ТЕОРИЯ И ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ДАТЧИКОВ, ПРИБОРОВ И СИСТЕМ

THEORY AND CONSTRUCTION PRINCIPLES OF SENSORS, DEVICES AND SYSTEMS

Бобылев Д. А.

ЛИНЕЙНЫЕ ФАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ГАРМОНИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, ИНВАРИАНТНЫЕ К ЭКСПОНЕНЦИАЛЬНЫМ ПОМЕХАМ … 3

Аннотация: Рассмотрены возможности определения составляющих гармонического сигнала на фоне экспоненциальных помех посредством линейных преобразований сигналов. Преобразования заключаются во взвешенном суммировании мгновенных значений сигнала, полученных в результате его равномерной по времени дискретизации. Приведен метод синтеза соответствующих весовых функций.

Ключевые слова: экспоненциальная помеха, линейные преобразования, амплитудно-частотная характеристика, дискретное преобразование Фурье.

Bobylev D. A.

LINEAR PHASE-SENSITIVE TRANSFORMATIONS OF HARMONIC SIGNALS THAT ARE INVARIANT TO EXPONENTIAL INTERFERENCES

Abstract: The possibilities of determining the components of a harmonic signal in the presence of exponential interferences by means of linear transformations of signals are considered. The transformations consist of a weighted summation of the instantaneous values of the signal obtained as a result of their uniform sampling. The method of synthesis of the corresponding weight functions is given.

Keywords: exponential interference, linear transformation, amplitude-frequency characteristic, discrete Fourier transform.

Каменев А. В., Пащенко А. Ф., Пащенко Ф. Ф.

НЕЙРОНЕЧЕТКАЯ СИСТЕМА МОДЕЛИРОВАНИЯ С ВЫБОРОМ ИНФОРМАТИВНЫХ ПЕРЕМЕННЫХ … 8

Аннотация: Рассмотрены вопросы выбора входных информативных переменных для моделирования сложных слабоформализуемых систем. Предложен гибридный метод построения нейронечетких моделей с выбором информативных переменных, основанном на использовании максимальной корреляции между выходными и входными сигналами. Показана его эффективность для моделей, требующих значительных вычислительных ресурсов для обучения. Предложенный метод применен для нахождения точек золотопроявлений в Талданской перспективной площади. Его применение показало улучшение точности модели на 10 %.

Ключевые слова: нейронная сеть, нечеткая логика, максимальный коэффициент корреляции, нелинейность, гибридный алгоритм, золотопроявления, геология.

Kamenev A. V., Pashchenko A. F., Pashchenko F. F.

NEURO-FUZZY SIMULATION SYSTEM WITH THE SELECTION OF INFORMATIVE VARIABLES

Abstract: The problem of choosing the input informative variables for modeling of complex, weakly formalized systems is considered. A hybrid method for constructing neuro-fuzzy models with the release of informative variables is proposed. To select informative variables, a method based on using the maximum correlation between output and input signals is proposed. Its effectiveness is shown for models that require a lot of computational resources for training. The proposed method is used to find areas of gold occurrence in the Taldan prospective area. It is shown that the choice of informative variables provides an improvement in the accuracy of the model by 10%, as well as a good explanation which of the geological features make the greatest contribution to improving the accuracy of prediction of gold occurrences.

Keywords: neural network, fuzzy logic, maximum correlation coefficient, nonlinearity, hybrid algorithm, gold occurrences, geology.

Минашин Г. А., Рождественский Д. Б.

МЕТОДЫ АНАЛИЗА И ОБРАБОТКИ ДАННЫХ В ЗАДАЧАХ ВИБРОДИАГНОСТИКИ … 14

Аннотация: Разработаны алгоритмы и программное обеспечение для стенда контроля и проверки работоспособности электрических двигателей беспилотного летательного аппарата. Оценка состояния контролируемого объекта проводится методами дискретного интегрального преобразования Фурье при условии превышения числа отсчетов в спектральной области над числом отсчетов в области времени. Результаты спектрального анализа используются для определения уровня энергии колебаний вибраций, определяемых степенью износа работающих узлов двигателя. Энергия вибраций, вызванных износом механических элементов двигателя, находится путем интегрирования по частоте энергетического спектра колебаний. Оценка продолжительности безаварийной работы двигателя определяется с помощью экстраполяции энергии вибрационных колебаний, связанных с износом элементов двигателя. Метод экстраполяции разработан для выборки конечного числа дискретных отсчетов в предположении, что малая выборка может быть рассмотрена как модулированный сигнал, и для восстановления дискретной выборки в непрерывную достаточно провести демодуляцию.

