Актуальность и цели. Работа посвящена изучению возможности применения акустического метода контроля для определения комплексного показателя качества, дизельного топлива на ранних стадиях его применения путем выявления зависимости изменения акустического спектра. Целью работы является разработка методологии и принципиальной схемы комплексного контроля физико-химических свойств качества дизельного топлива акустическим методом . Материалы и методы . Для решения поставленной задачи использовался метод синтеза существующих методов контроля дизельных топлив с акустическим методом контроля некоторых углеводородов. Новизна подхода заключается в принципиальной схеме и алгоритме реализации комплексного контроля дизельного топлива. Результаты. Предложены схема и алгоритм реализации метода контроля качества дизельного топлива акустическим методом. Выводы. Реализована принципиальная схема контроля дизельного топлива предложенным методом. Разработана перспективная методология работы анализатора комплексного контроля качества дизельного топлива.
Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль
2021. — Выпуск 3
Содержание:
Актуальность и цели. Одним из основных путей повышения эффективности компенсации информационных потоков является построение системы распознавания метода компенсации информационных потоков генерации эталонных изображений. Материалы и методы. В случае если класс систем характеризуется перечнем входящих в него членов, то он может быть основан на принципе принадлежности к этому перечню - этот метод называется методом сравнения с эталоном. Согласно этому методу множество образов, принадлежащих одному классу, запоминается системой идентификации. При предъявлении системе новых образов она последовательно сравнивает их с эталонными образами, хранящимися в памяти. Система относит новый образ к тому классу, к которому принадлежал эталонный образ, совпавший с предъявленным. Результаты и выводы. Этот метод работает хорошо, только когда выборка близка к идеальной или идеальны условия предъявления изображений. В том случае, когда для членов одного класса характерны некие общие признаки, система распознавания строится на принципе общности свойств. Эти общие свойства хранятся в памяти системы. В процессе обработки изображений система должна быть способна выделять признаки из предъявленного изображения и работать с ними. Система зачисляет вновь предъявленное изображение в класс, признаки которого подобны признакам, выделенным у нового изображения.
Ключевые слова
Актуальность и цели . Производство высокотехнологичных изделий микроэлектроники, приборостроения, электротехники, машиностроения с требуемыми функциональными свойствами невозможно без оперативного управления технологическим процессом на основе достоверной измерительной информации о ходе каждой технологической операции и текущем состоянии изделия. Целью работы являлась разработка информационно-управляющей системы для активного контроля технологического процесса производства изделий с гетерогенной структурой. Материалы и методы . Разработка канала измерения составляющих комплексного сопротивления объекта измерения и напряжения на нем системы управления технологическим процессом изготовления изделий с гетерогенной структурой осуществлена на основе современной парадигмы материаловедения методом системного анализа. Результаты . Показана возможность оперативного получения информации о разнородных показателях текущего состояния полуфабриката изделия и многооперационного технологического процесса путем измерений параметров нелинейного комплексного сопротивления объекта с гетерогенной структурой. Разработаны структурная схема и алгоритм функционирования универсального измерительного канала информационно-управляющей системы. Вывод . Разработана информационно-управляющая система, реализующая оригинальный способ активного контроля многопараметрических объектов по разнородной информации в ходе технологического процесса изготовления изделия с гетерогенной структурой. Коррекция разнородных параметров и характеристик каждой технологической операции непосредственно в ходе ее выполнения становится возможной при выборе в качестве универсальной измеряемой величины параметров комплексного сопротивления объекта и напряжения на нем. Формирование управляющих воздействий осуществляется на основе уравнений связи функциональных параметров и характеристик изделия и технологической операции с параметрами и характеристиками их нелинейного импеданса, которые вносятся в базу данных подсистемы управления. Применение системы обеспечит высокое качество продукции высокотехнологичных отраслей промышленности.
