Датчики и системы, № 1,2012 г.
С О Д Е Р Ж А Н И Е И А Н Н
О Т А Ц И И
ТЕОРИЯ И ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ДАТЧИКОВ,
ПРИБОРОВ И СИСТЕМ
Герасименко Т. Н., Поляков П. А.,
Касаткин С. И., Амеличев В. В. Новый метод управления магнитными наногранулами в
магниторезистивном биосенсоре … 3
Предложен магниторезистивный биосенсор с новым методом управления движением магнитной наногранулы с использованием напыленного планарного наномагнита. Найдены точки устойчивого и неустойчивого равновесия наногранулы в кювете с жидкостью. Предложенный метод управления магнитными наногранулами позволяет многократно увеличить концентрацию магнитных наногранул в области чувствительного элемента и упростить технологию его изготовления.
Ключевые слова: магнитная
наногранула, магниторезистивный биосенсор,
наномагнит.
Gerasimenko T. N., Polyakov P. A., Kasatkin
S. I., Amelichev V. V. New method of control of magnetic nano-granules
in magneto-resistive biosensor
Magneto-resistive
biosensor with new method of motion control of magnetic nano-granule
with using of evaporated planar nano-magnet was
presented. Points of stable and unstable equilibrium of nano-granule
in a cuvette with a liquid were found. Proposed
method of magnetic nano-granules control allows to
increase manyfold magnetic nano-granules
concentration in sensitive element region and to simplify a technology of its
manufacturing.
Keywords: magnetic nano-granule,
magneto-resistive biosensor, nano-magnet.
Уразаев А. Е., Ясовеев
В. Х. Метод определения покомпонентного расхода нефтеводогазовой смеси … 6
Описан бесконтактный метод определения расхода потока многофазной смеси, состоящей из двух несмешивающихся жидкостей, а также газа. Принцип действия системы, реализующей данный метод, основан на определении обводненности и газосодержания по величине затухания акустического сигнала на двух различных частотах совместно с измерением скорости движения газовых включений по доплеровскому смещению частоты принимаемого сигнала. Представлена математическая модель, структурная схема датчика и цепи преобразования, а также результаты моделирования процесса работы измерительной системы.
Ключевые слова: многофазный поток,
доплеровское смещение частоты, режим течения, профиль потока.
Urazaev A. E., Yasoveev V. Kh.
Method of component-specific flow rate of
oil-water-gas mixtures
Contactless method of flow-rate determination
of a flow of multiphase mixture consisted of two non-mixing liquids and also a
gas is described. The principle of operation of a system realizing this method
is based on the determination of water content and gas content by damping value
of acoustic signal at two different frequencies in combination with velocity
measurement of gas inclusions by Doppler shift of received signal frequency.
Mathematical model, structural diagram of a sensor and transformation circuit
and also results of working process simulation are presented.
Keywords: multiphase flow, Doppler frequency shift, flow mode, flow
profile.
Васильев В. А., Громков Н. В. Частотные
измерительные преобразователи для датчиков давления, устойчивых к воздействию
температур … 11
Описаны новые схемотехнические и конструктивные решения, позволяющие уменьшить температурную погрешность датчиков давления на основе нано- и микроэлектромеханических систем (НиМЭМС) и частотных интегрирующих развертывающих преобразователей (ЧИРП). Показано, что совмещение функций элементов ЧИРП и НиМЭМС обеспечивает повышение точности преобразования в широком диапазоне температур.
Ключевые слова: частотные
измерительные преобразователи, датчики давления, нано-
и микроэлектромеханические системы, температурная
погрешность.
Vasil'ev V. A., Gromkov N. V. Measuring frequency transducers for pressure gauges resistant to
exposures to temperature
New circuit and
constructive solutions are described which allow to decrease temperature errors
of pressure gauges based on nano- and
micro-electromechanical systems (N&MEMS) and
frequency integrating scanning transducers (FIST) are described. It was shown
that a combination of functions of N&MEMS and
FIST elements ensures an increase of transformation accuracy in broad
temperature range.
Keywords: measuring frequency transducers, pressure gauges, nano- and micro-electromechanical systems, temperature
errors.
