification of Fuel and Oxidizer Supply Pneumatic & Hydraulic System for Space Launch Vehicle “Angara”

The article is devoted to new technological solutions which was inculcated into control algorithms of space launch vehicle “Angara” fuel and oxidizer supply pneumatic & hydraulic system. The main technological solutions are continuous measurement of pressure in fuel and oxidizer tanks, pressure derivative analysis and providing of well-timed change of tank pressurizing gas drain. The algorithms development goal is minimization of tank pressurizing gas drain. Positive results of ground tests and flight verification of algorithms are envisaged at the article.

Keywords: algorithms, input information filtration, allowable change range, parameters prognosis, space launch vehicle, fuel tank pressurizing, parameters optimization.

 

Андриенко А. Я., Тропова Е. И., Чадаев А. И. Совершенствование бортовых систем обеспечения безопасности выведения на орбиту … 6

Изложены принципы построения бортовых систем обеспечения безопасности эксплуатации (СОБЭ) ракет-носителей (РН), методические подходы к проблеме анализа и прогнозирования состояния агрегатов и систем РН, а также стратегии выхода из нештатных ситуаций. Обоснована концепция построения СОБЭ с двухуровневой структурой и встроенной экспертной системой

Ключевые слова: обеспечение безопасности, нештатные ситуации, экспертная система.

Andrienko A. Ya., Tropova E. I., Chadaev A. I. Principles perfection of onboard systems of safety control at earth-orbit injection

Principles construction of onboard systems of safety control operation of launch vehicles, methodical approaches to a problem of the analysis and forecasting of a condition of units and systems launch vehicles, and also strategy of an exit from abnormal situations are stated. The concept construction of such systems with two-level structure and the built-in expert system is proved.

Keywords: safety control, abnormal situations, expert system.

 

Ковчин И. С., Ковчин М. И., Марцинкевич В. Б., Степанюк А. И. Акустическая информационно-измерительная система гидрометеорологического мониторинга прибрежной зоны … 9

Определен перечень гидрометеорологических факторов, в наибольшей степени влияющих на безопасность судовождения в прибрежной зоне, и исходя из этого, сформулированы принципы построения системы гидрометеорологического мониторинга. Показано, что реализация такой системы оптимальна при использовании акустических датчиков. Разработаны алгоритмы обработки сигналов с датчиков.

Ключевые слова: информационно-измерительная система, гидрометеорологический мониторинг, акустические датчики.

Kovchin I. S., Kovchin M. I., Martsinkevich V. B., Stepanyuk A. I. Acoustic information-measuring system for hydrometeorological monitoring of the coastal zone

The list of the hydrometeorological factors to the greatest degree influencing safety of navigation in a coastal zone is defined. In given article principles of construction of system of hydrometeorological monitoring are formulated. It is shown that realization of such system is optimum at use of acoustic sensors. The benefits of the use of acoustic sensors in such systems are shown.

Keywords: information-measuring system, hydrometeorological monitoring, acoustic sensors.

 

Фунтиков В. А., Надеев Д. Н., Иванов А. И. Расчет энтропии преобразователей биометрии в коды с небалансом состояний разрядов … 13

Показана возможность учета небаланса состояний “0” и “1” в выходных разрядах нейросетевых преобразователей биометрия-код при тестировании случайными входными биометрическими образами. Предложено в расчетах высокоразмерной энтропии уменьшить масштаб номограммы связывающей энтропию с математическим ожиданием модуля коэффициента корреляции пропорционально математическому ожиданию модуля отклонения вероятности появления состояний “0” от значения 0,5.

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

Funtikov V. A, Nadeev D. N., Ivanov A. I. The converters of biometry in codes with essential imbalance of each byte state entropy calculation

It is shown that for the neuronet biometry-code converters there exists the possibility to fix the imbalance of states “0” and “1” in their output bytes while testing by random input biometric samples. In high dimensional entropy calculations it is enough to reduce the scale of graphical chart that connects entropy with mathematical expectation of correlation coefficient module. It is offered to reduce the scale in proportion to mathematical expectation of states «0» probability deviation module from value 0,5.

