ТЕОРИЯ И ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ДАТЧИКОВ, ПРИБОРОВ И СИСТЕМ
Афонин С.М.
Схемы пьезодвигателей нано- и микроперемещений для прецизионных электромеханических систем … 2
Исследованы особенности применения и схемы пьезодвигателей нано- и микроперемещений для прецизионных электромеханических систем. Рассмотрена деформация исполнительного пьезоэлемента пьезодвигателя, соответствующая его напряженному состоянию.
Afonin S.M. The circuits of nano- and microdisplacement piezoengines for precision electromechanical systems
The paper examines application features and circuits of nano- and microdisplacement piezoengines for precision electromechanical systems. The deformation of piezoengine’s piezoelectric actuating element conformed to its stressed state is considered.
Андреев В.Г., Пальчик О.В.
Повышение точности измерения геометрических параметров движущихся объектов методом лазерной триангуляции … 6
Решается задача повышения точности измерения геометрических параметров колесных пар подвижного состава во время движения. Проводится сравнение различных методов, используемых для нахождения местоположения центра отраженного импульса лазерного триангулятора. Проанализированы вопросы его реализуемости и показаны преимущества метода центра тяжести с адаптивной пороговой обработкой.
Andreev V.G., Pal’chik O.G. Measurement accuracy improvement of moving object’s geometrical parameters by a laser triangulation method
The problem of measurement accuracy improvement for geometrical parameters of train wheels in motion is solved. Different methods for finding the location of laser triangulator’s echo pulse centre are compared. The advantages of the barycentric method with adaptive threshold processing are shown; the realizability problems are discussed.
Михайлов П.Г.
Методы управления механическими напряжениями в сенсорных элементах и системах микроэлектронных датчиков … 10
Рассмотрены принципы управления уровнем механических напряжений в элементах и структурах микроэлектронных датчиков (МЭД). Предложены конструктивные методы, способствующие минимизации внутренних механических напряжений
Mikhailov P.G. The methods for strain control in sensing elements and systems of microelectronic sensors
The principles of strain level control in microelectronic sensors’ elements and structures are discussed. Design techniques for internal strains minimization are offered.
Дегтярев С.В., Панищев В.С.
Выделение контуров объектов на изображении операторами собела и лапласа на основе нейронной сети … 12
Рассматривается задача выделения контуров объектов на изображении. Предлагается использовать нейронную сеть для выделения контуров с помощью операторов Собела и Лапласа. Приведена структура нейронной сети для решения данной задачи.
Degtyarev S.V., Panishchev V.S. Objects contours pick on image out with Sobel and Laplas operators base on neural network
The problem of object’s edge detection on image is considered. The paper suggests to use a neural network for edge detection with the help of Sobel and Laplace operators. The neural network structure used for solving the problem is offered.
КОНСТРУИРОВАНИЕ И ПРОИЗВОДСТВО ДАТЧИКОВ, ПРИБОРОВ И СИСТЕМ
Стучебников В.М.
О нормировании температурной погрешности тензорезисторных полупроводниковых датчиков … 15
Для тензорезисторных датчиков механических величин, работающих в широком интервале температур, нормирование дополнительной температурной погрешности с помощью линейного температурного коэффициента приводит к значительному искажению результатов измерения. В статье показано, что более правильным является нормирование зоны температурной погрешности в интервале температур, в котором производится термокомпенсация датчиков. Это особенно важно для полупроводниковых тензорезисторных датчиков с нелинейной температурной зависимостью выходного сигнала.
Stuchebnikov V.M. On temperature error normalization for tensoresistive semiconductor sensors
The normalization of additional temperature error with the help of linear temperature coefficient may cause considerable distortion of measurement results for tensoresistive mechanical sensors operating in wide temperature range. The paper shows that the normalization of temperature error band within the operating temperature range where the compensation of the additional temperature error is carried out is more adequate. This is especially important for tensoresistive semiconductor sensors with nonlinear temperature dependence of the output signal.
Васильев А.А.
