Датчики и системы,
№ 9, 2019
Sensors
and Systems, N 9, 2019
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
& A B S T R A C T S
ТЕОРИЯ И
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ДАТЧИКОВ, ПРИБОРОВ И СИСТЕМ
THEORY AND CONSTRUCTION PRINCIPLES OF SENSORS, DEVICES
AND SYSTEMS
Барабанова
Е. А., Вытовтов К. А., Вишневский В. М., Подлазов В. С.
НОВЫЙ ПРИНЦИП ПОСТРОЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ
ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ … 3
Аннотация:
Предложен новый принцип
построения оптических устройств обработки информации, основанный на методе
параллельной передачи информационных и управляющих сигналов, применение которых
позволит повысить производительность информационно-измерительных систем.
Преимуществом новых систем является децентрализованный способ управления
коммутацией, а также отсутствие блокировок, которое достигается одновременно
пространственным и временным разделением сигналов. Впервые представлена
теоретико-множественная и графическая модель коммутационной системы. На основе
модели описаны условия существования каналов связи при параллельном поступлении
нескольких сигналов на входы неблокируемой системы. Возможность
децентрализованного управления процессом коммутации достигается ее определенным
усложнением в сравнении с более простыми системами, используемыми на
сегодняшний день. Поэтому немаловажным вопросом является оценка ее сложности.
Приводится методика расчета сложности и результаты численного расчета на
примере 4×4-, 16×16-, 256×256- и 65536×65536-систем.
Ключевые слова: информационно-измерительная система, оптический коммутатор,
децентрализованное управление, алгоритм, управление, теоретико-множественная
модель, сложность.
Barabanova E. A., Vytovtov K.
A., Vishnevsky V. M., Podlazov
V. S.
THE NEW
PRINCIPLE FOR THE CONSTRUCTION OF OPTICAL INFORMATION PROCESSING DEVICES FOR
INFORMATION-MEASURING SYSTEMS
Abstract: The authors propose a new
principle of constructing optical information processing systems, as well as a
new method for parallel transmission of information and control signals, the
use of which will improve the performance of information-measuring systems. The
advantage of the new systems is a decentralized switching control, as well as
the absence of blocking, which is achieved simultaneously by spatial and
temporal separation of signals. For the first time, a set-theoretical and
graphical model of a switching system is presented. Based on the model, the
authors describe the conditions of the existence of communication channels with
the simultaneous receipt of several signals at the inputs of a non-blocking system.
The possibility of decentralized control of the switching process is achieved
by its certain complication in comparison with simpler well-known systems.
Therefore, an important issue is the assessment of its complexity. The paper
presents a methodology for calculating complexity and the results of numerical
calculations using 4×4, 16×16, 256×256, and 65536×65536
systems as examples.
Keywords: information-measuring system,
optical switch, decentralized control, algorithm, control, set-theoretical
model, complexity.
Поляков П. А., Поляков О. П.,
Касаткин С. И., Амеличев В. В.
ИМПУЛЬСНОЕ ПЕРЕМАГНИЧИВАНИЕ
СТМР-ПЕРЕХОДОВ С ДВУМЯ УСТОЙЧИВЫМИ СОСТОЯНИЯМИ … 9
Аннотация:
Рассмотрены результаты теоретического анализа перемагничивания порогового СТМР-перехода с двумя устойчивыми магнитными состояниями
полоски из FeNiCo-MgO-CoNi наноструктуры в однородном импульсном
магнитном поле на основе теории микромагнетизма и
решения уравнения Ландау-Лившица-Гильберта. Определена минимальная длительность
импульса перезаписи (перемагничивания) для осуществления устойчивой перезаписи
СТМР магниточувствительной полоски в магнитном поле,
создаваемого импульсом тока в планарных проводниках и параметры перехода.
Ключевые слова: спин-туннельный магниторезистивный эффект, переход и наноструктура, перемагничивание магниторезистивной полоски в импульсном магнитном поле.