Дмитриев В. Ф. Беспроводной датчик температуры на ПАВ с
идентификацией … 16
Представлены результаты реализации беспроводного датчика температуры с идентификацией на поверхностных акустических волнах, использующего корреляционный метод обработки информации. Чувствительный элемент датчика выполнен на основе нанотехнологий. Описана физико-математическая модель датчика. Приведены результаты моделирования и измерений.
Ключевые слова: датчик температуры,
идентификация, корреляционная обработка, COM
уравнения.
Dmitriev V. F. Surface acoustic wave temperature
sensor with radio frequency identification
The surface acoustic
wave wireless temperature sensor with the identification and based on
correlation method handling data is presented. The sensor sensitive element is
performed with the using of nanotechnologies. The physicist-mathematical sensor
model is described. The results of modeling and measurements are presented.
Keywords: temperature sensor, identification, correlation handling,
com-equation.
Мулев Ю. В., Мулев М.
Ю., Заяц Т. А. Тарировочные
характеристики емкостных датчиков плотности полярных тепло- и энергоносителей …
21
Представлены тарировочные характеристики (зависимости диэлектрической проницаемости от соотношения r/Т) емкостных датчиков плотности ряда тепло- и энергоносителей (вода, аммиак, этанол, метанол).
Ключевые слова: диэлектрическая
проницаемость, вода, аммиак, этанол, метанол, зависимости от соотношения
плотность/температура.
Mulev Yu. V., Mulev M. Yu., Zayats
T. A. Calibration characteristic of capacitance
sensors of polar thermal and energy carriers density
Calibration
characteristics (dependences of dielectric constant from ρ/T ratio) of
capacitance density sensors for number of thermal and energy carriers (water,
ammonia, ethanol, methanol) are presented.
Keywords: dielectric constant, water, ammonia, ethanol, methanol,
dependences from density/temperature ratio.
Лурье М. С., Лурье О. М. Погрешности погружных
вихревых расходомеров и методы их снижения … 25
Рассмотрены погрешности измерений погружных вихревых расходомеров, выполненных на основе кондуктометрического приемника-преобразователя вихревых колебаний. Показано влияние различных факторов: точности изготовления тела обтекания и монтажа прибора на трубопроводе, шероховатости внутренней поверхности трубопровода и температуры на величину погрешности. Даны рекомендации по снижению погрешности измерений.
Ключевые слова: вихревой
расходомер, погрешность измерения: погрешность монтажа; снижение погрешности;
температурные погрешности.
Lurje M. S., Lurje O. M. Error submersible vortex flow meters and methods of reducing them
The paper deals with the
measurement error submersible vortex flow meters based on conductometric
receiver-transmitter vortex oscillations. Shows the influence
of various factors: the precision of the flow around the body and mounting the
device on the pipeline, the pipeline inner surface roughness and temperature on
the magnitude of error. The recommendations for
reducing measurement error.
Keywords: vortex flow meter measurement error: error mounting the
device; reducing errors, temperature errors.
Пронин С. П., Зрюмов
Е. А., Зрюмов П. А. Оптический метод измерения размаха и частоты гармонических вибраций с
использованием многоэлементного фотоприемника … 29
Представлен новый вариант оптического метода измерения размаха и частоты гармонической вибрации с использованием многоэлементного фотоприемника. Получены расчетные формулы оценки относительной погрешности измерения размаха и частоты вибрации. Приведены результаты экспериментальной проверки предложенного варианта метода.
Ключевые слова: гармоническая
вибрация, измерение, оптико-электронная система, спектральный анализ.
Pronin S. P., Zryumov E. A., Zryumov
P. A. Optical method of measurement of swing and
frequency of harmonic vibrations with using of multi-element photodetector
New variant of optical method
of measurement of swing and frequency of harmonic vibration with using of
multi-element photodetector is proposed. Design
equations for the estimation of relative errors of measurement of swing and
frequency of vibration were obtained. Results of experimental testing of
proposed variant of a method are presented.
Keywords: harmonic vibration, measurement, optoelectronic system,
spectral analysis.
