ТЕОРИЯ И ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ДАТЧИКОВ, ПРИБОРОВ И СИСТЕМ
THEORY AND CONSTRUCTION PRINCIPLES OF SENSORS, DEVICES AND SYSTEMS
Лурье М. С., Фролов А. С., Лурье О. М.
ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВЫХОДНЫХ СИГНАЛОВ ВИХРЕВЫХ РАСХОДОМЕРОВ … 3
Аннотация: Рассмотрен вопрос выбора периода усреднения в процессе аналого-цифрового преобразования выходных сигналов вихревых расходомеров. Информация о расходе потока измеряемой среды заключена в частоте вихреобразования таких расходомеров. Но, поскольку частота вихреобразования подвержена флуктуациям, то, необходим анализ диапазона этих флуктуаций, который позволяет правильно выбрать объем усреднения сигнала. Предложена методика оценки дополнительной погрешности, вызванной влиянием реальных условий эксплуатации в месте монтажа вихревого расходомера, основанная на изучении изменения текущего периода частоты вихреобразования.
Ключевые слова: вихревой расходомер, выходной сигнал, диапазон усреднения, погрешность измерения, погрешность монтажа, снижение погрешности.
Lurje M. S., Frolov A. S., Lurje O. M.
SELECTION OF THE PARAMETERS OF ANALOG-TO-DIGITAL CONVERSION OUTPUT VORTEX FLOWMETERS
Abstract: The paper discusses the choice of the averaging period in the analog-to-digital conversion of the output signals of vortex flowmeters. Information about the flow rate of the medium lies in the frequency of vortex shedding flowmeters such. But, since the frequency of vortex shedding is subject to fluctuations, it is necessary to analyze the range of these fluctuations, which allows you to correctly choose the amount of signal averaging. In addition, the method of estimation of additional error caused by the influence of the actual operating conditions at the installation site of a vortex flowmeter, based on the study of changes in the current period shedding frequency.
Keywords: vortex flowmeter, output signal, range averaging, measurement error: error mounting; reduce uncertainty.
Спиридонов И. Б., Степанянц А. С.
МОДЕЛИ ОЦЕНКИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КОНТРОЛЕПРИГОДНОСТИ … 8
Аннотация: Предложены модели деревьев отказов для анализа достоверности систем встроенного контроля, учитывающие функциональные особенности и надежность устройств контроля. Приведены расчетные соотношения для вычисления показателей полноты, глубины, достоверности контроля, показана взаимосвязь этих показателей. Применено марковское моделирование для определения вероятности возникновения несовместных событий отказа контроля типа “несрабатывание” и “ложное срабатывание”.
Ключевые слова: надежность, контролепригодность, показатели контролепригодности, полнота контроля, глубина контроля, достоверность контроля, модели оценки показателей контролепригодности, анализ деревьев отказов, марковские модели надежности контроля.
Spiridonov I. B., Stepanyants A. S.
TESTABILITY INDICES EVALUATION MODELS
Abstract: The paper proposes fault tree models for analysis of built-in-test, taking into account the features and reliability of test equipment. We present calculation ratios of consistency measure, fault detection index, fault isolation index and describe relationship of these indices. Markov modeling is applied to determine the probability of two disjoint events of test failure, such as nonoperation and false alarm
Keywords: reliability, testability, testability indices, fault detection percentage, fault isolation percentage, built-in test consistency, testability indices evaluation models, fault tree analysis, Markov reliability models of automatic diagnostic systems.
Представляет Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева
Nizhny Novgorod State Technical University n. a. R. E. Alekseev presents
Никулин С. М., Торгованов А. И.
ИЗМЕРЕНИЕ S-ПАРАМЕТРОВ СВЧ-ТРАНЗИСТОРА ПРИ ВЫСОКИХ УРОВНЯХ МОЩНОСТИ МЕТОДОМ ПРОСТРАНСТВЕННО УДАЛЕННОЙ НАГРУЗКИ … 14
Аннотация: На основе данных, полученных при измерении S-параметров СВЧ транзистора в контактном устройстве методом пространственно удаленной нагрузки, определены входной и выходной импедансы в режиме комплексно-сопряженного согласования. В САПР Microwave Office построена модель усилителя в виде каскадного соединения транзистора с входным и выходным тюнерами импеданса. Результаты моделирования сравниваются с экспериментальными данными, полученными на натурном макете усилителя.
Ключевые слова: нелинейная цепь, S-параметры, измерения, метод пространственно переменной удаленной нагрузки, векторный анализатор цепей, тюнер импеданса, усилитель СВЧ.
Nikulin S. M., Torgovanov A. I.