Poliakov P. A., Poliakov O. P., Kasatkin
S. I., Amelichev V. V.
PULSE MAGNETIC
REVERSAL THRESHOLD STMR TRANSITIONS
Abstract: In article
results of the theoretical analysis of magnetic reversal threshold STMR
junction with two steady magnetic conditions of a strip from FeNiCo-MgO-CoNi nanostructures in a homogeneous pulse
magnetic field on the basis of the theory of micromagnetism
and the
decision of equation Landau-Lifshitz-Gilbert are
considered. The minimal duration of an impulse of rewriting (magnetic reversal)
for realization of steady rewriting STMR magnetosensibility
strips in a magnetic field, a current created by an impulse in planar
conductors and parameters of junction is certain.
Keywords: spin-tunneling magnetoresistive
junction, ferromagnetic nanostructure, frequency properties, the theory of magnetic reversal magnetoresistive
strips in a pulse magnetic field.
Атрошенко Ю. К., Бойкова
Т. С.
ВЛИЯНИЕ СПОСОБА МОНТАЖА
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ НА КАЧЕСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
ПЕРЕГРЕТОГО ПАРА … 15
Аннотация:
Разработана модель теплопереноса в системе “чувствительный элемент
термоэлектрического преобразователя – защитная гильза”, численно определены
кривые разгона термоэлектрических преобразователей, выполнена их идентификация.
По полученным динамическим характеристикам датчиков выполнен расчет параметров
настройки ПИ-регулятора АСР температуры перегретого пара, выполнен
сравнительный анализ полученных расчетных переходных процессов.
Ключевые слова: АСР температуры перегретого пара, инерционность термопары, качество регулирования, теплоперенос, модель.
Atroshenko Yu. K., Boykova T. S.
INFLUENCE OF THE WAY OF INSTALLATION OF
THERMOCOUPLES ON QUALITY OF THE ATTEMPERATION OF THE SUPERHEATED STEAM
Abstract: We defined the model of heattransfer in the “sensing device of the thermoelectric
converter – a protective sleeve” system. Curves of dispersal of thermoelectric
converters taking into account influence of protective sleeves numerically are
built, their identification is executed. With use of the dynamic
characteristics of sensors calculation of settings for the PI-regulator of a
gaseous steam temperature is executed, comparative analysis of the received
settlement transition processes is made.
Keywords: automatic control system of temperature of a
superheated steam, thermocouple inertia, control quality, heat transfer, model.
КОНСТРУИРОВАНИЕ
И ПРОИЗВОДСТВО ДАТЧИКОВ, ПРИБОРОВ И СИСТЕМ
DESIGN AND PRODUCTION OF SENSORS, DEVICES AND SYSTEMS
Голев И. М., Никитина Е. А., Заенцева
Т. И.
МАГНИТОМЕТРИЧЕСКИЕ ДАТЧИКИ ДЛЯ
СИСТЕМ НАВИГАЦИИ … 22
Аннотация:
Рассмотрены параметры современных датчиков для систем навигации по магнитному
полю Земли и индустриальных объектов и применимость промышленно выпускаемых
магнитометрических датчиков в магнитометрических системах навигации. Изложены
принципы работы магниторезистивных, феррозондовых, гальванометрических,
квантовых с оптической накачкой и основанных на ядерной прецессии датчиков, СКВИД-магнитометров. Приведены основные характеристики, определяющие
возможность применения датчиков в навигационных системах.
Ключевые слова: магниторезистивные датчики, феррозондовые датчики, датчики на основе ядерного магнитного резонанса, квантовые магнитометры с оптической накачкой, сверхпроводящие квантовые интерференционные датчики.
Golev I. M., Nikitina E.
A., Zaentceva T. I.
MAGNETOMETRIC SENSORS IN NAVIGATION SYSTEMS
Abstract: The parameters of modern magnetic
field sensors for magnetic field navigation systems (magnetic field of Earth
and industrial objects) and the applicability of modern industrially
manufactured magnetometric sensors in magnetometric navigation systems are discussed. The
principles of operation of magnetometric sensors of
different types are considered: magnetoresistive,
fluxgate, galvanometric, quantum optically pumped and based on nuclear
precession, SQUID-magnetometers. The main characteristics which determine the
possibility of using sensors in navigation systems are given.
Keywords: geophysical
fields navigation, magnetometric
sensors, magnetoresistive sensors, fluxgate sensors,
nuclear magnetic resonance sensors, quantum optically pumped magnetometers,
superconducting quantum interference sensors.
