Датчики и системы, № 6, 2001 г.
С О Д Е Р Ж А Н И Е
35 лет львовской школы полупроводниковой тензометрии
Дружинин А.А., Марьямова И.И., Лавитская Е.Н., Кутраков А.П., Панков Ю.М. От полупроводниковых тензорезисторов к микроэлектронным датчикам……2
Описаны разработанные датчики механических величин на основе полупроводниковых нитевидных кристаллов: полупроводниковые тензорезисторы (ТР), датчики с универсальным тензомодулем, высокотемпературные датчики давления, датчики для криогенных температур, для медицинской диагностики и др. Представлены также разработанные микроэлектронные датчики давления на основе КНИ-структур.
Druzhinin A.A., Maryamova I.I., Lavitskaya E.N., Kutrakov A.P., Pankov Yu.M. From semiconductor strain gages to microelectronic sensors
Mechanical sensors (semiconductor strain gauges, pressure pulsation sensors, sensors with universal strain unit, high-temperature pressure sensors, sensors for cryogenic temperatures, for medical diagnostics, etc.) developed on the basis of semiconductor whiskers are described. Microelectronics pressure sensors based on SOI-structures are also presented.
Обсуждается проблема повышения эффективности контроля безотказности элементов и систем, моменты отказов которых подчиняются нормальному распределению. Методом математического моделирования сравниваются свойства различных критериев, основанных на оптимальных последовательных процедурах.
Grodzensky S.Ya., Domrachov V.G. Improving infallibility monitoring of elements and systems
The problem of improving the efficiency of infallibility monitoring of elements and systems, whose instants of failure are characterized by Gaussian distribution, is discussed. Simulation technique is applied for comparing the properties of different criteria based on optimal sequential procedures.
Климов А.Н. Регулирующее воздействие в импульсной системе с дискретными входными сигналами…………………………………………………………………………12
Предлагается новый принцип управления, основанный на использовании дискретных модулирующих сигналов в импульсной системе автоматического управления и позволяющий реализовать астатическую систему без применения интегрирующих устройств.
Klimov A.N. Control action in a pulse system with discrete inputs
A new control principle based on the use of discrete modulating signals in a automatic pulse control system is proposed. It allows implementing an astatic system without applying integrating devices.
МурашкинаТ.И., Волчихин В.И. Стандартизация параметров амплитудных волоконно-оптических датчиков для волоконно-оптических сетей сбора данных.….16
Дается обоснование выбора параметров оптического интерфейса, обеспечивающего параметрическую и информативную совместимости амплитудных волоконно-оптических датчиков с элементами волоконно-оптических сетей сбора данных.
Murashkina T.I., Volchikhin V.I. Standardization of the parameters of amplitude fiber-optic sensors for fiber data acquisition networks
The paper substantiates the selection of the parameters of an optical interface, which provides parametric and informational compatibility of amplitude fiber-optic sensors with the components of fiber-optic data acquisition networks.
НикулинВ.Б., ЛаричевС.С. Бесконтактныйемкостныйзонддляконтролявлажностиматериалов………………………..……………………………………………..19
Предлагается емкостной зонд, электроды которого заключены во фторопластовый цилиндр. Теоретически выводится его функция преобразования, приводятся результаты эксперимента.
Nikulin V.B., Larichev S.S. Contacless capacitive probing
A capacitor probe is proposed whose electrodes are placed into a fluoroplastic cylinder. Its transfer function is derived; experimental results are presented.
НадеевА.И., Решетов С.С., Радов М.Ю., Кириллов А.Н. Динамическая модель полной погрешности магнитострикционных преобразователей параметров движения………………………………………………………………………………….…21
Предлагается динамическая модель полной погрешности магнитострикционных преобразователей параметров движения (МППД) в виде системы двух нелинейных дифференциальных уравнений, позволяющая с достаточной точностью прогнозировать стабильность работы волновода магнитострикционного преобразователя.
Nadeev A.I., Reshetov S.S., Radov M.Yu., Kirillov A.N. A dynamic model of the total error of magnetostrictive transducers of motion parameters
A dynamic model of the total error of magnetostrictive transducers of motion parameters is proposed as a system of 2 nonlinear differential equations. The model allows predicting the stability of magnetostrictive transducer’s waveguide operationwith sufficient accuracy.