LARGE SIGNAL MICROWAVE TRANSISTOR S-PARAMETERS MEASUREMENTS USING SPATIALLY REMOTE LOAD
Abstract: The article deals with S-parameters measurements of microwave transistor in test fixture using spatially remote load method. The microwave amplifier was designed in Microwave Office using this data. Practical realization of amplifier was made on manual impedance tuners. In conclusion comparison of design and practical results were given.
Keywords: nonlinear circuit, large signal S-parameters, measurement, identification, spatially remote load, vector network analyzer, impedance tuner.
Моругин С. Л., Скрипкин Н. И., Шмелев А. В.
МАГНЕТРОН С ПРИНУДИТЕЛЬНЫМ ВОЗДУШНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ … 18
Аннотация: Представлены результаты теоретического анализа конструкции магнетрона с воздушным охлаждением, использующего теплопроводящие стержни для передачи тепла сквозь магнитопровод. Проведен расчет конструкции при разных диаметрах стержней. Сравнение рассчитанных значений температуры нагрева магнетрона с экспериментальными данными показало их хорошую сходимость.
Ключевые слова: магнетрон, принудительное охлаждение, теплоотвод, датчик температуры.
Morugin S. L., Skripkin N. I., Shmelev A. V.
MAGNETRON WITH FORCED AIR COOLING
Abstract: The results of theoretical analysis of the design of the magnetron air cooling using the heat pipe to transfer heat through the magnetic circuit. The calculation of the design at different diameters of the rods. Comparison of the calculated values of the heating temperature of the magnetron with the experimental data shows a good convergence.
Keywords: magnetron, forced cooling, heat sink, temperature sensor.
Садков В. Д., Лопаткин А. В.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ДАТЧИКОВ ТОКА НА ОСНОВЕ НИЗКООМНЫХ ПЛЕНОЧНЫХ ЧИП-РЕЗИСТОРОВ … 23
Аннотация: Построены аналитические модели датчиков тока на основе низкоомных пленочных чип-резисторов гребенчатой (встречно-штыревой) структуры. Получена схема замещения и проведен анализ частотных характеристик низкоомного гребенчатого резистора габарита 0805.
Ключевые слова: сопротивление низкоомного пленочного резистора прямоугольной и гребенчатой структуры, контактное сопротивление, схема замещения пленочного резистора.
Sadkov V. D., Lopatkin A. V.
SIMULATION OF CURRENT SENSORS BASED ON LOW-RESISTANCE FILM CHIP-RESISTORS
Abstract: Analytic models of current sensors based on low-resistance film chip-resistors with comb-shaped (interdigital) structure were constructed. Equivalent circuit of low-resistance comb-shaped resistor with 0805 size was obtained and its frequency characteristics were analyzed.
Keywords: resistance of low-resistance film resistor of rectangular and comb-shaped structure, contact resistance, equivalent circuit of film resistor.
Шишанов С. В., Мякиньков А. В., Рындык А. Г.
ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ КООРДИНАТ ОБЪЕКТОВ АВТОМОБИЛЬНЫМ РАДАРОМ С АНТЕННОЙ РЕШЕТКОЙ И ЧАСТОТНЫМ КАЧАНИЕМ ЛУЧА … 28
Аннотация: Получены оценки потенциальной точности измерения координат целей в автомобильном радаре дальнего действия с антенной решеткой и частотным качанием луча. Приведены результаты математического моделирования.
Ключевые слова: антенная решетка, частотное качание луча, уравнение измерения, потенциальная точность, информационная матрица Фишера.
Shishanov S. V., Myakinkov A. V., Ryndyk A. G.
THE ACCURACY OF DETERMINATION OF COORDINATES OF MOVING TARGETS IN AN AUTOMOTIVE RADAR USING ANTENNA ARRAY WITH FREQUENCY BEAM SCANNING
Abstract: The potential accuracy of determination of targets coordinates in a long range automotive radar with the antenna array and frequency beam scanning is estimated. Mathematical modeling results are presented.
Keywords: antenna array, frequency beam scanning, measurement equation, potential accuracy, Fisher-information matrix.
КОНСТРУИРОВАНИЕ И ПРОИЗВОДСТВО ДАТЧИКОВ, ПРИБОРОВ И СИСТЕМ
DESIGN AND PRODUCTION OF SENSORS, DEVICES AND SYSTEMS
Беляков П. А., Костюк Д. В., Абанин И. Е. и др.
