Датчики и системы, № 1, 2018

Sensors and Systems, N 1, 2018

 

С О Д Е Р Ж А Н И Е  и  А Н Н О Т А Ц И И

C O N T E N T S  AND  A B S T R A C T S

 

 

 

С НОВЫМ ГОДОМ! … 3

 

HAPPY NEW YEAR! … 3

 

 

 

 

ОБЗОРЫ

 

REVIEWS

 

 

 

Глазьев С. Ю.

ИНФОРМАЦИОННО-ЦИФРОВАЯ РЕВОЛЮЦИЯ … 3

Аннотация: Повсеместное применение компьютерных систем в производственной, экономической, бытовой, социальной и управленческой сферах породило модную сегодня тему цифровой революции. В статье исследованы этапы информационно-цифровой революции в контексте структурных изменений экономики. Рассмотрены вопросы зарождения и смены технологических укладов. Автором настоящей статьи зарегистрировано научное открытие “Закономерность смены технологических укладов в процессе развития мировой и национальных экономик”. Особенно подробно рассмотрены пятый и шестой технологический уклады. Показано, что настоящим прорывов в цифровой экономике стало изобретение интегральной схемы и микропроцессора, положивших начало микроэлектронике в 1970-е годы прошлого столетия. Описаны социальные и политические составляющие цифровой революции. Показано, что распространение нового технологического уклада кардинальным образом меняет всю систему управления глобальными социально-экономическими процессами. Исследованы угрозы национальной безопасности России в связи с цифровой революцией и возможности их нейтрализации. Даны рекомендации по борьбе с киберпреступностью. Большое внимание уделено социальным проблемам, связанным с цифровой революцией, и вызовам цифровой революции будущему человечества. Предложено использование возможностей информационно-цифровой революции в условиях смены мирохозяйственных укладов.

Ключевые слова: цифровая экономика, информационно-цифровая революция, технологические уклады, интегральный мирохозяйственный уклад, экономические закономерности, социально-экономические процессы, цифровые технологии, информационные технологии, «умные контракты», гибридная война.

 

Glazyev S. Y.

INFORMATION AND DIGITAL REVOLUTION … 3

Abstract: Widespread use of computer systems in the industrial, economic, domestic, social and management areas has created modern theme of the digital revolution. The stages of the information and digital revolution in the context of structural changes in the economy are examined. Problems of origin and change of technological structures are discussed. The author of this article has registered scientific discovery “the pattern of change of technological structures in the development process of the global and national economies”. The fifth and sixth technological orders are especially considered in details. It is shown that real breakthrough in the digital economy was invention of the integrated circuit and microprocessor that marked the beginning of microelectronics in the 1970-ies of the last century. It describes the social and political components of the digital revolution. It is shown that the spread of a new technological structure radically changes the whole system of governance of the global socio-economic processes. Threats to national security of Russia in connection with the digital revolution and the possibility of their neutralization are investigated. Recommendations on the fight against cybercrime are given. Great attention is paid to the social problems associated with the digital revolution, and challenges of the digital revolution to the future of humanity. The use of information and digital revolution in the conditions of changing world economic is ordered.

Keywords: digital economy, digital revolution, technological structures, integrated world economic structure, economic patterns, socio-economic processes, digital technologies, information technologies, "smart contracts," hybrid war.

 

 

 

 

 

ТЕОРИЯ И ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ДАТЧИКОВ, ПРИБОРОВ И СИСТЕМ

 

THEORY AND CONSTRUCTION PRINCIPLES OF SENSORS, DEVICES AND SYSTEMS

 

 

 

Вишнеков А. В., Ерохин В. В., Иванова Е. М.

МЕТОДИКА САМОВОССТАНОВЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИМИ ОБЪЕКТАМИ НА ОСНОВЕ МЕТОДОВ ТЕОРИИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ … 3

Аннотация: Рассмотрены вопросы самовосстановления работоспособности распределенных систем контроля и управления техническими объектами. Исследованы варианты проектирования подсистем восстановления работоспособности (ПВР) при выходе датчиков системы из нормального режима работы, при сбоях или других нештатных ситуациях. Предложена разработка интегрированной ПВР на базе системы поддержки принятия решений (СППР) с целью выработки наиболее рациональных управляющих воздействий модулями и базовой станцией. Управляющие воздействия выбираются из имеющихся альтернативных вариантов в зависимости от заданных критериев оценки и ограничений работоспособности системы.