Полупроводниковые сенсоры для детектирования фтора, фтористого водорода и фторуглеродов … 20
Исследована чувствительность МДП-структур на основе кремния и карбида кремния с подзатворным слоем трифторида лантана к различным фторсодержащим газам в диапазоне температур от 20 до 530 °C. Сенсоры на основе кремния могут быть использованы для детектирования фтора и фтористого водорода при комнатной температуре. При этой температуре чувствительность к фтору составляет 28,0±0,5 мВ/lg(p(F2)), чувствительность к фтористому водороду – 44,4±1,6 мВ/(p(HF)), порог детектирования – около 10 ppb. Высокотемпературные сенсоры на основе карбида кремния могут применяться для измерения концентрации фтора и фторуглеродов (CF3CH2F, CF3CCl3, CF3CH2Cl, CHClF2, CCl2F2, CCl3F) при температуре до 530 °C. Зависимость сигнала сенсора от концентрации фторуглеродов имеет нерстовский характер, порог детектирования равен примерно 10 ppm.
Vasiliev A.A. Semiconductor sensors for fluorine, anhydrous hydrogen fluoride and fluorocarbons detection
The sensitivity of silicon- and silicon carbide-based MIS structures with lanthanum trifluoride undergate layer to various fluorine-containing gases is studied in the temperature range 20…530°C. Silicon-based sensors can be used for fluorine and anhydrous hydrogen fluoride detection under room temperature. At this temperature the fluorine sensitivity is 28.0±0.5 mV/lg(p(F2)) while the anhydrous hydrogen fluoride sensitivity is 44.4±1.6 mV/lg(p(HF)), and the detection threshold is about 10 ppb. Silicon carbide-based high-temperature sensors can be applied for fluorine and fluorocarbons (such as CF3CH2F, CF3CCl3, CF3CH2Cl, CHClF2, CCl2F2, and CCl3F) concentration measurement at temperatures up to 530°C. The relationship between sensor signal and fluorocarbons concentration is Nernst-type, the detection threshold is ca. 10 ppm.
Любимов В.В.
Приборы для электромагнитного мониторинга и экологических исследований окружающей среды … 25
Рассмотрены несколько моделей новых магнитометров, позволяющих измерять постоянные и переменные магнитные поля (МП), проводить их спектральный анализ, изучать их пространственные характеристики и проводить электромагнитный контроль окружающей среды. К числу вновь созданных приборов относятся переносные магнитометры серии “МАГИК” и интеллектуальные магнитометры серии “ИМПЕДАНС”, построенные на основе феррозондовых и холловских датчиков МП. Новые приборы могут быть использованы как в полевых, так и в лабораторных условиях, надежны и просты в эксплуатации и имеют невысокую стоимость.
Lyubimov V.V. Magnetometers for electromagnetic environmental monitoring and research
The paper considers several new magnetometer models that allow measuring constant and variable magnetic fields, carry out their spectrum analysis, study their spatial characteristics and conduct electromagnetic monitoring of environment. The new instruments include MF-01M, MF-03G, MH-06M handheld magnetometers of MAGIC Series, and IDL-04M and IDL-07M intellectual magnetometers of IMPEDANCE Series based on fluxgate and Hall-type magnetic field sensors. The instruments are intended for both field and lab applications; they are reliable, easy-to-work and low-cost.
Кириаков В.Х., Любимов В.В.
Гипогеомагнитные поля. Прибор “ГИПОМАГ” … 28
В статье дано описание воздействия и характерных особенностей гипо- и гиперогеомагнитных полей и краткая информация о новом магнитометрическом приборе “Гипомаг”, созданном в ИЗМИРАН. С помощью такого прибора можно проводить электромагнитный мониторинг помещений, осуществлять контроль уровня электромагнитной обстановки в локальных и гипомагнитных помещениях.
Kiriakov V.Kh., Lyubimov V.V. Hypogeomagnetic fields and the Hypomag instrument
The paper describes the effects and features of hypo- and hypergeomagnetic fields and briefly informs about a new magnetometric instrument Hypomag created in IZMIRAN. The instrument can be used for electromagnetic monitoring of apartments and electromagnetic level measurements in local and hypomagnetic lodgments.