Пауткин В. Е.
О СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ
АНОДНОГО СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ МИКРОМЕХАНИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ … 28
Аннотация:
Рассмотрены современные технологические приемы анодного соединения
чувствительных элементов микромеханических датчиков.
Ключевые слова: анодное соединение, микромеханические датчики, кремниевая пластина, стеклянная пластина, микросистема.
Pautkin V. E.
ANALYSIS OF THE MODERN TECHNOLOGY OF ANODIC
BONDING OF PARTS OF SENSITIVE ELEMENTS MICROMECHANICAL SENSORS
Abstract: In this paper, are considered
technological solutions aimed at improving the quality of the bonding parts of
sensitive elements in micromechanical sensors.
Keywords: anodic bonding, micromechanical sensors, silicon
wafer, glass plate, micro system.
Морозов В. П., Аликин К. А.
О ПРЕДЕЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЯХ
СНИЖЕНИЯ ПОГРЕШНОСТИ В ИНВЕРТИРУЮЩЕМ МАСШТАБНОМ УСИЛИТЕЛЕ … 33
Аннотация:
Приведены результаты
моделирования процессов воспроизведения сигнала в масштабном усилителе с
отрицательной обратной связью по погрешности, позволяющие оценить возможную
степень снижения общей ошибки масштабирования и ее частотной составляющей.
Показано, что снижение ошибки приводит к затягиванию колебательного переходного
процесса при воспроизведении сигнала.
Ключевые слова: масштабное звено, сдвоенный операционный усилитель, погрешность масштабирования, отрицательная обратная связь.
Morozov V. P., Alikin K. A.
UPPER LIMITS OF ERROR REDUCTION IN INVERTING
SCALING AMPLIFIER
Abstract: In this paper,
we present
simulation results of signal reproduction processes in scaling amplifier with
negative feedback by error signal. The feedback affords reduction of common
scaling error and its frequency dependent component. It is shown that error
reduction causes to dragging out of oscillations after transients by signal
reproduction.
Keywords: scaling unit, twin operational amplifier, scaling error, negative feedback.
Андреев М. Я., Губарев А. В., Охрименко С. Н., Паршуков В. Н., Рубанов
И. Л.
ОЦЕНКА ВЕРОЯТНОСТИ ЛОЖНОЙ ТРЕВОГИ
ОБНАРУЖЕНИЯ ЦЕЛИ ПРИ ИНТЕГРАЦИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ ПОДВОДНОГО НАБЛЮДЕНИЯ
НАДВОДНОГО КОРАБЛЯ … 37
Аннотация:
Рассмотрена вероятность ложной тревоги обнаружения цели при интеграции
информационных систем подводного наблюдения надводного корабля.
Ключевые слова: интеграция, системы подводного наблюдения надводного корабля, вероятность ложной тревоги.
Andreev M. Ia., Gubarev A.
V., Okhrimenko S. N., Parshukov
V. N., Rubanov I. L.
ESTIMATION CALCULUS OF PROBABILITY BY FALSE
ALARM UNDER INTEGRATION INFORMATION SYSTEMS OF UNDERWATER SEARCHING BY SURFACE
SHIP
Abstract: In this article estimation
calculus of probability by false alarm under integration information systems of
underwater searching by surface ship is considered.
Keywords: integration, system of underwater searching by surface ship, probability by false alarm.
ИЗМЕРЕНИЯ,
КОНТРОЛЬ, АВТОМАТИЗАЦИЯ (журнал в журнале)
MEASUREMENT,
CONTROL, AUTOMATION (Journal in journal)
Галицын А. А.
ТУМАННЫЙ ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ … 40
Аннотация:
Статья посвящена описанию новой
парадигмы в архитектуре и новой парадигмы в обеспечении безопасности
беспроводного Интернета Вещей, ориентированных на конвергенцию Интернета Вещей
и концепции “Туманных вычислений”.
Предлагаемый подход обеспечивает простоту и прозрачность построения
безопасного локального “Мира Умных Вещей” и его подключения к Интернету (т. е.