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

 

Дружинин И. И. Метрологический самоконтроль в контактных кондуктометрах … 18

Дан краткий анализ составляющих погрешности кондуктометрических датчиков контактного типа. Рассмотрены возможности осуществления в этих датчиках метрологического самоконтроля на основе структурной избыточности, обеспечиваемой дополнительными электродами. Показаны особенности метрологического самоконтроля в датчиках, реализующих четырехэлектродный метод измерений, и в датчиках, предназначенных для измерения малых значений удельной проводимости.

Ключевые слова: метрологический самоконтроль, интеллектуальный датчик, кондуктометр/

Druzhinin I. I. Metrological self-check of contact conductometers

A brief analysis of the error components of the contact conductometric sensors has been given. The possibilities of metrological self-check implementation on the basis of the structural redundancy provided by additional electrodes, are considered. Special features of the metrological self-check of the sensors using the four-electrode measurement method and sensors intended for measuring small values of specific conductivity, are shown.

Keywords: metrological self-check, intelligent sensor, conductometer.

 

Ильясов И. Р., Мухамадиев А. А., Ураксеев М. А. Принципы построения акустооптических спектрометров для информационно-измерительных систем анализа водной среды … 25

Рассмотрены принципы построения акустооптических спектрометров, используемые при проектировании и разработке информационно-измерительных систем анализа водной среды. Приведена классификация и описание предложенных принципов.

Ключевые слова: акустооптический спектрометр, информационно-измерительная система, принципы построения, водная среда.

Ilyasov I. R., Mukhamadiev A. A., Urakseev M. A. Construction principles of acoustooptic spectrometers for information-measuring systems for the analysis of the water environment

Construction principles of acoustooptic spectrometers are described, which are used at designing and working out of information-measuring systems of the analysis of the water environment. Classification and the description of the offered principles are resulted.

Keywords: acoustooptic spectrometer, information-measuring system, construction principles, the water environment.

 

 

КОНСТРУИРОВАНИЕ И ПРОИЗВОДСТВО ДАТЧИКОВ, ПРИБОРОВ И СИСТЕМ

 

Грязин Д. Г., Скалон А. И., Чекмарев А. Б. Стенд контроля динамических характеристик микромеханических датчиков и модулей … 30

Приведено описание конструкции испытательного стенда для задания гармонических угловых скоростей в заданном диапазоне частот относительно двух перпендикулярных осей с целью определения амплитудно-частотных и фазово-частотных характеристик микромеханических датчиков угловых скоростей и модулей на их основе, а также оценки их динамических погрешностей. Представлены результаты исследования характеристик стенда и описаны особенности его использования для оценивания динамических характеристик инерциальных микромеханических датчиков и модулей.

Ключевые слова: инерциальные микромеханические датчики, стенд, динамические характеристики.

Gryazin D.G., Skalon A. I., Chekmarev A. B. Test bench for dynamical characteristics control of micromechanical sensors and modules

Design description of test bench for the assignment of harmonic angular velocities in given frequency band relative to two perpendicular axes for the purpose of the determination of amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of angular frequency micromechanical sensors and modules on their base and estimations of their dynamical inaccuracies are presented. Results of test bench characteristics study are given and features of its use for an estimation of dynamic characteristics of inertial micromechanical sensors and modules are described.

Keywords: inertial micromechanical sensors, test bench, dynamical characteristics.

 

Кузнецов Н. А., Потехин Д. С. Система долговременного мониторинга нагруженных конструкций на основе пьезорезонансного элемента … 34

Представлен метод комплексного определения механических напряжений и температуры конструкций. Приведены экспериментальные данные по определению чувствительности встраиваемого датчика на основе пьезоэлемента. Рассмотрен вопрос практической реализации пассивной радиочастотной системы мониторинга нагруженных конструкций.

Ключевые слова: автоматизированный мониторинг, измерение механического напряжения и температуры, бесконтактная передача информации.

Kuznetsov N.A., Potekhin D. S. Long-term monitoring system of loaded structures based on piezoelectric-resonance elements

The method of integrated determination of mechanical stresses and temperature in structures is presented. Experimental data on the determination of piezoelectric element-based embedded sensor sensitivity are shown. The question of practical realization of passive radiofrequency system for loaded structure monitoring is considered.

