ТЕОРИЯ И ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ДАТЧИКОВ, ПРИБОРОВ И СИСТЕМ

THEORY AND CONSTRUCTION PRINCIPLES OF SENSORS, DEVICES AND SYSTEMS

Фархадов М. П., Блинова О. В., Васьковский С. В.

ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМЫ СВЯЗИ С ПОДВИЖНЫМИ УЗЛАМИ … 3

Аннотация: Рассмотрены некоторые подходы к моделированию и оценке надежности систем связи и сенсорных сетей. Предложена методика расчета надежности сети связи с ненадежными каналами, вероятность работоспособности которых зависит от расстояния между узлами и изменяется во времени. Сеть моделируется в виде вероятностного графа. Приведен пример расчета надежности.

Ключевые слова: проектирование сетей связи, радиус действия, беспроводные сети связи, траектории движения, доступ к сети, связность сети, надежность сети.

Farkhadov M. P., Blinova O. V., Vaskovsky S. V.

METHODOLOGY TO ESTIMATE RELIABILITY OF A COMMUNICATION SYSTEM WITH MOVABLE NODES

Abstract: In this paper, we investigate various approaches to model and evaluate reliability of communication systems and sensor networks. We proposed a method to calculate the reliability of a communication network with unreliable channels, operating with some probability; the probability depends on the distances between nodes and varies with time. The network is modeled as a probability graph. We give an example of reliability calculation.

Keywords: communication network design, range, wireless communication networks, trajectories, network access, network connectivity, network reliability.

Панкратов В. М., Голиков А. В., Панкратова Е. В., Голикова О. В., Маркелова О. В.

АНАЛИЗ ДИНАМИКИ ГЕОМЕТРИЧЕСКИ АНИЗОТРОПНОГО КОЛЬЦЕВОГО ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА МИКРОМЕХАНИЧЕСКОГО ВОЛНОВОГО ТВЕРДОТЕЛЬНОГО ГИРОСКОПА … 8

Аннотация: Построена математическая модель в виде амплитудно-частотных характеристик чувствительного элемента – геометрически анизотропного кольцевого резонатора микромеханического волнового твердотельного гироскопа кольцевого типа.

Ключевые слова: гироскоп, кольцевой резонатор, анизотропия, АЧХ.

Pankratov V. M., Golikov A. V., Pankratova E. V., , Golikova O. V., Markelova O. V.

ANALYSIS OF DYNAMICS OF AN ANISOTROPIC SENSITIVE ELEMENT OF THE MICROMECHANICAL SOLID-STATE WAVE GIROSCOPE OF RING TYPE

Abstract: A mathematical model is constructed in the form of amplitude-frequency characteristics to analyze the dynamics of a sensor – an geometrically anisotropic ring resonator in a micromechanical wave solid-state gyroscope of ring type.

Keywords: gyroscope, ring resonator, geometric anisotropy, AFC.

***

Представляет Нижегородский региональный редакционный совет

Nizhny Novgorod Regional Editorial Council presents

Зельманов С. С., Крылов В. В.

ОЦЕНКА ДИАГНОСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ СИСТЕМ И КОНСТРУКЦИЙ … 13

Аннотация: Предложено использовать для исследования предельных режимов в сложных системах и конструкциях оптимальный диагностический сигнал, который позволяет при равной энергии в сравнении с любым другим получить максимально возможную реакцию системы. Это создает возможность определения действительных резервов системы, что позволяет более успешно диагностировать ее опасные состояния.

Ключевые слова: диагностика предельных режимов системы, оптимальный испытательный сигнал, резервы системы, резонанс формы, матричный резонанс в системе, система с распределенными параметрами.

Zelmanov S. S., Krylov V. V.

