Спецвыпуск
Мокров Е. А. НИИ физических измерений: 45 лет в космическом приборостроении … 2
Представлена общая информация о ФНПЦ ФГУП НИИФИ – головной организации в области создания датчиковой и электронно-преобразующей аппаратуры и ее применения в ракетно-космических комплексах. Обзорно рассмотрен путь становления и развития предприятия.
Mokrov E.A. Scientific Research Institute of Physical Measurements: 45 years in space instrument-making
The paper overviews the Scientific Research Institute of Physical Measurements – the leading organization in the area of sensing and electronic conversion equipment development and application in space rocket systems.
теория и принципы построения датчиков, преобразователей физических величин и компонентов датчиков и систем измерения, контроля, управления и диагностики на их основе
Шамраков А. Л. Перспективы развития пьезоэлектрических датчиков быстропеременных, импульсных и акустических давлений … 4
Обобщен опыт проектирования пьезоэлектрических датчиков быстропеременных, импульсных и акустических давлений. Материал статьи отражает современный уровень развития и является актуальным потому, что пьезоэлектрические датчики находят все более широкое применение в ракетно-космической технике и других отраслях народного хозяйства. Приведены наиболее перспективные пути развития пьезоэлектрических датчиков.
Shamrakov A.L. Development prospect for piezoelectric sensors of pulsating, impulse, and acoustic pressures
The paper summarizes the development experience of pulsating, impulse, and acoustic pressures. The material presented reflects the state of the art and is topical because piezoelectric sensors are increasingly applied in space-rocket technologies and other industries. The most promising ways of piezoelectric sensors development are outlined.
Трофимов А. А., Конаков Н. Д. Трансформаторные датчики перемещений с расширенным диапазоном измерений … 8
Рассмотрена возможность расширения диапазона измерений бесконтактных амплитудно-фазовых трансформаторных датчиков линейных перемещений за счет повышения чувствительности преобразования в конце диапазона.
Trofimov A.A., Konakov N.D. Transformer displacement sensors with extended measurement range
The paper discusses the possibility of measurement range extension for non-contact gain-phase linear displacement sensors due to conversion sensitivity improvement at the end of the measurement range.
Шамраков А. Л., Тимофеев В. А. Силоизмерительные датчики для ракетно-космической техники. перспективы развития … 11
Рассмотрены основные этапы развития силоизмерительных датчиков, разработанных ФГУП НИИФИ с 1961 г. и по настоящее время. Приведены технические характеристики датчиков силы, а также тензорезисторов, используемых при изготовлении датчиков. Рассмотрены задачи, которые решаются с применением датчиков силы. Определены проблемные вопросы создания интеллектуальных датчиков силы и показаны пути их решения.
Shamrakov A.L., Timofeev V.A. Force transducers for space-rocket technologies
Key phases of force transducers development in the Institute of Physical Measurements since 1961 till the present day are discussed. Performance data of force transducers and the underlying resistive-strain sensors are presented. The tasks accomplished with force transducers are considered. The challenges faced by intelligent force transducers are also determined and the ways to overcome them are shown.
Трофимов А. А. Датчик угловых перемещений …13
Рассмотрен датчик угловых перемещений, входящий в состав системы контроля параметров шасси самолета. Приведена его конструктивная схема, изложен принцип работы с использованием микропроцессорной обработки сигналов.
Trofimov A.A. Angular displacements sensor
An angular displacement sensor included in the aircraft undercarriage parameters monitoring system is considered. Its design is described, and the operation principle using microprocessor-based signal processing is explained.
Колганов В. Н., Папко А. А. Об особенностях разработки и эксплуатации сейсмодатчиков систем аварийной защиты ядерных реакторов … 15
Рассмотрены особенности реализации концепции построения сейсмодатчиков систем аварийной защиты реакторных установок на основе прецизионных низкочастотных акселерометров. Показаны и подтверждены возможности увеличения точности измерения проекций и модуля вектора сейсмоускорений. Обоснована высокая достоверность калибровки всего измерительного тракта с применением косвенного метода контроля характеристик прецизионных акселерометров. Сформулированы и реализованы требования к техническим решениям, обеспечивающим высокую степень электромагнитной совместимости не только в процессе испытаний, но и в реальных условиях эксплуатации. Рассмотрены особенности эксплуатации в составе различных систем аварийной защиты.