КОНСТРУИРОВАНИЕ
И ПРОИЗВОДСТВО ДАТЧИКОВ, ПРИБОРОВ И СИСТЕМ
Восков Л. С., Комаров М. М. Позиционирование датчиков
беспроводной
сенсорной
сети как способ энергосбережения … 34
В статье дается обзор и анализ механизмов позиционирования датчиков беспроводных сенсорных сетей. Предлагается метод позиционирования с весовыми функциями в качестве способа энергосбережения в беспроводных сенсорных сетях. Проведена экспериментальная реализация различных методов позиционирования. Полученные экспериментальные результаты показывают эффективность предложенного метода для снижения энергопотребления при приеме и передаче данных.
Ключевые слова: позиционирование
датчиков; беспроводные сенсорные сети; фингерпринтинг;
энергосбережение.
Voskov L. S, Komarov M. M Positioning as energy saving method
In this work we propose
to use positioning as energy saving method for wireless sensor networks.
Different positioning methods were implemented and experimental results showed
that it is correct possible to use positioning for saving energy in WSNs during transmission and receiving data.
Keywords: positioning of sensor, wireless sensor networks, fingerprinting, saving energy.
Безменов В. С., Ефремов В. А.,
Дударь А. С. Пневматические системы
автоматизированного дозирования лакокрасочных материалов для малых производств
… 38
Проведен критический анализ имеющихся на рынке промышленных установок для дозирования лакокрасочных материалов (ЛКМ) и предложены разработанные в лаборатории газогидродинамических средства автоматизации Института проблем управления РАН пневматические системы автоматизированного дозирования ЛКМ для предприятий малого и среднего бизнеса.
Ключевые слова: лакокрасочные
материалы (ЛКМ), система автоматизированного
дозирования жидкостей, малое производство ЛКМ, минизаводы по производству ЛКМ,
пневмоавтоматика.
Bezmenov V. S., Efremov V. A., Dudar'
A. S. Pneumatic systems for automation dosing of
paint-and-lacquer materials for small-scale production
Critical analysis of
marketed industrial devices for paint-and-lacquer materials (PLM) dosing was carried out and pneumatic systems for
automation dosing of PLM for small- and medium-sized
commercial enterprises developed in the laboratory of gas- and hydro-dynamical
automation devices of RAS Institute of Control
Sciences are proposed.
Keywords: paint-and-lacquer materials (PLM),
system for automation dosing of liquids, small-scale PLM
production, mini-plants for PLM production, pneumatic
automation.
Синицын В. П., Пащенко Ф. Ф.,
Круглова Т. К. Автоматический контроль
содержания водорода в теплоносителе первого контура АЭС с реакторами типа ВВЭР … 44
Представлено описание автоматизированного устройства контроля содержания водорода в теплоносителе первого контура АЭС с ВВЭР. Длительная эксплуатация устройства подтвердила надежность его работы и достоверность получаемых результатов измерения.
Ключевые слова: реактор ВВЭР, первый контур, водно-химический режим, показатель
качества теплоносителя, контроль водопровода, ядерная безопасность.
Sinitsyn V. P., Pashchenko F. F., Kruglova T. K. Automatic control of hydrogen content in a coolant in NPP primary coolant circuit with VVER
type reactors
The
description of automatic device for hydrogen content control in a coolant in NPP primary coolant circuit with VVER. Long-term operation of the device
confirmed the reliability of its functioning and the trustworthiness of
obtained measurement results.
Keywords: VVER reactor, primary coolant
circuit, water-chemical regime, coolant quality factor, water supply control,
nuclear safety.
Шилин А. Н., Литвин И. И. Радиоэлектронная система контроля оледенения воздушных линий
электропередачи … 47
Рассмотрена радиоэлектронная система контроля образования наледи на проводах воздушных линий электропередачи (ВЛЭП), принцип работы которой основан на регистрации разности скоростей прохождения электромагнитного гармонического сигнала по контролируемому участку линии и воздушной среде. Информация о толщине ледяной муфты передается по радио каналу на диспетчерский пункт.
Ключевые слова: воздушная линия
электропередачи, аварийные режимы, оледенение, рефлектометр, фазовая скорость в
линии, контроль наледи на проводах.