доступность этого процесса для массового разработчика). Этот подход обеспечит
эргономичность архитектуры систем, простоту обеспечения и высокий уровень
безопасности, уникальную помехозащищенность при многократном снижении
себестоимости радиосистем Интернета Вещей (IoT), индустриального Интернета Вещей (IIoT) и всеобъемлющего Интернета (IoE) в будущем.
Ключевые слова: облачные вычисления, туманные вычисления, Интернет Вещей, индустриальный Интернет, всеобъемлющий Интернет, корреляционная обработка радиосигнала, локальное радиопространство, кибербезопасность, IoT-радиопроцессор.
Galitsyn A. A.
FOGGY INTERNET OF THINGS
Abstract: The article is devoted to the
description of the new Paradigm in Architecture and of the new Paradigm in
ensuring the Security of the Wireless Internet of Things, focused on the
convergence of the Internet of Things and the concept of “Foggy Computing”. The
proposed approach ensures the simplicity and transparency of developing a Safe
Local “World of Smart Things” and its connection to the Internet (that is, the
availability of this process for a mass developer). This approach will provide
unique ergonomics of the System Architecture, ease of provision and high level
of security, unique interference protection, while multiple reducing of the
radio-system’s cost for the Wireless Internet of Things (IoT),
Industrial Internet of Things (IIoT) and Internet of
Everything (IoE) in the Future.
Keywords: cloud computing, fog computing, Internet of
Things (IoT), Industrial Internet (IIoT), Internet of Everything (IoE),
radio signal correlation processing, local radio space, cyber security, IoT-radioprocessor.
Затуливетер Ю. С., Фищенко
Е. А.
КОНЦЕПЦИЯ УНИВЕРСАЛЬНОГО
АЛГОРИТМИЧЕСКОГО ПРОСТРАНСТВА ДЛЯ ЦИФРОВОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ КРУПНОМАСШТАБНЫХ
СИСТЕМ … 49
Аннотация:
Анализируются закономерности развития глобальной компьютерной среды (ГКС) и ее
влияние на крупномасштабные системы. Представлен подход к организации
распределенных вычислений и сетецентрического
управления в сколь угодно больших системах. Излагаются принципы формирования в
ГКС универсального и кибербезопасного
алгоритмического пространства для цифровой трансформации крупномасштабных
систем в ГКС без принципиальных ограничений их размеров.
Ключевые слова: глобальная компьютерная среда, крупномасштабные системы, цифровая трансформация, интеграция сетевых ресурсов, универсальное алгоритмическое пространство.
Zatuliveter Yu. S., Fishchenko E. A.
THE CONCEPTION OF THE UNIVERSAL ALGORITHMIC
SPACE FOR THE DIGITAL TRANSFORMATION OF LARGE-SCALE SYSTEMS
Abstract: The regularities of the development of the global computer environment
(GCE) and its impact on large-scale systems are analyzed. An approach to the
organization of distributed computing and network-centric control in
arbitrarily large systems is presented. The principles of formation in GCE the universal and cybersecure algorithmic space for a digital transformation
of large-scale systems without principal limitations of their sizes are
described.
Keywords: global computer
environment, large-scale systems, digital transformation, integration of
network resources, universal algorithmic space.
Новые приборы
New devices
РАСПРЕДЕЛЕННЫЙ ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ E52X … 58
DISTRIBUTED TEMPERATURE SENSOR E52X
КРУГОВАЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНО-ДИАГНОСТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА … 60
CIRCULAR MEASURING DIAGNOSTIC INSTALLATION
КОМПЛЕКТ LKZ-720 ДЛЯ ПОИСКА СКРЫТЫХ КОММУНИКАЦИЙ … 62
LKZ-720 KIT FOR FINDING HIDDEN ELECTRICAL COMMUNICATIONS
ДЕФЕКТОСКОП ВИД-345 МАГНИТНО-ВИХРЕТОКОВЫЙ ПОРТАТИВНЫЙ … 65
FLAW DETECTOR VID-345 MAGNETIC EDDY CURRENT
PORTABLE
АИР-10SH – ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ СУРОВЫХ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ … 67
AIR-10SH – A PRESSURE SENSOR FOR HARSH
OPERATING CONDITIONS