Kolganov V.N., Papko A.A. On the development and operation features of seismic sensors for nuclear reactor disaster protection systems
The paper considers the implementation features for the design concept of seismic sensors based on precision low-frequency accelerometers for nuclear reactor disaster protection systems. It shows and justifies the possibilities of accuracy improvement for seismic acceleration vector’s projection and magnitude measurements. The paper also justifies high calibration reliability for the whole measurement channel with the help of indirect performance monitoring technique for precision accelerometers. The requirements to engineering solutions that ensure high degree of electromagnetic compatibility both at testing and in real-life operation are formulated and implemented. The features of sensors operation in various disaster protection systems are also examined.
Кирьянов В. Л., Глухов О. Д. Многофункциональная система для измерения расхода, плотности и температуры жидких сред на базе высокоточного кориолисового расходомера … 19
Рассмотрен метод измерения массового расхода жидкости с помощью кориолисового расходомера. Приведены сравнительные характеристики разрабатываемого в ниифи прибора с зарубежными аналогами.
Kirianov V.L., Glukhov O.D. A multi-functional system for fluid media flowrate, density and temperature measurements based on high-precision Coriolis flowmeter
A technique for liquid mass flowrate measuring with the help of Coriolis flowmeter is discussed. Comparative performance data of the instrument developed in the Institute of Physical Measurements against foreign analogs are included.
Мокров Е. А., Васильев В. А., Белозубов Е. М. Применение термозащитных пленок для минимизации влияния нестационарных температур на тонкопленочные тензорезисторные датчики давления … 21
Для минимизации влияния нестационарных температур на тонкопленочные тензорезисторные датчики давления возможно применение термозащитных пленок. В статье рассматриваются различные модели построения таких датчиков. Приводятся оптимальные соотношения для элементов конструкций тонкопленочных тензорезисторных датчиков давления с термозащитыми пленками.
Mokrov E.A., Vasiliev V.A., Belozubov E.M. Application of thermoprotective films for minimizing transient temperatures influence on thin-film resistive-strain pressure sensors
Thermoprotective films can be applied to minimize the effect of transient temperatures on thin-film resistive-strain pressure sensors. The paper discusses various models of such sensors. Optimal relationships for structural elements of thin-film resistive-strain pressure sensors with thermoprotective films are presented.
Новиков В. Н., Чувыкин Б. В. Системы цифровой обработки измерительной информации и моделирование в датчикопреобразующей аппаратуре … 24
Рассмотрены вопросы применения цифровой обработки информации в датчикопреобразующей аппаратуре на основе математического моделирования сигналов с датчиков. Приведен пример реализации алгоритма цифровой обработки высокотемпературных датчиков линейных перемещений.
Novikov V.N., Chuvykin B.V. Digital processing systems for measurement information and mathematical modeling in sensor signal converting equipment
The problems of digital information processing in converting equipment based on mathematical modeling of sensor signals are discussed. An example of digital processing algorithm implementation for high-temperature linear displacement sensors is adduced.
Шахов Э. К., Чувыкин Б. В., Ашанин В. Н. Современные тенденции в развитии интегрирующих ацп … 28
Рассмотрено современное состояние разработки алгоритмов интегрирующего аналого-цифрового преобразования.
Shakhov E.K., Chuvykin B.V., Ashanin V.N. Modern trends in integrating ADC development
State of the art in the development of integrating analog-to-digital conversion algorithms is discussed.
Чувыкин Б. В., Грачев А. Д. Информационно-энергетический подход к проектированию микромощных измерительных преобразователей … 33
Рассмотрены вопросы проектирования микромощных измерительных преобразователей, предназначенных для использования в автономных интеллектуальных датчиках. Приведены результаты теоретического анализа технологического, аппаратно-программного и системного подходов к решению задачи снижения энергопотребления датчиковой аппаратуры.
Chuvykin B.V., Grachev A.D. Information-energy approach to micropower transducers design
The design problems of micropower transducers for stand-alone intelligent sensors are discussed. Theoretical analysis results for technological, hard-/software, and system approaches to sensor equipment energy conservation are presented.
Блинов А. В., Новиков В. Н., Чувыкин Б. В. Функционально-распределенная интегрированная система контроля параметров и управления шасси самолета … 36
Рассмотрена концепция разработки измерительных систем на основе структурно-функциональной модели. Приведены структура и описание системы контроля параметров шасси самолета с использованием системообразующих датчиков.
Blinov A.V., Novikov V.N., Chuvykin B.V. Functionally distributed integrated system for aircraft undercarriage parameters monitoring and control
A concept of measuring systems development based on a structure functional model is considered. The structure and description of aircraft undercarriage parameters monitoring system using backbone sensors are presented.