РАЗРАБОТКА ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ РАЗВЯЗОК НА ОСНОВЕ НАНОСТРУКТУР СО СПИН-ВЕНТИЛЬНЫМ МАГНИТОРЕЗИСТИВНЫМ ЭФФЕКТОМ … 32
Аннотация: Рассмотрены основные конструктивно-технологические решения, применяемые в гальванических развязках (ГР) с гигантским магниторезистивным эффектом. Представлены результаты исследования спин-вентильных магниторезистивных (СВМР) наноструктур с антиферромагнитной пленкой (Ta-FeNiCo-CoFe-Cu-CoFe-FeNiCo-FeMn-Ta) для создания на их основе отечественных цифровых ГР. Получены магниторезистивные элементы на основе разработанных технологических процессов формирования наноструктур с величиной СВМР-эффекта 7–8 % при комнатной температуре.
Ключевые слова: гальваническая развязка; гигантский магниторезистивный эффект; спин-вентильный магниторезистивный эффект, цифровой сигнал.
Belyakov P. A., Kostyuk D. V., Abanin I. E. et al.
DEVELOPMENT OF GALVANIC IZOLATORS ON THE BASIS OF NANOSTRUCTURES FROM SPIN-VALVE MAGNETORESISTIVE EFFECT
Abstract: In article the basic is constructive-technological decisions applied in galvanic izolators (GI) with giant magnetoresistive by effect are considered. Results of research of spin-valve magnetoresistive (SVMR) nanostructures with an antiferromagnetic film (Ta-FeNiCo-CoFe-Cu-CoFe-FeNiCo-FeMn-Ta) for creation on their basis domestic digital GI are presented. Are received magnetoresistive elements on the basis of the developed technological processes of formation nanostructures with size SVMR of effect 7–8 %, at a room temperature.
Keywords: galvanic izolator; giant magnetoresistive effect; spin-valve magnetoresistive effect, digital signal
Буймистрюк Г. Я.
О СОВРЕМЕННЫХ ФИЗИЧЕСКИХ ПРЕДЕЛАХ МУЛЬТИПЛЕКСИРОВАНИЯ ВНУТРИСВЕТОВОДНЫХ МАССИВОВ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ … 36
Аннотация: Рассмотрены принципы и физические пределы мультиплексирования внутрисветоводных массивов волоконно-оптических датчиков, построенных на волоконных чувствительных элементах двух видов: дифракционных и интерференционных. Оценки пределов в количестве мультиплексируемых массивов датчиков проводились с применением систем оптико-временной рефлектометрии с фотонной чувствительностью 10–17 Дж (коэффициент отражения 10–5) и систем плотного волнового оптического мультиплексирования со 160 спектральными каналами (межканальная помеха –25 дБ) подтвердили потенциал разрешения и предел мультиплексирования – свыше ста тысяч сенсоров.
Ключевые слова: волоконно-оптические датчики, интерференционные, дифракционные, внутрисветоводные, распределенные, мультиплексирование, физические пределы.
Buymistryuk G. Y.
ABOUT MODERN PHYSICAL LIMITS OF MULTIPLEXING ARRAYS OF IN-FIBER OPTIC SENSORS
Abstract: The principles and fundamental limits of multiplex in-fiber arrays of optical fiber sensors based on fiber sensing elements of three types: diffraction and interference. Assessing the limits in the number of multiplexed arrays of sensors carried with the use of optical systems with optical time-domain reflectometry with photon sensitivity 10–17 J. (reflection coefficient of 10-5) and systems of dense wavelength division multiplexing optical with 160 spectral channels (co-channel interference –25 dB) confirmed the potential resolution and multiplexing limit – more than a hundred thousand sensors.
Keywords: optical fiber sensors, sensing elements, interference, diffraction, in-fiber, distributed, multiplexing, physical limits.
Андреев М. Я., Рубанов И. Л., Стефанов Ю. А.
ПЕРЕДАЧА МОЩНОСТИ ПО ВОЛОКОННОМУ СВЕТОВОДУ ДЛЯ ПИТАНИЯ ПЕРИФЕРИЙНЫХ УСТРОЙСТВ … 40
Аннотация: Рассмотрена схема оптоэлектронной системы, в которой питание для удаленной (сенсорной) части передается от основной (базовой) в виде оптической мощности с последующим преобразованием в электрическую. Обсуждаются характеристики оптоэлектронных и волоконных компонентов, входящих в канал передачи и преобразования оптической мощности. Оценивается целесообразность применения такой системы в буксируемой гидроакустики и подводной робототехники.
Ключевые слова: передача мощности по волоконному световоду, фотонный модуль для передачи мощности, диодный лазерный модуль, фотоэлектронный преобразователь, “силовой” волоконный световод, волоконный кабель-буксир.
Andreev M. Ya., Rubanov I. L., Stefanov Yu. А.