Ключевые слова: распределенная система датчиков, восстановление работоспособности, методы поддержки принятия решений, критерии оценки.

 

Vishnekov A. V., Erokhin V. V., Ivanova E. M.

THE TECHNIQUE OF SELF-HEALING DISTRIBUTED CONTROL AND MANAGEMENT SYSTEMS FOR TECHNICAL OBJECTS BASED ON DECISION-MAKING METHODS … 3

Abstract: The article discusses the recovery of distributed control systems of technical objects. The options for the design of subsystems recovery after hardware or software fault of the sensor system are investigated. The development of an integrated subsystems recovery is proposed on the basis of decision-making system to develop the most rational control actions by units and the base station. Control actions are selected from the available alternatives depending on the specified evaluation criteria of the functionality system.

Keywords: distributed sensor system, self-healing system, decision making methods, evaluation criteria.

 

 

Власов А. И., Юлдашев М. Н.

АНАЛИЗ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ СЕНСОРНОГО КЛАСТЕРА … 3

Аннотация: Рассмотрены особенности применения методов проектирования беспроводных сенсорных сетей с целью повышения энергоэффективности системы. Основное внимание уделено особенностям сбора данных в сенсорном кластере для принятия решения о состоянии системы. Рассмотрена методика проектирования сенсорной сети, обеспечивающая автоматизацию работы оператора и отличающаяся повышенной энергоэффективностью сенсорного кластера. Приведен пример алгоритма принятия решения оператором о состоянии сети. Даны рекомендации по используемой модели классификации.

Ключевые слова: сенсорные сети, сенсорные кластеры, балансировка нагрузки, эффективность, обработка информации, методы принятия решений.

 

Vlasov A. I., Yuldashev M. N.

ANALYSIS OF METHODS AND MEANS OF PROCESSING INFORMATION OF THE TOUCH CLUSTER … 3

Abstract: In the article features of application of methods of designing of wireless sensor networks with the purpose of increase of energy efficiency of systems are considered. The main attention is paid to the peculiarities of data collection in the sensor cluster for making a decision about the state of the system. The technique of designing a sensor network is considered, which provides automation of the operator's work and is characterized by increased energy efficiency of the sensor cluster. An example of an algorithm for making a decision by the operator about the state of the network is given. Recommendations on the classification model used are given.

Keywords: sensor networks, sensor clusters, load balancing, efficiency, information processing, decision-making methods.

 

 

Новомейский Д. Н., Телегин А. М., Семкин Н. Д.

ФИЗИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ В ДАТЧИКАХ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ МИКРОЧАСТИЦ … 3

Аннотация: Рассмотрены физические эффекты, на которых основаны принципы действия датчиков.

Ключевые слова: физический эффект, датчики, пьезоэлектрический эффект, микрокалориметр, световая вспышка.

 

Novomejscky D. N., Telegin A. M., Semkin N. D.

PHYSICAL EFFECTS USED IN SENSORS OF HIGH-SPEED MICROPARTICLES … 3

Abstract: The physical effects, in that based the principle of sensors, are reviewed.

Keywords: physical effect, sensors, piezoelectric effect, microcalorimeter, light flash.

 

 

Горбатков М. В., Парфенов Е. В., Мукаева В. Р., Жернаков С. В., Ерохин А. Л.

ИЗМЕРЕНИЕ ТОЛЩИНЫ ПОКРЫТИЯ В ХОДЕ ПРОЦЕССА ПЛАЗМЕННО-ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ОКСИДИРОВАНИЯ ПО ОПТИЧЕСКИМ СПЕКТРАМ … 3

Аннотация: Проведено экспериментальное исследование оптических спектров излучения микроразрядов процесса плазменно-электролитического оксидирования алюминия, титана и циркония, выявлены закономерности для разработки нового метода измерения толщины покрытия без вмешательства в технологический процесс. Показаны примеры спектров, приведена функциональная схема устройства измерения толщины покрытия, исследована чувствительность и даны рекомендации по применению метода для различных металлов.