Липанов А.М., Гуляев П.В., Шелковников Е.Ю.
Прецизионный пьезодвигатель наноперемещений для сканирующего туннельного микроскопа … 30
Выявлены причины возникновения и определены методы снижения погрешности позиционирования образца и зондирующей иглы туннельного микроскопа. Рассмотрены переходные процессы в массово-инерционном пьезоэлектрическом двигателе. Описан шаговый пьезодвигатель, использующий компенсацию силы трения в кинематической паре.
Lipanov A.M., Gulyaev P.V., Shelkovnikov E.Yu. A precision nanodisplacement piezoengine for a scanning tunnel microscope
The paper reveals the cause of error in the positioning of the sample and the sensing needle of a tunnel microscope and determines the ways to reduce it. It examines the transients in a mass-inertial piezoelectric engine and describes a stepper piezoengine with friction force compensation in the kinematic pair.
Макаров В.В., Володин С.М.
Многоканальные измерения частотных импульсных сигналов модифицированным методом зависимого счета … 34
Исследуются многоканальные широкодиапазонные измерения частотных импульсных сигналов, выполненные с помощью метода зависимого счета. Получены оценки точности и быстродействия многоканальных измерений.
Makarov V.V., Volodin S.M. The multichannel measurements of frequency pulse signals by modified dependent counting method
The multichannel broad-band measurements of frequency pulse signals by dependent counting method are investigated. The measurement accuracy and speed estimates are obtained.
Сушко Б.К.
Измеритель заряда статического электричества в набегающем потоке … 40
Разработаны и созданы чувствительные приборы, пригодные для измерения объемного заряда статического электричества в потоке движущейся высокоомной жидкости (светлых нефтепродуктов), или в потоке аэрозолей. Датчик такого прибора содержит два прямоугольных крыла, одно из которых колеблется в набегающем потоке. Крылья несут на себе систему приемных электродов, с которых снимается электрический сигнал, прямо пропорциональный заряду статического электричества жидкости. Приведена схема приборов и особенности конструкции первичных преобразователей.
Sushko B.C. A meter for static electricity charge in approach flow
Sensitive devices for measuring the volumetric charge of static electricity in moving flows of high-resistance liquid (light petroleum) or aerosols are designed and created. The device’s sensor includes two rectangular wings, one of which oscillates in the approach flow. The wings carry a system of reception electrodes, from where the electrical signal proportional to the liquid’s static electricity charge is picked up. The devices’ block diagrams are presented; the design features of their transducers are described.
Редько В.В., Редько Л.А.
Высоковольтный испытатель изоляции кабеля … 43
Описан высоковольтный испытатель изоляции кабеля. Материал изоляции: полиэтилен, ПВХ, резина. Испытатель предназначен для обнаружения, регистрации и подсчета дефектов изоляции кабельного изделия при проведении электрических испытаний по категории ЭИ-2 “на проход” синусоидальным напряжением промышленной частоты (50 Гц) в соответствии с ГОСТ 2990. Испытатель соответствует требованиям РД 1614.640-88 и обеспечивает пиковое значение испытательного напряжения в пределах от 1,5 до 15 кВ при сопротивлении изоляции кабеля не менее 6 МОм и емкости не более 200 пФ. Максимальная скорость движения кабеля 200 м/мин. Испытатель обеспечивает звуковую и световую индикацию повреждения изоляции, а также выход на внешнюю автоматику.
Red’ko V.V., Red’ko L.A. High-voltage tester of cable insulation
A high-voltage analyzer of cable insulation is described. The insulation material can be polyethylene, PVC, or rubber. The tester is intended for detecting, recording and counting of cable insulation defects in process of EI-2 voltage tests with 50 Hz sine-wave voltage according to GOST-2990 Russian National Standard. The tester meets RD 1614.640-88 requirements and ensures test voltage crest within 1.5…15 kV under cable’s insulance more than 6 MΩ and capacity less than 200 pF. The maximum velocity of cable’s motion is 200 m per minute. The tester provides audible and light indication of insulation failure and a link with external automation facilities.