Новиков В. Н. Модуль управления тензометрического преобразователя … 40
Приведено описание модуля цифрового управления на основе программируемой логической матрицы для многоканальной системы тензометрических измерительных преобразователей.
Novikov V.N. A control module for a strain-gage transducer
The paper describes a digital control module based on programmable logic array for a multi-channel system of strain-gage transducers.
процессы проектирования и технологии производства датчиков, преобразователей физических величин и компонентов датчиков
Гаврилов В. А., Трофимов А. А. Система измерения линейных перемещений … 44
Приведены схемные и конструктивные решения, использованные в системе измерения линейных перемещений на основе трансформаторного датчика.
Gavrilov V.A., Trofimov A.A. A linear displacement measuring system
Circuitry and design solutions used in a linear displacement measuring system based on transformer sensor are described.
Козин С. А., Федулов А. В., Пауткин В. Е. Разработка технологии и специального оборудования для соединения кремния со стеклом в поле высокого напряжения … 46
Представлены обзорные материалы по практическому использованию технологии, оборудования и оснастки для электростатического соединения полупроводников с диэлектриками, разработанных и запатентованных во ФГУП НИИФИ
Kozin S.A., Fedulov A.V., Pautkin V.E. The development of technology and special equipment for silicon and glass coalescence in a high voltage field
The paper overviews the technology, equipment, and rigging for electrostatic coalescence of semiconductors and insulators developed and patented in the Institute of Physical Measurements.
Козин С. А., Федулов А. В., Акимов И. Г., Пауткин В. Е. Создание полупроводниковых интегральных датчиков механических параметров на основе технологии МЭМС … 48
Представлены конструктивно-технологические решения (КТР) типичных полупроводниковых датчиков механических параметров, изготовленных по технологии объемных микроэлектромеханических структур (МЭМС): датчиков избыточного и абсолютного давления пьезорезистивных, акселерометров линейных ускорений емкостных и пьезорезисторных, датчика угловой скорости (гироскопа), датчика частоты вращения. Создание чувствительных элементов датчиков базируется на технологии традиционной микроэлектроники и технологии МЭМС, включающей формирование трехмерных кремниевых структур методами анизотропного и плазмохимического травления.
Kozin S.A., Fedulov A.V., Akimov I.G., Pautkin V.E. MEMS technology-based development of integrated semiconductor mechanical parameters sensors
The paper presents design and technological solutions for typical semiconductor mechanical parameters sensors based on MEMS technologies. These include piezoresistive positive and absolute pressure sensors, capacitive and piezoresistive fore-and-aft accelerometers, angular velocity sensors (for gyroscope), and rotational speed sensor. Sensing elements development is based on traditional microelectronics and MEMS technologies. The latter includes the formation of 3D silicon structures using orientation-dependent and plasma chemical etching.
Попченков Д. В., Волохов И. В., Герасимов О. Н. Технологические приемы достижения долговременной стабильности чувствительных элементов металлопленочных датчиков давления ДАВ-088 … 51
Представлены основные технологические приемы, применяемые для достижения долговременной стабильности эксплуатационных параметров тонкопленочных тензорезисторных датчиков абсолютного давления.
Popchonkov D.V., Volokhov I.V., Gherasimov O.N. Technological methods for providing long-term stability of sensing elements in DAV-088 metal-film pressure gages
Basic technological methods used for ensuring long-term stability of operational parameters of thin-film resistive-strain absolute pressure sensors are presented.
Корнев В. В., Новиков И. Ю., Пензин А. Н. Технология термообработки инварных сплавов двойного вакуумного переплава … 54
Подобраны режимы термической обработки инварных сплавов с целью увеличения прочностных характеристик.
Kornev V.V., Novikov I.Yu., Penzin A.N. Thermal processing technology for invar alloys of double vacuum remelting
Thermal processing modes for invar alloys are selected with the objective to increase their strength properties.
Волохов И. В., Песков Е.В., Попченков Д. В. Формирование двухслойной структуры тонкой пленки с целью уменьшения температурного коэффициента сопротивления … 57
Дано описание экспериментальных работ по получению двухслойной тонкой резистивной пленки из сплава Х20Н75Ю с последующим ее использованием в тонкопленочных тензорезисторных датчиках давления специального применения. Выбраны технологические режимы формирования двухслойных тензорезисторов. Предварительные испытания экспериментальных образцов датчиков на воздействие нестационарных температур подтвердили эффект компенсации температурного коэффициента сопротивления в двухслойной тонкой пленке.