Ключевые слова: плазменно-электролитическое оксидирование, оптический спектр излучения, толщина покрытия.

 

Gorbatkov M. V., Parfenov E. V., Mukaeva V. R., Zhernakov S. V., Yerokhin A. L.

A COATING THICKNESS MEASURING TECHNIC DURING PLASMA ELECTROLYTIC OXIDATION BASED ON OPTICAL EMISSION SPECTRA … 3

Abstract: An experimental study of optical emission spectra during plasma electrolytic oxidation process on aluminium, titanium and zirconium was conducted and a new pattern for coating thickness measurement technic without process interference was identified. Additionaly, examples of spectra, instance of the measurement device functional circuit, technic sensivity and practical recommendations were introduced.

Keywords: plasma-electrolytic oxidation, optical emission spectroscopy, coating thickness measurement.

 

 

 

 

 

КОНСТРУИРОВАНИЕ И ПРОИЗВОДСТВО ДАТЧИКОВ, ПРИБОРОВ И СИСТЕМ

 

DESIGN AND PRODUCTION OF SENSORS, DEVICES AND SYSTEMS

 

 

 

Анцев И. Г., Богословский С. В., Сапожников Г. А., Жгун С. А., Швецов А. С.

ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ НА ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛНАХ … 3

Аннотация: Предложена новая конструкция датчика температуры, реализующая зеркальную топологию чувствительного элемента. Применение линий задержки позволяет создавать пассивные устройства, работающие на больших дальностях. Предлагаемое решение расширяет область применения зеркальных топологий для измерения температуры.

Ключевые слова: поверхностные акустические волны, датчик температуры, линия задержки.

 

Ancev I. G., Bogoslovsky S. V., Sapognikov G. A., Zhgoon S. A., Shvetsov A. S.

SURFACE ACOUSTIC WAVE TEMPERATURE SENSOR … 3

Abstract: A new design of temperature sensors, which implements the mirror topology of the sensitive element, is proposed. The use of delay lines allows the creation of passive devices operating at long ranges. The proposed solution extends the field of application of mirror topologies for temperature measurements.

Keywords: surface acoustic waves, temperature sensor, delay line.

 

 

Барулина М. А., Панкратов В. М.

ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ ВОЗМУЩЕНИЙ НА СОБСТВЕННЫЕ СВОЙСТВА ВОЛНОВОГО ТВЕРДОТЕЛЬНОГО ГИРОСКОПА … 3

Аннотация: Рассмотрено влияние отклонений конструктивных параметров волнового твердотельного датчика угловых скоростей на собственную частоту стоячей волны. Приведены аналитические соотношения, позволяющие количественно оценить разброс собственных значений рассматриваемой механической системы при наличии возмущений ее конструктивных параметров.

Ключевые слова: полусферический резонатор, гироскоп, собственные частоты, математическая модель, геометрические параметры.

 

Barulina M. A., Pankratov V. M.

ANALYSIS OF THE INFLUENCE OF STRUCTURAL PARAMETERS DISTURBANCE ON THE NATURAL FREQUENCY OF STANDING WAVE OF HEMISPHERICAL RESONATOR GYROSCOPE … 3

Abstract: The influence of physical parameters changes in the hemispherical resonator gyroscope design on its natural frequencies is considered. Analytic expressions are obtained which allow to estimate quantitatively the shift of the eigenvalues of the gyro in the presence of its constructive parameters disturbance.

Keywords: superminiature micromechanical sensor of angular rate, elastic support, own and forced frequencies of oscillations, geometrical parameters, mathematical models.

 

 

Олейник А. С., Салихов Р. Н.