Keywords: automated monitoring, measurement of mechanical stresses and temperature, wireless data transmission.

 

Хакимьянов М. И., Пачин М. Г. Анализ динамограмм в контроллерах систем автоматизации штанговых глубиннонасосных установок … 38

Рассмотрена обработка динамограмм в контроллерах систем автоматизации нефтедобывающих скважин, эксплуатируемых штанговыми глубинными насосами.

Ключевые слова: динамограмма, контроллер, насос, плунжер, штанга, скважина.

Khakim’yanov M. I., Pachin M. G. Dynacard analysis in controllers for automation systems of rod subsurface pumps facilities

Dynacard processing in controllers for automation systems of oil producing wells operated by rod subsurface pumps is considered.

Keywords: dynacard, controller, pump, plunger, rod, oilwell.

 

Вострухин А. В., Ядыкин В. С., Хабаров А. Н. Снижение энергопотребления и повышение чувствительности измерительной цепи резистивного микроконтроллерного датчика … 41

Рассмотрено построение микроконтроллерного датчика температуры с использованием металлических термосопротивлений для радиодатчиков.

Ключевые слова: микроконтроллер, термосопротивление, измерительный ток, двоичный код, аналого-цифровой преобразователь, образцовый резистор, резистивный датчик, чувствительность измерительной цепи, транзисторный ключ, сопротивление ключа.

Vostrukhin A. V., Yadykin V. S., Khabarov A. N. Decrease of energy consumption and increase of sensitivity the measuring circuit of resistive microcontroller sensor

The microcontroller sensor of temperature intended for construction of radio sensors with use of thermoresistance is considered. Decrease in average value of a measuring current in the converter is reached.

Keywords: microcontroller, thermoresistance, measuring current, binary code, analogue-digital converter, exemplary resistor, resistive sensor, sensitivity of a measuring chain, transistor key, resistance of a key.

 

Черторийский А. А., Сергеев В. А., Беринцев А. В. Измерение частоты слабых сигналов дифференциально включенных датчиков на фоне больших синфазных помех … 44

Предложен спектральный способ обработки сигналов дифференциально включенных датчиков автоколебаний, позволяющий значительно увеличить помехозащищенность устройств. Рассмотрено микроконтроллерное устройство, реализующее данный метод для расходомера-счетчика типа РС-СПА.

Ключевые слова: частота сигнала, измерение частоты, спектральная обработка сигналов, дифференциальные датчики, синфазные помехи, струйные расходомеры.

Chertoriyskiy A. A., Sergeev V. A., Berintsev A. V. Measurement of frequency for low signals from differential sensors with large background in-phase noise

The spectral method of signal processing for differential sensors of self-oscillations is proposed. It is allowing considerably to increase noise-immunity for devices with their application. The microcontroller-based realization of the method for the flow meter-counter is considered.

Keywords: signal frequency, frequency measurement, spectral signal processing, differential sensors, in-phase noise, flow meter-counters.

 

Новиков В. Ф., Муратов К. Р., Падерин К. С. и др. Ленточный беспроводной датчик деформации … 47

Разработан магнитный ленточный беспроводной датчик для контроля деформаций немагнитных элементов конструкций (титан, дюраль, пластмассы, бетон, горная порода и др.). Датчик может быть использован для контроля деформации при транспортировании ответственных грузов. Он способен регистрировать деформацию в любой момент времени и запоминать ее пиковое значение, которое имело место после намагничивания пленки.
Ключевые слова: датчик, напряжения, деформация, магнитоупругий, квазиобратимый.

Novikov V.F., Muratov K. R., Paderin K. S., et al. Band-cordless deformation sensor

We created band-cordless sensor for control deformation of nonmagnetic structural component (titanium, duralumin, plastics, concrete, rock etc.) The sensor can be used to control the transport critical cargo. The sensor is able to record the deformation in any time and remember its peak, witch occurred after magnetization of the band.

Keywords: sensor, strength, deformation, tension, magnetoelastic, quasireversible.