Ключевые слова
Актуальность и цели . Актуальность разрабатываемой информационно-измерительной системы для поверки киловольтметров определяется постоянно растущими требованиями к модернизации и совершенствованию метрологического обеспечения новых средств измерений высоких напряжений. Однако, кроме обеспечения требуемых метрологических характеристик, возникает необходимость обеспечения работоспособности системы при возникновении электрических пробоев изоляции цепей высокого напряжения, а также защиты персонала от поражения электрическим током. Рассмотрены технические мероприятия, касающиеся надежности и безопасности информационно-измерительной системы для поверки киловольтметров. Целью работы является ознакомление с результатами разработки установки для поверки киловольтметров УПК-30ПТ, а также описание функционирования защиты от разрушения при возникновении электрических пробоев и персонала от поражения электрическим током. Материалы и методы . Для решения данной задачи использовались требования нормативно технических документов ГОСТ 12.3.019-80. Результаты . Разработана система защиты персонала от поражения электрическим током информационно-измерительной системы для поверки киловольтметров УПК-30ПТ и повышена надежность при работе на высоком напряжении. Вывод . Положительные результаты работы открывают перспективу создание системы защиты для малогабаритных и автоматизированных информационно-измерительных систем с рабочими напряжениями до 100 кВ и более.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Разработка методики определения параметров трехэлементных резонансных электрических цепей по результатам измерений резонансной частоты и добротности. Материалы и методы. Предложенная методика предусматривает измерение резонансной частоты, добротности и максимального напряжения на выходе измерительной цепи с последующим решением системы уравнений, связывающих измеренные параметры с индуктивностью, емкостью и активным сопротивлением электрической цепи. Результаты . Приведены расчетные соотношения, рассмотрен пример определения параметров конкретной трехэлементной резонансной электрической цепи и оценивания составляющей погрешности, обусловленной неидеальностью операционного усилителя, на основе которого построена измерительная цепь. Выводы . Применение предложенной методики определения параметров резонансных электрических цепей по результатам измерений резонансной частоты и добротности позволило избавиться от погрешностей аналоговых преобразований выходного напряжения измерительной цепи. По результатам моделирования составляющая погрешности, обусловленная неидеальностью элементной базы измерительной цепи, не превышает 1 %.
Ключевые слова
Актуальность и цели . Исследована возможность построения нестандартных многоэлементных измерительных схем емкостных датчиков в среде динамического моделирования SimInTech. Материалы и методы. На основе встроенных библиотек программной среды выполнено компьютерное моделирование измерительных схем датчиков с применением двух способов построения модели - расчетного и экспериментального. Результаты. Построены модели операционного усилителя и измерительной схемы четырехэлементной RC-цепи, проверена их работоспособность и проведен сравнительный анализ с существующими математическими моделями. На основе языка программирования среды SimInTech выполнено программирование отдельного расчетного блока, позволяющего проводить сложные вычислительные операции непосредственно в модели. Получены экспериментальная и расчетная кривые, описывающие зависимость изменения выходного напряжения от номинальных параметров измерительной схемы. Выводы. Разработана рабочая модель операционного усилителя и подтверждена целесообразность применения среды для исследования многоэлементных измерительных схем емкостных датчиков на основе встроенного математического решателя.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Печатные платы современных аналоговых, цифровых и цифроаналоговых электронных устройств средней сложности и выше имеют основу в виде стека - набора слоев различного назначения, прессуемых впоследствии в единую печатную плату. Материалы, используемые для формирования данных слоев, играют существенную роль в дальнейшей работоспособности электронного устройства, так как обладают различными электрическими, тепловыми и механическими параметрами, определяющими достоинства того или иного их стека и, соответственно, возможные ограничения выполненного на его основе устройства. Материалы и методы. Качество материалов, используемых для печатных плат, характеризуется множеством технических параметров, которые могут существенно влиять на характеристики конечных электронных устройств. Негативное влияние материалов стека печатной платы может проявиться как непосредственно после изготовления изделия, так и в процессе эксплуатации, приводя к мгновенным или задержанным во времени отказам разных видов критичности. Результаты. Установлено, что в условиях производства современных электронных устройств и печатных плат для них, в том числе работающих в высокочастотных диапазонах, на качество их работы могут влиять самые различные факторы. В работе показано, что с целью максимального снижения возможных рисков, связанных с различными физическими явлениями и возникающими паразитными параметрами материалов печатной платы, необходимо проведение моделирования ее работы с учетом возможных параметров используемых материалов и их влияния как минимум на самые критичные участки - печатный монтаж, места установки микросхем и других радиоэлементов. Определены значения количества теплоты, выделяемой с единицы ее площади, так как многие характеристики электронных компонентов и материалов печатных плат, их работоспособность зависит от температурного режима, в пределах которого они работают. Вывод. Выполненные исследования позволяют исключить возможные последствия повышения температуры в устройстве, например, изменение формы передаваемых сигналов, деградация материалов, тепловое расширение элементов платы и, как следствие, разрыву или повреждению медных дорожек на стыке - наружный слой-переходное отверстие.