АНАЛИЗАТОР ПАРАМЕТРОВ НЕПРЕРЫВНОГО И ИМПУЛЬСНОГО ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ ПЛЕНКИ VOx … 3

Аннотация: Описан анализатор параметров непрерывного и импульсного лазерного излучения, содержащей многоэлементный тепловой приемник на основе пленки VOх и модульную схему управления и измерения для вывода измерительной информации в цифровом виде и графического представления на экране дисплея измерительной информации в виде кривой плотности энергии (мощности) на приемной площадке приемника. Приведена конструкция модульной схемы управления анализатора.

Ключевые слова: тепловой приемник, анализатор, термочувствительный элемент, лазерное излучение.

 

Oleinik A. S., Salikhov R. N.

ANALYZER OF PARAMETERS OF CONTINUOUS AND PULSED LASER RADIATION BASED ON A VOx FILM … 3

Abstract: The parameters analyzer of continuous and pulsed laser radiation is described including a multi-element thermal receiver based on a VOx film, a modular control and measurement circuit that provides the output of the measurement information in digital form and a graphical representation of the information in the form of a power density curve on display screen of the receiver.

Keywords: thermal detectors, analyzer, thermosensitive element, laser radiation.

 

 

Мартынов Л. Ю., Мельников П. В., Зайцев Н. К., Яштулов Н. А.

СИСТЕМА ДЛЯ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ КОНДЕНСАТА ТОПОЧНЫХ ГАЗОВ "ТИТРИОН-ТЕРМО" … 3

Аннотация: Создана саморегулирующаяся система нейтрализации избыточной кислотности конденсата топочных газов. Система позволяет отслеживать уровень pH среды и приводит его к заданному оператором значению благодаря регулируемой подаче раствора щелочи. Функционирование происходит в полностью автоматическом режиме. Разработанная система может применяться и в других задачах, где необходимо поддерживать заданный уровень pH среды.

Ключевые слова: pH-стат, нейтрализатор конденсата, топочные газы.

 

Martynov L. Yu., Melnikov P. V., Zaitsev N. K., Yashtulov N. A.

SYSTEM FOR NEUTRALIZATION OF FLUE GAS CONDENSATE "TITRION-THERMO" … 3

Abstract: A self-regulating system for neutralization of the flue gas condensate excess acidity has been created. The complex monitors the pH level of the medium and brings it to the operator's specified value by the controlled addition of the alkali solution. The operation proceeds in fully automatic mode. The developed system can be used in other tasks, where it is necessary to maintain a given pH level of the medium.

Keywords: pH-stat, condensate neutralizer, flue gas.

 

 

 

 

 

ИЗМЕРЕНИЯ, КОНТРОЛЬ, АВТОМАТИЗАЦИЯ (журнал в журнале)

 

MEASUREMENT, CONTROL, AUTOMATION (Journal in Journal)

 

 

 

Фаянс А. М.

ВЫЯВЛЕНИЕ И СИСТЕМАТИЗАЦИЯ МЕТОДОВ АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВЕЛИЧИН … 3

Аннотация: Рассмотрен класс методов аналого-цифрового преобразования величин с позиций разработанного междисциплинарного регулярного подхода к систематизации методов осуществления целенаправленных процессов. Полученные результаты позволяют построить родовидовую классификацию методов преобразования, составной частью которой является классификация методов аналого-цифровых преобразований. Эта классификация отражает происхождение рассматриваемых методов и присущих им свойств, а также позволяет указать пути синтеза решений в рассматриваемой области.

Ключевые слова: целенаправленные процессы, аналого-цифровое преобразование, способы измерения, методы осуществления, систематизация.

 

Fayans A. M.

REVEALING AND SYSTEMATIZATION OF METHODS … 3

Abstract: The class of methods for analog-to-digital conversion of quantities is considered from the point of view of the developed interdisciplinary regular approach, oriented to systematization of methods for implementing purposeful processes. The results obtained make it possible to construct a generic classification of methods, an integral part of which is the classification of the methods of analog-to-digital transformations, reflecting the origin of the methods and properties inherent to them on the basis of their generic methods for converting quantities, and also indicate ways of synthesizing solutions in the region under consideration.

Keywords: targeted processes, analog-to-digital conversion, measurement methods, methods of implementation, systematization.