Volokhov I.V., Peskov E.V., Popchonkov D.V. The formation of two-layer thin-film structure for reducing temperature coefficient of resistance
The paper describes the experimental works to obtain H20N75Yu-alloy resistive thin film for its subsequent application in special-purpose thin-film tensoresistive pressure sensors. Operating conditions for two-layer resistive-strain sensors formation are selected. Preliminary tests of prototype sensor models on transient temperature affects confirm the compensation effect for temperature coefficient of resistance in two-layer thin film.
метрологическое обеспечение, испытания и сертификация датчиков, преобразователей физических величин и компонентов датчиков
Бажанов В. П., Балашов К. Е. Эталонная база для разработки и производства датчиков … 60
Рассмотрены вопросы состояния и перспективы развития эталонно-испытательной базы НИИФИ для метрологического обеспечения и производства датчиковой аппаратуры.
Bazhanov V.P., Balashov K.E. Reference base for sensors development and manufacturing
Current status and development outlook of reference and testing facilities for sensor equipment manufacturing and measurement assurance in the Institute of Physical Measurements are considered.
Лузгина О. Н. Актуальность проблемы ускоренных испытаний … 61
Проведен критический анализ существующих методов ускоренных испытаний. Принято решение о целесообразности сосредоточения усилий на совершенствовании комбинированных методов ускоренной оценки, а так же на работе по определению оценок показателей надежности более сложных математических моделей прогнозирования.
Luzghina O.N. The topicality of accelerated test problem
Critical analysis of existing accelerated testing techniques is undertaken. A decision is made on the expediency of focusing on the improvement of combined accelerated assessment techniques as well as on spending more efforts to evaluate the reliability indices of more complex prediction models.
Блинов А. В. Интеллектуализация системы диагностики и прогнозирования … 65
Рассмотрены вопросы интеллектуализации системы диагностирования информационно-измерительной системы (ИСС) по состоянию на основе построения многофакторной диагностической модели при рациональном выборе диагностических признаков.
Blinov A.V. Intelligent diagnosis and prediction systems
The problems of intellectualizing the condition diagnosis of informating-measuring system based on multifactor model development with rational selection of diagnosis features are discussed.
Васильев В. В., Когельман Л. Г., Тюрин М. В. Измерительный комплекс для настройки и аттестации системы измерения давления … 70
Описан аппаратно-программный комплекс для автоматизации процессов контроля, калибровки и аттестации многоканальной системы измерения давления.
Vasiliev V.V., Kogelman L.G., Tyurin M.V. A calibration complex for pressure measuring system tuning and assessment
A hard-/software complex for the automatization of inspection, calibration, and assessment of a multi-channel pressure measuring system is described.
менеджмент качества предприятия. подготовка кадров
Каршаков В. П. Совершенствование системы менеджмента качества для обеспечения конкурентоспособности и повышения эффективности деятельности предприятия … 73
В НИИ физических измерений разработана модель системы обеспечения конкурентоспособности и эффективности деятельности, включившая в себя все элементы модели системы менеджмента качества по ГОСТ ИСО 9001-2001.
Karshakov V.P. Quality management system perfection to ensure the competitiveness and efficiency improvement of enterprise activities
The Institute of Physical Measurements has developed a model of competitiveness and efficiency assurance system that includes all elements of quality management system subject to ISO 9001-2001.
Чиркова О. Е. Реализация принципов стандартов исо 9000 в системе менеджмента качества ФГУП “НИИ физических измерений” … 77
Рассмотрено содержание восьми принципов менеджмента качества, положенных в основу семейства стандартов ИСО серии 9000-2000. Представлены примеры их реализации в системе менеджмента качества предприятия.
Chirkova O.E. ISO 9000 implementation in the quality management system of the Institute of Physical Measurements
The content of 8 quality management principles underlying ISO 9000-2000 standards family is discussed. The examples of their implementation in the enterprise quality management system are adduced.
Кастеров В. М. Целевая подготовка, переподготовка и повышение квалификации кадров ФГУП "НИИ физических измерений" … 81
Рассмотрены основные задачи, которые необходимо решать для сохранения и развития кадрового потенциала предприятия. Представлены три основные направления кадровой работы. Подробно рассмотрено создание образовательной структуры на базе предприятия.
Kasterov V.M. Target-oriented training and professional development in the Institute of Physical Measurement
Key tasks to be accomplished for staff retention and development are considered. Three main lines of human resource activities are presented. Enterprise educational structure development is expounded.
Contents and abstracts … 83