Ключевые слова
Актуальность цели. Традиционным методам синтеза прозрачных проводящих оксидов - перспективным материалам опто- и полупроводниковых приборов и устройств присущи серьезные недостатки, обусловленные использованием вакуума, высокой стоимостью производства. Цель работы заключается в исследовании влияния на свойства прозрачных проводящих оксидов параметров раствора при использовании метода спрей-пиролиза, который позволяет устранить указанные недостатки. Материалы и методы . В качестве материала для получения прозрачных проводящих оксидов выбран оксид олова, легированный сурьмой, который обладает следующими преимуществами: химическая инертность, устойчивость при высоких температурах и в атмосферных условиях, достаточно высокие показатели прозрачности и проводимости. Синтез покрытия осуществлен методом спрей-пиролиза, который позволяет устранить недостатки других методов, требующих наличие вакуума, а следовательно, имеющих высокую стоимость производства. Результаты. Исследовано влияние объема раствора, концентрации примеси, концентрации прекурсоров на свойства прозрачных проводящих покрытий (поверхностное сопротивление, удельную проводимость, концентрацию носителей, длину свободного пробега). Выводы . В результате исследования синтезированных образцов показано, что при увеличении объема раствора наблюдается уменьшение поверхностного сопротивления и повышение удельной проводимости. Определено, что оптимальное значение концентрации прекурсора SnCl4·5H2O для достижения минимального поверхностного сопротивления образцов с покрытием SnO2 составляет 0,25 моль/л.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Целью исследования является анализ влияния параметров раствора на электрофизические параметры прозрачных проводящих оксидов при их синтезе методом спрей-пиролиза. Материалы и методы . В рассмотренной технологии синтеза прозрачных проводящих оксидов спрей-пиролизом использован метод гидролиза растворов хлорного олова удобен для апробации и подбора количества и вида легирующих добавок к SnO2. Образование пленки оксида осуществляется на нагретой поверхности подложки посредством поверхностного гидролиза хлорида металла. Результаты . Показано, что на один из важных параметров качества прозрачных проводящих оксидов (удельное сопротивление, а следовательно, и проводимость) существенное влияние оказывают характеристики раствора (объем, примесь и ее концентрация, прекурсоры и их концентрация). Выводы. Результаты экспериментов и их анализ подтвердили, что с целью снижения поверхностного сопротивления ППО необходимо увеличить объем раствора, концентрацию примеси сурьмы, концентрацию прекурсоров. Атомы сурьмы, замещая атомы олова в решетке, являются донорами и приводят к образованию избыточных свободных электронов и повышению проводимости.
Ключевые слова
Актуальность и цели. Сегментация речевых сигналов представляет собой обнаружение границ начала и окончания участков вокализованной, невокализованной речи и пауз. Точное обнаружение границ не только повышает качество сегментации речевого сигнала, но и уменьшает количество вычислительных операций. Целью работы является повышение эффективности сегментации на основе энергетического анализа речевых сигналов с помощью энергетического оператора Тигера. Материалы и методы. В работе использовался дифференциальный энергетический оператор Тигера 2-го порядка, позволяющий вычислять энергетические характеристики сигнала. Оператор Тигера обладает простотой, эффективностью и хорошей восприимчивостью к изменению амплитуды и частоты сигнала. Программная реализация способа была выполнена в среде математического моделирования © Маtlаb (МаthWоrks). Результаты. Разработан модернизированный способ сегментации речевых сигналов, обеспечивающий повышение эффективности обнаружения вокализованных, невокализованных участков и пауз. Суть способа заключается в энергетическом анализе фрагментов речевого сигнала с помощью энергетического оператора Тигера; анализе количества пересечений через нулевую ось и кратковременной энергии функции энергетической характеристики. Проведено исследование, в рамках которого оценивалась эффективность и помехоустойчивость модернизированного способа в сравнении с известными способами сегментации. Выводы. В соответствии с полученными результатами исследований выявлено, что за счет хорошей восприимчивости энергетического оператора Тигера к резким изменениям амплитуды и частоты сигнала модернизированный способ обеспечивает повышение эффективности сегментации на 2,97 и 2,49 % для ошибок 1-го и 2-го рода соответственно.