Соборовер Э.И., Гундорин В.В. Исследование сенсорного эффекта в плосковолноводном оптическом химическом газовом сенсоре трехслойной конструкции……………………………………………………………………………...…23
Предложена и исследована трехслойная система: пластина из плавленого кварца, торец которой использован для ввода света в волновод; стеклянная пластина толщиной 140 мкм, используемая в качестве волновода, и чувствительный слой, представляющий собой тонкие, порядка 0,50 мкм, пленки полимеров, содержащих катионы красителя бриллиантового зеленого (БЗ), способные взаимодействовать с аммиаком и диоксидом серы. Теоретически обоснованы и экспериментально найдены оптимальные углы ввода света в образец: 38…45о. Установлено, что величина сенсорного эффекта зависит от природы газов адсорбатов, строения полимерной матрицы, степени ее модификации и поляризации вводимого света. Сенсорный эффект на аммиак, полученный с помощью трехслойной конструкции сенсора, в 20 раз выше величины сенсорного эффекта, полученного ранее на двухслойной конструкции при одном и том же чувствительном слое.
Soborover E.I., Gundorin V.V. Investigation of sensor effect in planar waveguide optical chemical gas sensor with three-layered structure
In order to improve the sensitivity of a planar waveguide optical chemical gas sensor a three-layered structure is proposed combining a fused quartz plate, whose end face is used to introduce light into a waveguide, a 140 mm glass plate as a waveguide and a sensitive layer with a thin (0.50 mm) polymer film containing dyestuff cations (brilliant green) for interacting with ammonia and sulfur dioxide. Optimal angles (38…45°) of light introduction into the sample have been theoretically substantiated and proven experimentally. It has been also ascertained that the value of the sensor effect depends on the nature of absorbate gases, the structure of polymer matrix, the degree of its modification and the polarization of the light introduced. The sensor effect pertaining to ammonia obtained by means of three-layered sensor structure is 20 times as high as obtained earlier while using a two-layered structure with the same sensitive layer.
ПодлепецкийБ.И., Никифорова М.Ю., Гуменюк С.В., Коваленко А.В. Исследования стабильности характеристик интегральных сенсоров водорода и влияния на них светового излучения……………………………………………………….29
В статье представлены экспериментальные результаты исследования воздействия светового излучения на метрологические характеристики, а также стабильности характеристик интегральных сенсоров водорода при долговременной эксплуатации.
Podlepetsky B.I., Nikiforov M.Yu., Gumenyuk S.V., Kovalenko A.V. Investigation of performance stability of integral hydrogen sensors and the effect of light radiation on them
The paper presents experimental results of studying the effect of light on measurement performance as well as the stability of the characteristics of integral hydrogen sensors under long-term operation.
Богатырев Е.А., Гребенко Ю.А., Иванов А.В., Козлов В.А., Малюков В.И., Филатов В.А., Щукин А.В. Индивидуальные газоаналитические приборы обеспечения безопасности персонала………………………………………………………………..…31
Рассматривается опыт разработки серии портативных газоаналитических приборов на горючие и токсичные газы (метан, кислород, оксид углерода), предназначенных для персонала, работающего в зоне с опасным выделением газов в угольных шахтах, колодцах и коллекторах газового хозяйства, при проведении аварийно-спасательных работ. Особое внимание уделено вопросам обеспечения взрывобезопасности приборов и методам обеспечения искробезопасности электронных узлов. Приведены основные характеристики семи разработанных авторами приборов.
Bogatyryov E.A., Grebenko Yu.A., Ivanov A.V., et al. Personal gas analyzing instruments for accident prevention
The paper considers the experience of developing a family of portable gas analyzing instruments for detecting burning and toxic gases (methane, oxygen, and carbonic oxide). First of all, these instruments are intended for the personnel working in the dangerous areas, such as coalmines, wells and manifolds of gas equipment and during wrecking. Special attention is focused on the problems of ensuring blast safety of the instruments and on the techniques providing intrinsic safe for electronic units. Basic performance attributes of 7 instruments developed by the authors are presented.
Александров В.А. Эффект транспортирования по струне…………………………….35
Обнаружен эффект высокочастотного транспортирования на струне, заключающийся в том, что свободно подвешенный на струне пьезоэлемент при определенных частотах возбуждения способен перемещаться по ней с постоянной скоростью. Эффект усиливается с повышением частоты колебаний пьезоэлемента. Исследованиями установлено, что это явление вызвано бегущими волнами, возникающими в струне в результате сдвига фазы резонансных колебаний пьезоэлемента и струны. Движение пьезоэлемента с грузиком вызывается высокочастотным отталкиванием от гребня бегущей упругой волны.