Ключевые слова: спектральный анализ, спектр отсчета, энергия колебаний, экстраполяция, явление Гиббса, демодуляция.

Minashin G. A., Rozdestvensky D. B.

METHODS OF ANALYZING AND PROCESSING DATA IN VIBRATION DIAGNOSTICS TASKS

Abstract: Algorithms and software for the stand intended for control and check of operability of electric engines of the unmanned aerial vehicle are developed. Evaluation of the condition of the controlled object is carried out by methods of discrete integral Fourier transform, if the number of samples in the spectral area is exceeded in the time area. The results of spectral analysis are used to determine the energy level of vibrations determined by the degree of wear of working engine units. The energy of vibrations caused by the wear of mechanical elements of the engine is located by integrating the frequency of the energy spectrum vibrations. For the calculation of the energy spectrum the function of the window constructed by Chebyshev’s approximation is used. The evaluation of the duration of accident-free operation of the engine is determined by extrapolation of the energy of vibration vibrations associated with the wear of engine elements. The extrapolation method is designed to sample the finite number of discrete samples in the assumption that a small sample can be considered as a modulated signal and to restore a discrete sample into a continuous enough demodulation.

Keywords: spectral analysis, samples’ spectrum, oscillation energy, extrapolation, the Gibbs phenomenon, demodulation.

Кирсанов А. П., Марон А. И., Марон М. А.

ПОСТРОЕНИЕ АЛГОРИТМОВ ПОИСКА НЕИСПРАВНОСТЕЙ ДЛЯ СИСТЕМ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ И МОНИТОРИНГА УСТРОЙСТВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ … 21

Аннотация: Разработаны практически реализуемые методы построения алгоритмов поиска неисправностей (АПН) для сложных устройств ЖАТ, в первую очередь, построенных на современной элементной базе, что дает возможность использовать логические модели при решении задач их диагностики. Установлены особенности устройств, представимых логическими моделями, которые позволяют полностью преодолеть проблему размерности при построении АПН для сложных устройств ЖАТ. Область использования полученных результатов этими устройствами не ограничивается.

Ключевые слова: система технического диагностирования, устройства железнодорожной автоматики, алгоритмы поиска неисправностей, внешнее средство диагностирования.

Kirsanov A. P, Maron A. I, Maron M. А.

DEVELOPMENT THE FAULT LOCATION ALGORITHMS FOR THE USE IN DIAGNOSTIC SYSTEMS OF THE AUTOMATIC CONTROL DEVICES ON RAILWAYS

Abstract: The purpose of the article is to develop practical methods for development such algorithms. First of all, for RAT devices built on modern elemental base, which makes it possible to use logical models for solving problems of their diagnosis. We found the features of such devices, which made it possible to overcome the dimension problem when constructing AFL for complex RAT devices. RAT devices is not limited the scope of use the obtained results.

Keywords: diagnostic systems; automatic control devices on railways, optimal fault location algorithms; external test equipment.

КОНСТРУИРОВАНИЕ И ПРОИЗВОДСТВО ДАТЧИКОВ, ПРИБОРОВ И СИСТЕМ

DESIGN AND PRODUCTION OF SENSORS, DEVICES AND SYSTEMS

Голецкий Н. Д., Гофман Ф. Э., Дедов Н. А., Зильберман Б. Я., Кудинов А. С., Николаев А. Ю.

СИСТЕМА ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЛАБОРАТОРНЫХ СТЕНДОВ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ УЗЛОВ ПЕРЕРАБОТКИ ОТРАБОТАВШЕГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА АЭС … 28

Аннотация: Рассмотрена автоматизированная система оперативного контроля и управления технологическим процессом переработки отработанного ядерного топлива АЭС на реальных радиоактивных растворах с использованием миниатюрных точных дозаторов и датчиков макросостава раствора. Система работает на выпарном стенде на базе миниатюрных дозаторов и датчиков приборов контроля содержания макрокомпонентов и азотной кислоты в технологических растворах и измерения их плотности. Реализованы подсистемы контролируемого обогрева сепаратора выпарного аппарата, а также входящего в состав стенда промежуточного абсорбера. Для контроля показаний дозаторов и сведения баланса устанавливаются весы под емкостями выдачи и приема всех растворов. Все результаты выводятся на пульт оператора. На базе стенда создается экспертная система.