EVALUATION OF DIAGNOSTIC SIGNALS TO TEST SYSTEMS AND STRUCTURES

Abstract: The problem of formation of test signals during the test of strength led to the creation of a large number of ways to conduct these tests. The difference between these methods lies in the nature of the impact on the system or the value of the maximum response of the system under conditions of equal energy signals. As a rule, these impacts have the form of harmonic oscillations at the frequency extrema of the frequency characteristics of the system. This exhibition aims to identify the most dangerous places in the system but does not take into account characteristics of the frequency characteristics of the system. Apparently, the understanding of the circumstances requires the use of additional noise, with a rich frequency spectrum. Given the random nature of noise fails to optimally coordinate its system characteristics to obtain the most effective diagnostic result. Tradeindia ways, unfortunately, was not accompanied by optimal results. The explanation lies in the lack of full compliance spectrum of the test signal and the transfer coefficient of the system. The concept of the phenomenon of resonance waveform allowed us to formulate the optimal diagnostic signal based on the pulse characteristics of the system. Optimal diagnostic signal allows to obtain the maximum response of the system. This creates the possibility of determining the actual strength of design that allows you to more successfully diagnose a dangerous condition. The methodology is based on the principle of identification, the utility of which is to determine the possible existence of the system of the factor of safety using the traditional test method for transition to the optimal method.

Keywords: system identification, optimal test signal, the hidden reserves of the system, resonance forms in the system, matrix resonance in the system, diffuse system with distributed parameters.

Васильев В. И., Круглов А. В., Васильев Г. В.

ТРАНСФОРМАЦИЯ СТЕПЕНИ КРИСТАЛЛИЧНОСТИ ТОНКОЙ ПЛЕНКИ ФТОРПОЛИМЕРА Ф-10 НА КВАРЦЕВОЙ ПОДЛОЖКЕ ПРИ ТЕПЛОВОМ ВОЗДЕЙСТВИИ … 20

Аннотация: Проанализировано влияние различных температурных режимов на трансформацию морфологии и степени кристалличности тонких фторполимерных пленок Ф-10 на кварцевой подложке. Для количественной оценки степени кристалличности применен расчет Фурье-спектра пространственных частот сканов, полученных с помощью сканирующего зондового микроскопа. Для верификации результатов использовался метод интерпретации данных оптического коэффициента пропускания пленок. Отмечена выраженная зависимость качественной морфологии и динамики степени кристалличности от температурных режимов.

Ключевые слова: водородный стандарт частоты, степень кристалличности, сканирующий зондовый микроскоп, оптический коэффициент пропускания.

Vasilyev V. I., Kruglov A. V., Vasilyev G. V.

PROPORTION OF CRYSTALS OF THIN FILM OF FTORPOLIMER F-10 ON QUARTZ SUBSTRATE AT TERMAL EFFECT

Abstract: We studied the effects of different temperature conditions on the development of the morphologies and proportion of crystals in thin ftorpolymer films F-10 on quartz substrates. For the quantitative estimation of proportion of crystals spatial frequency spectrum of data of a scanning probe microscope was used. For verification of results the method of data interpretation of optical transmission coefficient was offered. We observed a marked dependence of the qualitative morphologies and the dynamics of proportion of crystals on the temperature conditions.

Keywords: hydrogen frequency and time standard, proportion of crystals, scanning probe microscope, optical transmission coefficient.

Раевский А. С., Шишков Г. И., Щербаков В. В.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОАКСИАЛЬНО-ПОЛОСКОВОГО ПЕРЕХОДА … 26

Аннотация: Представлены результаты экспериментальных исследований по определению основной характеристики переходов типа коаксиал – экранированная микрополосковая линия – величины коэффициента отражения со стороны входного разъема коаксиала, выполненных двумя методами: методом подвижной нагрузки и методом измерения “на пару” переходов. Приведены также результаты экспериментов по уменьшению величины коэффициента отражения от коаксиально-полоскового перехода.

Ключевые слова: коаксиально-полосковый переход, экранированная микрополосковая линия, коэффициент отражения.

Rayevsky A. S., Shishkov G. I., Sherbakov V. V.

STUDY OF THE COAXIAL TO MICROSTRIP TRANSITION

Abstract: In the paper we present the results of experimental studies to determine the main characteristic of coaxial-shielded microstrip line transitions-the values of the reflection coefficient from the input connector of the coaxial. Two methods were used: the moving load method and the "pair" method of transitions. The results of experiments on the reduction of the reflection coefficient from a coaxial-strip transition are presented.

Keywords: coaxial-strip transition, screened micro-strip line, reflection coefficient.