 

Ким В. Л., Цимбалист Э. И., Чебуренко Д. С. Дифференциальный нановольтметр … 49

Рассмотрена структура дифференциального нановольтметра переменного тока с встроенным генератором синусоидального напряжения для автоматизированных систем измерений, контроля и испытаний. Разрешающая способность прибора равна 30 нВ в диапазоне частот 0,2…2 кГц.

Ключевые слова: нановольтметр, синхронный детектор, калибровка.

Kim V. L., Tsimbalist E. I., Cheburenko D. S. The differential nanovoltmeter

The difference nanovoltmeter structure was considered. This device have discrimination of 30 nV in 0,2…2 kHz frequency range.

Keywords: nanovoltmeter, synchronous detector, calibration.

 

Никоненко В. А., Демидович А. А. Развитие метрологических средств измерений ОАО НПП "Эталон" для нужд энергоаудита … 51

В качестве основного приборного обеспечения энергоаудита предлагаются
отечественные приборы производства ОАО НПП "Эталон".

Ключевые слова: метрологическое обеспечение, энергоаудит, энергосбережение

Nikonenko V.A., Demidovich A. A. Development of metrological measuring devices for energy audit purposes

Domestic devices manufactured by OAO NPP “Etalon” are proposed as main instrumental support of energy audit.

Keywords: metrological assurance, energy audit, energy saving.

 

Малышев Ю. О. Печь ПРТ 1100-2 для реализации реперных точек шкалы МТШ-90 … 58

Дано описание конструкции печи ПРТ 1100-2 и результаты реализации реперной точки затвердевания меди в этой печи.

Ключевые слова: метрология, поверка, температура, печь, реперные точки.

Malyshev Y. O. Furnace ПРТ 1100-2 for realization of fixed point of ITS-90

In the article considered structure of ПРТ 1100-2 furnace and results of realization cooper freeze point in that furnace.

Keywords: metrology, calibration, temperature, furnace, fixed points.

 

Неделько А. Ю. Cистема сбора данных с цифровых датчиков температуры … 61

Приведено описание контроллеров цифровых измерительных преобразователей температуры. Рассмотрены возможности сервисного программного обеспечения для обслуживания системы сбора данных, а также основные принципы и правила объединения контроллеров в единую сеть.

Ключевые слова: датчик температуры, мониторинг температуры, контроллер, программа-сервер.

Nedelko A. Y. Data acquisition system from digital temperature sensors

The present article concerns the description of the digital temperature sensors controllers. Describes the ability of service software for data acquisition system, as well as rules and principles the controllers network creation.

Keywords: temperature sensor, temperature monitoring, controller, server application.

 

 

ИЗМЕРЕНИЯ, КОНТРОЛЬ, АВТОМАТИЗАЦИЯ (журнал в журнале)

 

Грановский В. А. Опыт отраслевой стандартизации метрологического обеспечения … 64

Представлены предпосылки и результаты разработки системы стандартов метрологического обеспечения (МО), ориентированных на использование в отрасли навигационного приборостроения. Отраслевые стандарты (ОСТ) регламентируют содержание и порядок выполнения функций МО как взаимосвязанных составляющих системы МО. Система строится как часть системы менеджмента качества приборостроительного предприятия. Методологической основой создания и функционирования системы МО служит процессный подход. Каждый ОСТ содержит описание процесса осуществления соответствующей метрологической функции и направлен на его реализацию путем регламентирования механизма управления указанным процессом.

Ключевые слова: отраслевая стандартизация, навигационное приборостроение, метрологическое обеспечение, система стандартов, стандарт предприятия.

Granovsky V.A. Experience in branch standardization of metrological assurance

Prerequisites and results of the development of the system of standards for metrological assurance (MA) oriented to the use in navigation instrument engineering branch are presented. Branch standards (BS) regulate the content and the order of MA functions as interrelated components of MA system. The system is built as the part of quality assurance system of instrument manufacturing enterprise. Process approach is the methodological base for the development and the functioning of MA system. Each BS contains the description of realization process of corresponding metrological function and it focuses on the realization of this process by the regulation of the mechanism of specified process management.

Keywords: branch standardization, navigation instrument engineering, metrological assurance, system of standards, enterprise standard.

 

Новости … 72

Приглашение к представлению докладов на конференции и симпозиумы … 74

 

*   *   *

Contents and abstracts … 75