Ключевые слова: выпарной стенд, испытания, ядерное топливо.

Goleckiy N. D., Goffman F. A., Dedov N. A., Zilberman B. Ya., Kudinov A. S., Nikolaev A. Yu.

THE SYSTEM OF INFORMATION SUPPORT TECHNOLOGICAL LABORATORY STANDS FOR THE TESTING OF PROCESSING SPENT NUCLEAR FUEL

Abstract: When working out the technology of processing spent nuclear fuel of nuclear power plants on real radioactive solutions, bench tests of units with continuous processes, carried out on a scale ≤ 1:200 in a limited protective space and with remote maintenance are necessary. At the same time, it is necessary to have an automated system of operational control and management technological process which using miniature precision dispensers and sensors of the macro-composition of the solution installed on flexible lines. An automated control system was created at the evaporation test bench on the basis of miniature dispensers, macro content and nitric acid sensors in process solutions and measuring their density. On the test bench were implemented subsystems of the controlled heating of the separator evaporator and intermediate absorber. For control of dispensers indications and balance information the scales installed under the tanks of the issue and outgoing solutions. All results are displayed on the operator panel. An expert system is created on the basis of the stand.

Keywords: evaporation stand, testing, nuclear full.

Балабанов А. В., Касимов А. М.

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК МИКРОСТРУЙНОГО ГЕНЕРАТОРА … 34

Аннотация: Разработана многомерная сетевая модель конструкции трехкаскадного микроструйного генератора с шириной канала питания 100 мкм. На основе сетевой модели создан экспериментальный образец генератора, исследованы его амплитудно-частотные характеристики.

Ключевые слова: микрогидродинамика, многомерная сетевая модель, микроструйный генератор, амплитудно-частотные характеристики.

Balabanov A. V., Kasimov A. M.

DEVELOPMENT AND INVESTIGATION TESTS OF MICROFLUIDIC GENERATOR

Abstract: The multidimensional network model of designs of the 100 μm three-stage microfluidic generator is built. The experimental model of the generator is created on the basis of the network model. The amplitude-frequency characteristics of the experimental model are investigated.

Keywords: microfluidics, multidimensional network model, microfluidic generator, amplitude-frequency characteristics.

Блокин-Мечталин Ю. К.

ЦИФРОВОЙ ПРЕЦИЗИОННЫЙ ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НА НЕСУЩЕЙ ЧАСТОТЕ … 41

Аннотация: Рассмотрен цифровой прецизионный тензометрический преобразователь на несущей частоте магистрально-модульной архитектуры для высокоточных измерений в экспериментальной аэродинамике и других областях науки и техники. Описано структурно-функциональное, схемотехническое и конструктивное построение преобразователя, тестовое программное обеспечение, результаты метрологических исследований и основные технические характеристики.

Ключевые слова: тензометрический преобразователь на несущей частоте, сигма-дельта аналого-цифровой преобразователь, тестовое программное обеспечение, метрологические исследования, технические характеристики.

Blokin-Mechtalin Yu. K.

DIGITAL PRECISION STRAIN-GAUGE CONVERTER ON CARRIER FREQUENCY

Abstract: Digital precision strain-gauge converter on carrier frequency main lin-modulus of architecture for measurement in aerodynamic testing. Structural-functional, schematic design and construction of converter, test software, metrological research results and basic specifications are presented further.

Keywords: strain-gauge converter on carrier frequency, sigma-delta converter, test software.

Богородский А. В., Васильев Б. П.

ГИДРОАКУСТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ДИСТАНЦИОННОЙ ПАРАМЕТРИЗАЦИИ АЙСБЕРГОВ … 47

Аннотация: Рассмотрен возможный способ дистанционного измерения морфометрических характеристик айсбергов (массы, осадки, высоты, плановых размеров надводных частей). Способ основан на использовании статистической зависимости энергетических характеристик отражающей способности подводных частей айсбергов от их формы и геометрических размеров. В качестве датчика информации о характеристиках подводных частей айсбергов используется активный моностатический гидролокатор.