Ключевые слова
Актуальность и цели . Прогнозирование жизнеопасных аритмий необходимо для анализа состояния сердца пациента, предвидения сердечно-сосудистых осложнений (ССО), выявления основных проблем в функционировании сердца пациента и оценки риска ССО. Внедрение систем поддержки принятия врачебных решений в состав информационно-измерительной системы электрокардиодиагностики, является актуальной задачей, направленной на выявление и анализ факторов риска ССО и прогнозирование жизнеопасных аритмий. Целью статьи является разработка алгоритмов выявления жизнеопасных аритмий и оценка риска сердечно-сосудистых осложнений. Материалы и методы . Рассмотрены алгоритмы выявления таких жизнеопасных аритмий, как атриовентрикулярная блокада, гемодинамическая значимая аритмия и механизм re-entry (риэнтри). Результаты и выводы. Предлагается для реализации рассмотренных алгоритмов использовать мультиагентные технологии, которые позволяют повысить эффективность информационно-измерительной системы электрокардиодиагностики и оптимизировать с точки зрения индивидуализации оказание лечебно-диагностической медицинской помощи. Агентно-ориентированный подход к построению информационно-измерительной системы электрокардиодиагностики позволяет функционально распределить задачи, решаемые отдельными интеллектуальными агентами, и затем интегрировать полученные результаты. Разработана стратификация по группам риска жизнеопасных аритмий, согласно которой пациенты делятся на следующие группы: высокий риск, умеренный риск, низкий риск.
Ключевые слова
Актуальность и цели . Объектом исследования является самолетная радионавигационная система, обеспечивающая его безопасность в ходе полета. Предметом предлагаемого исследования является методика построения самолетной радионавигационной системы, основанной на использовании эффекта Доплера. Непосредственной целью работы является разработка цифрового частотного дискриминатора, являющегося основным, наиболее ответственным узлом в описываемой методике применения эффекта Доплера при построении подобных измерителей путевой скорости и угла сноса самолета. Материалы и методы. Описание процесса определения путевой скорости самолета и его угла сноса базируется на методике, в основе реализации которой лежит использование эффекта Доплера. Введено понятие цифрового частотного дискриминатора и сформулированы основные требования, предъявляемые к его работе. Результаты. На основе предложенного подхода показан процесс разработки цифрового частотного дискриминатора на микроконтроллере (МК) для широко используемых на практике четырех-лучевых двухчастотных доплеровских навигационных самолетных систем (ДНСС) с двойным преобразованием частоты. Выводы. Практическая реализация предложенного дискриминатора особенно актуальна при построении беспилотных летательных аппаратов, поскольку на ряду с высокой точностью измерения значений их основных навигационных параметров, таких как: путевая скорость и угол сноса, обладает еще низким энергопотреблением и высокой отказоустойчивостью, достигаемой за счет использования цифровой микро схемотехники.
Ключевые слова
Актуальность и цели . Объектом исследования является обеспечение безопасности полета беспилотных воздушных судов в составе гетерогенной группы в зоне чрезвычайной ситуации, предназначенных для локализации и ликвидации чрезвычайных ситуаций. Предметом исследования являются предлагаемые зоны, или сферы безопасности, которые строятся в базовой системе координат, начало которой привязано к определенной точке зоны чрезвычайных ситуаций, вокруг каждого беспилотного воздушного судна или потенциально опасного объекта. Целью работы является разработка концепции применения (и рекомендаций по применению), в том числе построения вокруг каждого беспилотного воздушного судна и потенциально опасных объектов зон, или сфер безопасности, учета взаиморасположения данных зон, или сфер безопасности, пересечение которых в процессе полета беспилотного воздушного судна недопустимо, за счет чего достигается обеспечение защиты того или иного беспилотного воздушного судна от столкновения с препятствиями. Материалы и методы. Для описания процесса перехода от локальных систем координат, привязанных к конкретному беспилотному воздушному судну, в базовой системе координат используются матрицы однородного преобразования. Введено понятие сфер безопасности, а также адаптивных сфер безопасности, динамических радиусов адаптивных сфер безопасности. Результаты. Предложен подход к обеспечению защиты беспилотных воздушных судов, движущихся в составе гетерогенной группы в зоне чрезвычайной ситуации, от столкновений с препятствиями, в том числе друг с другом. Данный подход может использоваться при организации движения и взаимодействия объектов, действующих в составе многоагентных систем. Выводы. Методы, применяемые для перехода от локальных систем координат, привязанных к тому или иному беспилотному воздушному судну (БВС), к базовой системе координат, позволяют организовать движение гетерогенной группы БВС в зоне чрезвычайной ситуации. Разработанные концепция и рекомендации по построению вокруг каждого действующего в составе гетерогенной группы БВС и вокруг потенциально опасных объектов зоны чрезвычайной ситуации, зон или сфер безопасности, а также по учету взаиморасположения данных зон, или сфер безопасности, защищают каждое БВС от столкновения с препятствиями, а также повышают безопасность движения гетерогенной группы БВС в целом.