Shilin A. N.,
The article shows a
block diagram of electronic control ice dams on the wires of overhead
transmission lines (HVPL). The system works based on
the detection of differential speed transmission of electromagnetic harmonic
signal controlled section of the line and air. The speed of the signal on the
line depends on the thickness of ice on wires clutch line. Velocity difference
is recorded and converted into the phase detector signal processor in a
controlled amount. Information about the thickness of the icy clutches on the
radio channel at the control point.
Keywords: wires of overhead transmission lines, emergency regimes, glaciation, reflectometer, the
phase velocity in the line control ice on the wires.
Васьковский С. В., Осипов А. Б. Структура и отладка распределенных
микропроцессорных комплексов с применением мультиплексного канала … 50
Рассмотрена реализация распределенных микропроцессорных систем с использованием мультиплексного канала. Описаны средства, позволяющие выполнять невмешивающиеся наблюдения и выборочную регистрацию передаваемой по каналу информации.
Ключевые слова: мультиплексный
канал, распределенные микропроцессорные комплексы.
Vas'kovsky S. V., Osipov A. B. Structure and adjustment of distributed microprocessor complexes with
using of multiplex channel
The realization of
distributed microprocessor complexes with using of multiplex channel is
considered. Assets allowing non-interference observations and sample
registration of transmitted through channel information are described.
Keywords: multiplex channel, distributed microprocessor complexes.
Сидорин Ю. С. О системах охранной сигнализации … 53
Кратко рассмотрены электронные охранные системы сигнализации, их состав, назначение. Показана структурная схема типовой системы охранной сигнализации (СОС). Предложена классификация СОС. Приведен пример рассмотрения различных видов охраняемых зон на конкретном примере.
Ключевые слова:
система, охрана, сигнализация, электронный комплекс защиты, структурная схема,
классификация, режим работы.
Sidorin Yu. S. About security systems
This article contains
information for the protection of objects with a minimum amount of general
information.
Keywords: system, security system, electronic security complex, the
block diagram, classification, mode of operation.
Бабаян Р. Р. Прецизионный усилитель разности токов … 57
Описан широкополосный усилитель разности постоянных токов, выполненный на дискретных элементах и предназначенный для реализации в виде микросборки.
Ключевые слова: усилитель разности
токов, точность, быстродействие.
Babayan R. R. Precision amplifier of currents
difference
Wideband amplifier of
direct currents difference, realized on discrete elements and intended for
realization as microassembly, is described.
Keywords: amplifier of currents difference, accuracy, response speed.
ИЗМЕРЕНИЯ, КОНТРОЛЬ, АВТОМАТИЗАЦИЯ (журнал в журнале)
Юрин А. И., Филимонов В. В.,
Карцев Е. А. Контроль толщины нанопокрытий … 60
Рассмотрены перспективы применения и основные методы нанесения нанопокрытий, а также методы и средства измерений толщины покрытий нанометрового диапазона. Приведена сравнительная оценка разрешающей способности и погрешности различных методов измерения толщин нанопокрытий.
Ключевые слова: измерение толщины нанопокрытий, нанопокрытия,
методы измерений, оценка погрешностей.
Yurin A. I., Filimonov V. V., Kartsev
E. A. Thin films thickness control
This article considered
application and the basic methods of nano- covering
and measuring apparatuses of a thickness of thin films. The special attention
is given for questions of measurement of thickness of nano-
range coverings and a comparative estimation of resolution and uncertainty of
various methods of their measurement.
Keywords: measurement of a nano-covering
thickness, nano-covering, methods of measurements,
estimation of errors.
Новости … 65
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ПУБЛИЦИСТИКА
В порядке обсуждения
Першенков В. С., Подлепецкий
Б. И. Правила подготовки и оформления
научных статей … 67
Представлены некоторые рекомендации и общие правила подготовки и оформления статей для публикаций в научно-технических журналах.
Ключевые слова: научная статья,
объем, структура, типичные ошибки, требования редакций, рекомендации.
Pershenkov V. S., Podlepetsky B. I. Rules of the preparation and the formatting of scientific papers
Some recommendations and
general rules of the preparation and the formatting of scientific papers are
presented.
Keywords: scientific paper, volume, structure, typical errors,
requirements of editorial staff, recommendations.
ХРОНИКА
Дни высоких технологий Германии в России
… 71
* * *
Contents and abstracts … 75