Ключевые слова: айсберг, гидролокация, сила цели, параметризация айсберга.

Bogorodskiy A. V., Vasil´ev B. P.

HYDROACOUSTIC METHOD OF ICEBERG REMOTE PARAMETRIZATION

Abstract: A possible method of remote measurement of iceberg morphometric characteristics (mass, immersion, height, plan sizes of above-water parts) is considered. The method is based on use of statistical dependence of energy characteristics of reflectivity of iceberg underwater parts on their shape and geometry. The active monostatic sonar is used as a sensor providing data on the specified characteristics of iceberg underwater parts.

Keywords: iceberg, echo ranging, target strength, iceberg parametrization.

Морозов В. П.

ИНВЕРТИРУЮЩИЙ МАСШТАБНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ С ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ ПО НАПРЯЖЕНИЮ ПОГРЕШНОСТИ … 53

Аннотация: Предложена структура инвертирующего усилителя непрерывного сигнала датчика на основе сдвоенного операционного усилителя, один из элементов которого служит для выделения сигнала частотной погрешности. Полученный сигнал вычитается из входного сигнала в основном операционном усилителе.

Ключевые слова: датчик, масштабный усилитель, частотная погрешность, отрицательная обратная связь.

Morozov V. P.

INVERTING SCALING AMPLIFIER WITH ADDITIVE NEGATIVE FEEDBACK BY A VOLTAGE ERROR

Abstract: Тhe structure proposed for a sensors signal-scaling amplifier is based on use of two operational amplifier with one of them extracting frequency-dependent error signal. The signal derived is subtracted from input signal in another amplifier.

Keywords: sensor, scaling amplifier, frequency-dependent error, negative feedback.

Фарзане Э. Н., Ибрагимова А. Э.

ПРИБОР ДЛЯ ОПЕРАТИВНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЖИДКИХ НЕФТЕПРОДУКТОВ … 57

Аннотация: Предложен прибор для оперативного измерения основных параметров жидких нефтепродуктов (плотности, динамической и кинематической вязкости жидкости), который может найти применение при их технологическом производстве. Приведена структура прибора и получены аналитические выражения для определения основных параметров жидких нефтепродуктов. Дан расчет погрешностей кинематической вязкости.

Ключевые слова: динамическая вязкость, кинематическая вязкость, плотность, закон Стокса, шариковый вискозиметр.

Farzane E. N., Ibrahimova A. E.

DEVICE FOR RAPID MEASUREMENTS OF BASIC PARAMETERS OF LIQUID PETROLEUM PRODUCTS

Abstract: The device is proposed for the operational measurement of the main parameters of liquid petroleum products (density, dynamic and kinematic viscosity of the liquid), which can find application in their technological production. The structure of the device is described and analytical expressions are derived. Calculation of errors in kinematic viscosity is given.

Keywords: dynamic viscosity, kinematic viscosity, density, Stokes law, ball viscometer.

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ПУБЛИЦИСТИКА

SCIENTIFIC AND TECHNICAL PUBLICISM

Кнорринг В. Г.

О РАЗВИТИИ ПОНЯТИЙНО-ТЕРМИНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ МЕТРОЛОГИИ … 61

Аннотация: Анализ недавних публикаций по метрологической терминологии обнаруживает вопросы, требующие обсуждения и доработки. К ним относятся, например, теория величин, познавательный статус метрологических понятий, взаимосвязь терминологий метрологии и приборостроения.

Ключевые слова: шкала измерений, величина, свойство, измерение.

Knorring V. G.

ON THE DEVELOPMENT OF THE CONCEPTUAL AND TERMINOLOGICAL SYSTEM OF METROLOGY

Abstract: Analysis of recent publications on metrological terminology reveals some items which demand discussion and improvement, e. g. theory of quantities, cognitive status of metrological concepts, interconnection of terminologies of metrology and instrumentation.

Keywords: measurement scale, quantity, property, measurement.

ХРОНИКА

CHRONICLE

ФОРУМ МЕТРОЛОГОВ … 69

METROLOGY FORUM