КОНСТРУИРОВАНИЕ И ПРОИЗВОДСТВО ДАТЧИКОВ, ПРИБОРОВ И СИСТЕМ

DESIGN AND PRODUCTION OF SENSORS, DEVICES AND SYSTEMS

Кычкин А. В., Дерябин А. И., Викентьева О. Л., Шестакова Л. В.

АРХИТЕКТУРА СЕТЕВОГО УПРАВЛЯЮЩЕГО КОМПЛЕКСА ЗДАНИЯ НА БАЗЕ IoT-УСТРОЙСТВ … 32

Аннотация: Рассмотрена задача проектирования архитектуры сетевого комплекса управления типовым модулем как единицей современного автоматизированного здания или сооружения. С целью повышения эффективности эксплуатации здания в условиях больших объемов данных предложена архитектура сетевого управляющего комплекса, реализующая многоконтурное управление типовым модулем с применением облачных сценариев. Повышение эффективности эксплуатации здания заключается в использовании во внешнем контуре управления блоков интеллектуального анализа данных, обеспечивающих выявление систематического поведения пользователей типового модуля здания на основе данных с контроллеров IoT, статистической обработки информации на сервере системы и формировании управляющих воздействий в автоматическом и/или автоматизированном режимах. В качестве технологической базы сетевого комплекса управления зданием рассмотрен набор устройств и серверов Интернета вещей (Internet of Things – IoT). Реализация алгоритмов управления типовым модулем интеллектуального здания описывается моделью программного автомата, например, в виде логических схем алгоритмов.

Ключевые слова: информационная система, Интернет вещей, интеллектуальное здание, большие данные, интеллектуальный анализ данных, сценарий управления.

Kychkin A. V., Deryabin A. I., Vikentyeva O. L., Shestakova L. V.

ARCHITECTURE OF THE BUILDING MANAGEMENT SYSTEM BASED ON IoT DEVICES

Abstract: This work considers the problem of designing the architecture of a network management system for a generic module of a modern automated building. To improve the efficiency of building operation given the large influx of data, the architecture of the network management system implements multicontour management of a generic modules using cloud scenarios. Building operation efficiency is enhaced by using data mining blocks in the external control loop to detect the systematic behavior of users of a generic building module. This is based on data from IoT controllers, statistical processing of information on the system's server and generation of control actions in automatic and / or automated modes. As a technological base of the building management complex, a set of Internet of Things devices (IoT) is considered. The implementation of control algorithms for a typical intelligent building module is described by a software program model, for example, in the form of logical structure algorithms.

Keywords: information system, Internet of Things, smart building, big data, intellectual data analysis, management scenario.

Касимов А. М., Балабанов А. В., Долгов И. В.

МЕТОДИКА РАСЧЕТА КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ КОММУТАЦИОННЫХ И ДРОССЕЛЬНЫХ КАНАЛОВ МИКРОСТРУЙНЫХ СИСТЕМ … 39

Аннотация: Разработана методика расчета конструктивных параметров коммутационных и дроссельных каналов микроструйных систем. Методика основана на построении рабочих номограмм, обеспечивающих выбор геометрических размеров каналов, включая инвариантные и экстремальные значения.

Ключевые слова: микрогидродинамика, микроструйная система, коммутационный канал, дроссельный канал, конструктивный параметр, гидравлическое сопротивление.

Kasimov A. M., Balabanov A. V., Dolgov I. V.

METHOD OF CALCULATING DESIGN PARAMETERS OF COMMUNICATION AND THROTTLE CHANNELS OF MICROFLUIDIC SYSTEM

Abstract: A method of calculating design parameters of communication and throttle channels of microfluidic systems is devised. The method is based on building the operating nomograms that allow for choosing the channel sizes, including invariant and extreme ones.

Keywords: microfluidics, microfluidic system, communication channel, throttle channel, design parameter, hydraulic resistance.

Хитрово А. А.

ВЕТРОВЫЕ НАГРУЗКИ НА КАБЕЛЬ-ТРОС ПРИВЯЗНОЙ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ ПЛАТФОРМЫ … 44

Аннотация: Представлены результаты исследования статических силовых схем ветровых воздействий при стабилизации системы привязной телекоммуникационной платформы.