Alexandrov V.A. The effect of transportation on a string
An effect of high-frequency transportation on a string is discovered. It means that a piezoelectric cell hanging free on a string can move along it with constant speed under specific excitation frequencies. The effect intensifies with increasing the piezoelectric cell’s oscillation frequency. The study shows that this effect is caused by travelling waves, which arise in the string as the result of phase displacement of piezoelectric cell’s and string’s resonance oscillations. The motion of a piezoelectric cell with a weight is caused by high-frequency repulsion from the crest of the elastic travelling wave.
Россеев Н.Н. Анализ надежности иерархической структуры информационно-управляющей системы газотранспортного предприятия………………………………36
В статье дается классификация измерительной информации, циркулирующей в системе управления, и приведен анализ основных диагностических величин.
Rosseev N.N. The reliability analysis of the hierarchical structure of an information-controlling system of a gas-transport plant
Reasonable selection of structure and splitting the functions between the stages of a hierarchical information-controlling system of a gas-transport plant greatly affects the reliability of the whole system operation. The paper considers the allocation of functions in a three-stage hierarchical structure of an information-controlling system. The reliability analysis of the diagnosis system operation at a compressor plant is undertaken. It is demonstrated that functional redundancy should be introduced by duplicating diagnosis channels of each stage in order to improve the reliability.
Пирогов В.В., Баранов И.Ю., Христенко Д.В. Интеллектуальная система административного управления развитием корпоративной информационно-вычислительной сети…………………………………………………………………………42
Предложен подход к решению проблемы повышения качества административного управления в корпоративных информационно-вычислительных сетях (КИВС), основанный на концепции гибкого инструментального комплекса. Рассмотрены макромодель, системологическая и системотехнические модели интеллектуальной системы административного управления развитием (ИСАУр) КИВС, динамика ее функционирования. Оценена практическая возможность реализации ИСАУр КИВС.
Pirogov V.V., Baranov I.Yu., Khristenko D.V. An intelligent management system for corporate information-calculating network development
An approach to solving the problem of managerial control quality improvement in corporate information-calculating networks (CICN) is proposed. The approach is based on the concept of a flexible toolkit. A macromodel, system-science and system-engineering models of an intelligent managerial control system (IMCS) for CICN development are considered as well as its dynamics. The practical opportunity of IMCS implementation is assessed
Латышев Ю.В., Кудоба Т.С., Плотников С.В., Подчернин В.М.Оценка конкурентоспособности лазерных триангуляционных измерителей расстояний..….46
На основе различных методик оценивается конкурентоспособность лазерного триангуляционного измерителя расстояний, разработанного и производимого Конструкторско-технологическим институтом научного приборостроения (КТИ НП) СО РАН.
Latyshev Yu.V., Kudoba T.S., Plotnikov S.V., Podchernin V.M. The assessment of competitiveness of laser triangulation range finders
The assesment of competitiveness of a laser triangulation range finder (laser probe), developed and produced by the Technological Design Institute of Scientific Instrument Engineering (TDI SIE SB RAS), is undertaken by 4 different methods. The study results prove high competitiveness of the Institute's products as compared with the foreign ones. It is concluded that TDI SIE is quite able to present its products in the world market.
Измерения, контроль, автоматизация (журнал в журнале)
ПфайферТ., Зак Д. (ФРГ) Сети датчиков и исполнительных элементов – нервная система автономных производственных ячеек…………………………………50
Рассматривается новая концепция интеграции датчиков, измерительных систем и исполнительных элементов в полностью автономную производственную ячейку с целью создания стандартизованной структуры, позволяющей легко интегрировать новые компоненты в систему управления станками. Концепция разработана в рамках германского научно-исследовательского проекта “Автономные производственные ячейки”, направленного на создание производственной системы, самостоятельно решающей почти все части производственной задачи: от планирования до управления процессом и контроля качества.
Pfeifer T., Sack D. Sensor/Actuator Network – A nervous system for the autonomous production cells
A new concept of sensors, measurement systems and actuators integration into a autonomous production cell for developing a standardized structure, which allows easy integration of new components into a machine-tool control system, is considered. The concept is developed within the scope of the project Autonomous Production Cells intended for creating a production system, which would independently accomplish practically all stages of a production task: from planning up to process and quality control.
Рассматриваются фазы развития микротехнологий. На ряде примеров анализируется современное состояние микросистемной техники, формулируются ее ближайшие задачи и перспективы, и описываются главные черты необходимой для ее развития инфраструктуры.
Pyatyshev E.N., Lurie M.S., Akul’shin Yu.D., Skalon A.I. Microtechnologies: from microelectronics to microsystem technology
Microtechnology development phases are considered. State of the art of microsystem technology is analyzed on a number of examples; its nearest tasks and prospects are formulated. Basic features of an infrastructure necessary for its development are described.