Контроль, учет и распределение
материальных и энергетических потоков
Каргапольцев В.П.
Проливные установки для расходомеров-счетчиков воды и технологических жидкостей … 46
Сформулированы требования к проливным установкам для расходомеров – счетчиков воды и технологических жидкостей. Как пример рассмотрена сервисная проливная установка, разработанная и производимая ОКБ “Гидродинамика”, г. Киров.
Kargapol’tsev V.P. The requirements to spilling units for water and process flowmeters
The paper formulates basic requirements to spilling units for water and process flowmeters calibration and illustrates them with a case study of a service spilling unit developed and manufactured by Hydrodynamica Experimental Design Office (Kirov, Russia).
Медицинские приборы
Корнев Е.А., Лелюхин А.С.
Квантовая эффективность регистрации рентгеновского детектора с комплементарным конвертором излучения … 50
Описана конструкция рентгеновского детектора с комплементарным конвертором излучения. Предложена функциональная модель детектора и получены соотношения, описывающие квантовую эффективность регистрации детектора как функцию энергии квантов и интенсивности входного потока.
Kornev E.A., Lelyukhin A.S. Effective quantum efficiency of X-ray detector’s registration with a complementary radiation converter
The design of an X-ray detector with a complementary radiation converter is described. A functional detector model is offered, and the relationships for effective quantum efficiency of detector’s registration as function of quantums’ energy and input stream’s rate are obtained.
Новые приборы
Микросхема для бесконтактного обнаружения объектов … 52
Кривошеева М.А.
Новое поколение лазерных анализаторов. Лазерный анализатор элементного состава … 53
ИЗМЕРЕНИЯ, КОНТРОЛЬ, АВТОМАТИЗАЦИЯ (ЖУРНАЛ В ЖУРНАЛЕ)
Васильева Н.П., Касаткин С.И.
Новые тенденции в разработке интегральных магниторезистивных элементов … 55
Рассмотрены новые тенденции в разработке интегральных магниторезистивных элементов, определяемые успехами в субмикронной технологии и результатами фундаментальных исследований в области магнитных явлений. Представлены данные по исследованию и созданию интегральных логических элементов на основе магниторезистивных запоминающих элементов, применению новых аморфных магнитных материалов и технологий для улучшения параметров других магнитных элементов.
Vasilieva N.P., Kasatkin S.I. New development trends in integrated magnetoresistive elements
The paper reviews new trends in the integrated magnetoresistive elements development caused by the advances of submicron technologies and the results of fundamental investigations of magnetic phenomena. It presents the research and development data on integrated logical components based magnetoresistive memory cells, application of new amorphous magnetic materials and the technologies for improving the parameters of other magnetic elements.
Приглашение к представлению докладов на конференции и симпозиумы … 65
Библиография + …67
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ПУБЛЦИСТИКА
Маклаков В.В., Шабельников А.В., Крутяков М.К., Сазеева Н.Н.
Применение измерителя энергетического состояния биообъектов для решения проблемы выращенного персонального белка … 68
Изложена проблема биофизического управления живыми системами с использованием выращенных персональных белков (ВПБ). Отмечены трудности решения этой проблемы. Предложен новый метод ее решения с помощью измерителя энергетического состояния биообъектов (ИСБ).
Maklakov V.V., Shabel’nikov A.V., Krutyakov M.K., Sazeeva N.N. Application of biological objects’ energy state meter for solving the grown personal protein problem
The problem of biophysical control of live systems using the grown personal proteins is expounded. The difficulties in solving the problem are emphasized. A new solution method with the help of a biological objects’ energy state meter is offered.
ХРОНИКА
Проект обогащения изотопа “Кислород-18” получает приз …72
Научно-практическая конференция “Измерение, регулирование и контроль технологических параметров на объектах атомной энергетики” … 73
ИСПЫТАНИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ ДАТЧИКОВ, ОТРАСЛЕВЫЕ СТАНДАРТЫ
Внесены в Государственный реестр средств измерений …74