Ключевые слова: платформы, высотные, привязные, система, телекоммуникационные, геостационарные, воздействия, ветровые, схемы, статистические, силовые, статические, стабилизация.

Khitrovo A. A.

WIND LOADS ON THE ROPE OF TETHERED TELECOMMUNICATIONAL PLATFORM

Abstract: In this paper, are presented the results of the study of static power schemes for wind effects during stabilization of tethered telecommunications platforms.

Keywords: platforms, tethered, telecommunication, geostationary, impacts, wind, circuits, power, static, stabilization.

Виноградова Е. П.

ДОЗАТОР И ИЗМЕРИТЕЛЬ ИНТЕНСИВНОСТИ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ … 50

Аннотация: Рассмотрены принципы построения портативных устройств для УФ-мониторинга: дозатора, дающего количественный результат на цифровом индикаторе либо подающего световой или звуковой сигнал при достижении заранее заданной дозы облучения, и дозиметра, производящего измерение интенсивности УФ-излучения или полученной дозы в реальных физических единицах измерения. Устройства используют разработанные в Институте проблем управления полупроводниковые сенсоры с p⁺-n структурой.

Ключевые слова: устройство, сенсор, полупроводниковый, УФ-излучение, мониторинг.

Vinogradova E. P.

DOSER AND MEASURING METER FOR INTENSITY OF ULTRAVIOLET RADIATION

Abstract: The principles of constructing portable devices for UV monitoring are considered: a dispenser that gives a quantitative result on a digital indicator, or gives a light or sound signal upon reaching a predetermined dose of irradiation, and a dosimeter that measures the intensity of UV radiation or the dose received in real physical units of measurement. The devices use semiconductor sensors developed at the Institute of Control Sciences with a p+-n structure.

Keywords: device, sensor, semiconductor, UV radiation, monitoring.

Арзамасцев Е. В., Коноплин А. Д., Астафьев П. Ф.

МНОГОЧАСТОТНЫЙ КОМПЛЕКС ФАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЧАСТОТНОГО ИНДУКЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ … 55

Аннотация: Приведен краткий обзор существующих на данный момент методов индукционного зондирования среды, подробно описано устройство макета комплекса фазочувствительного частотного индукционного зондирования, приведены результаты измерения составляющих электромагнитного поля, полученные при работе с комплексом.

Ключевые слова: электроразведка, непрерывное индукционное частотное зондирование, вертикальный магнитный диполь, стабилизация тока, измерение фазы сигнала, индукционный датчик, цифровая обработка сигнала, весовая оконная функция.

Arzamascew E. V., Konoplin A. D., Astafyew P. F.

THE EQUIPMENT OF MULTIFREQUENCY INDUCTION SOUNDING IN FREQUENCY DOMAIN

Abstract: The article is dedicated to geophysical equipment for induction electromagnetic sounding of environment. In the article held the brief overview of actual methods induction sounding of environment, the model of equipment for phase sensitive induction sounding in frequency domain is described in detail, the results of measurement electromagnetic field component by the equipment is represented.

Keywords: electric geophysical research, continuous induction sounding in frequency domain, vertical magnetic dipole, current stabilization, phase of signal measurement, induction sensor, digital signal processing, window weight function.

ХРОНИКА

CHRONICLE

Осень 2018

Autumn 2018

ВЫСТАВКА “CHIPEXPO–2018” … 61

EXHIBITION CHIPEXPO – 2018

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ “ИЗМЕРЕНИЯ. ИСПЫТАНИЯ. КОНТРОЛЬ” … 62

SCIENTIFIC AND TECHNICAL CONFERENCE ON THE “CURRENT STATE OF METHODS, TOOLS AND METROLOGICAL SUPPORT OF AVIATION, SPACE AND ROCKET ENGINEERING PRODUCTS”

11-Я МЕЖДУНАРОДНАЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКАЯ ШКОЛА “ИНФОРМАЦИОННО-СЕНСОРНЫЕ СИСТЕМЫ В ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ” … 64

ELEVENTH INTERNATIONAL THERMAL PHYSICS SCHOOL “INFORMATION SENSORY SYSTEMS IN THERMOPHYSICAL STUDIES”