POWER OVER FIBER FOR ELECTRONIC DEVISES ON REMOTE NO SERVICING OBJECT. STATE-OF-THE-ART AND PERSPECTIVE EMPLOYMENT FOR SONAR WITH TOWED ARRAY
Abstract: Examine a question of conceptual design the system for delivering Power over Fiber from stationary body for electronic devises situated on remote no servicing object. Optoelectronic and fiber-optic components for system Power over Fiber analysis. The article include the example of the system with fiber-optic telecommunication channel and channel powered by laser over optical fiber for flying and controlling tethered vertical take-off and landing aircraft system. Authors estimate perspective of using Power over Fiber for problem-solving ability in underwater robotics and sonar with towed arrays.
Keywords: power over fiber, high power multi-mode fiber-coupled diode lasers, photovoltaic array, high power fiber, fiber-optical tow cable, towed array.
Казарян А. А.
ПУЛЬСАТОР ПЕРЕМЕННОГО ДАВЛЕНИЯ … 45
Аннотация: Предложено для калибровки датчиков оснащать существующие вибростенды съемным пульсатором переменного давления. Пульсатор давления смонтирован соосно с осью колебания вибростенда и содержит сильфон, калибруемый и эталонный датчики.
Ключевые слова: пульсатор давления, усилители заряда, мощности, напряжения, магнитное поле, ток катушки, сигнал вибрации.
Kazaryan A. A.
PULSER OF ALTERNATING PRESSURE
Abstract: Supply of existent vibration stands by demountable pulser of alternating pressure for calibration of sensors is suggested. The pressure pulser is mounted coaxially with oscillation axis of the vibration stand and contains sylphon, calibrated and standard sensors.
Keywords: pressure pulser, amplifiers of charge, power and voltage, magnetic field, coil current, vibration signal.
Никитин А. В., Солдаткин В. М.
СИСТЕМА ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВЕКТОРА ВЕТРА И ВЕКТОРА ИСТИННОЙ ВОЗДУШНОЙ СКОРОСТИ НА БОРТУ ВЕРТОЛЕТА
Аннотация: Рассмотрена конструктивная схема неподвижного датчика воздушных сигналов и алгоритмы обработки информации бортовой системы измерения скорости и угла направления ветра относительно продольной оси вертолета на стоянке, взлетно-посадочных режимах и составляющих вектора истинной воздушной скорости при полетах.
Ключевые слова: вертолет, скорость и направление ветра, составляющие вектора истинной воздушной скорости, измерение, бортовая система, неподвижный датчик, алгоритмы обработки информации.
Nikitin A. V., SoldatkinV. M.
SYSTEM OF MEASUREMENT PARAMETERS OF WIND VECTOR AND TRUE AIR
Abstract: Constructive scheme of stationary air signals sensor’s and algorithms of information processing measurements of velocity and angle direction the wind onboard system’s relative to the longitudinal axis of the helicopter in the parking lot, take-off and landing and components of the vector of the true air speed on the flight modes are considered.
Keywords: helicopter, speed and direction of wind, components of the vector of the true air speed, measurement, onboard system, stationary sensor, algorithms of information processing.
ИЗМЕРЕНИЯ, КОНТРОЛЬ, АВТОМАТИЗАЦИЯ (журнал в журнале)
MEASUREMENT, CONTROL, AUTOMATION (Journal in journal)
Кнеллер В. Ю., Фаянс А. М.
МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИНВАРИАНТНОСТИ ПРОЦЕССОВ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ: ВЫЯВЛЕНИЕ И СИСТЕМАТИЗАЦИЯ … 55
Аннотация: Рассмотрена процедура выявления и систематизации методов обеспечения инвариантности преобразования физических величин, сигналов и сведений о них, базирующаяся на разработанном междисциплинарном подходе. Полученные результаты позволяют построить родовидовую классификацию упомянутых методов, отражающую не только их взаимосвязь, но и происхождение присущих им свойств.
Ключевые слова: преобразование величин, обеспечение инвариантности, методы осуществления, синтез, систематизация
Kneller V. Yu., Fayans A. M.
METHODS TO ENSURE INVARIANCE TRANSFORMATION PROCESSES: REVEALING AND SYSTEMATIZATION
Abstract: A procedure for identifying and systematization methods to ensure the invariance transformation of physical quantities, signals and information about them, based on the developed interdisciplinary approach, is considered. The results obtained allow us to construct a genetic classification of mentioned methods, reflects not only their relationship, but also the origin of their intrinsic properties.
Keywords: quantities transformation, invariance ensuring, methods of implementation, synthesis, systematization.
КОНФЕРЕНЦИИ, СИМПОЗИУМЫ, СЕМИНАРЫ (ИЮЛЬ–ДЕКАБРЬ 2015 Г.) … 67
CONFERENCES, SYMPOSIA, SEMINARS (JULY–DECEMBER 2015)