Радиотехнические эталоны для приоритетных научно-технических направлений и новейших технологий. Авторский коллектив.

Монография. – Менделеево: ФГУП «ВНИИФТРИ». – 2012, 120 с.

Авторский коллектив монографии – руководители, учёные хранители эталонов М.В. Балаханов, Р.И. Уздин, В.И. Пругло, В.З. Маневич, В.Н. Егоров – возглавил исследования, а также приняли непосредственное участие в разработке эталонной аппаратуры нового поколения, способной резко, скачкообразно повысить эффективность её использования на ключевых направлениях научно-технического прогресса, разработку предельных по точности методов и средств измерений.

Монография, посвящённая вопросам развития отечественной эталонной базы в области радиоизмерений, подводит итоги проведённых в 2000–2010 гг. работ по совершенствованию комплекса радиотехнических эталонов, выполненных в ведущем научно-исследовательском институте страны в области радиометрологии – ФГУП «ВНИИФТРИ» – и его Восточно-Сибирском филиале.

Механников А.И. Метрология в радиоэлектронике. Физические основы радиотехнических эталонов. Учебное пособие.

Менделеево: ФГУП «ВНИИФТРИ». – 2009, 175 с.

Пособие знакомит с основами физической метрологии на примерах радиофизических эталонов. Книга содержит сведения о приёмах метрологии в радиоэлектронике, её особенностях, достижениях. Основной акцент сделан на применении физических законов и новейших достижений физики и радиоэлектроники при создании средств измерений высшей точности.

Создание и совершенствование эталонной базы в области радиочастотных электромагнитных измерений.

Авторский коллектив. – Монография. – Менделеево: ФГУП «ВНИИФТРИ». – 2013. – 200 с.

Авторский коллектив – В.А. Тищенко, М.В. Балаханов, В.И. Лукьянов, В.А. Перепёлкин, И.П. Чирков, С.А. Колотыгин, А.В. Мыльников – представил результаты работ по созданию и совершенствованию исходных для страны первичных эталонов, выполненных в отделении электромагнитных измерений ФГУП «ВНИИФТРИ». Книга подготовлена в период, когда отделение завершило важный этап создания и модернизации эталонной базы, связанной с её оптимизацией и актуализацией в соответствии с требованиями приоритетных направлений развития экономики страны и высоких технологий. Опыт работы по совершенствованию, созданию и введению в действие восьми государственных эталонов, представленных в книге, свидетельствует о том, что метрологам удалось успешно справиться со сложностями, связанными с восстановлением потерь в эталонной базе в начале 90-х годов, необходимостью осваивать новые области измерений. Содержание книги раскрывает результаты работ по созданию и совершенствованию комплекса государственных радиочастотных электромагнитных эталонов, которые позволили получить метрологические характеристики отечественных эталонов, сопоставленные по точности с лучшими зарубежными национальными эталонами, подтверждаемые ключевыми сличениями, которые проходят под эгидой Международного бюро мер и весов (МБМВ). Кроме глав, содержащих материалы по каждому эталону, книга содержит поверочные схемы, возглавляемые первичными эталонами, а также строки калибровочных возможностей базы данных «KSDB», поддерживаемые с их помощью.

В июне 2014 г. ВНИИФТРИ издал Тезисы докладов IX Всероссийской научно-технической конференции «Метрология в радиоэлектронике», 17–19 июня 2014 г., Менделеево Московской обл. 

Менделеево: ФГУП «ВНИИФТРИ». – 2014, 326 с.

Ряд докладов, освещающих состояние и перспективы развития обеспечения единства измерений радиотехнических величин, современные методы и средства их измерений, новые тенденции создания поверочных измерительных радиоэлектронных систем и другие актуальные вопросы представлены в качестве пленарных. Остальные работы сгруппированы по разделам, соответствующим тематике работавших на конференции секций:

• измерения параметров радиочастотного электромагнитного поля;

• измерения параметров антенных комплексов и систем;

• измерения радиотехнических параметров формы и спектров сигналов. Цифровые линии связи.

Всего опубликовано 75 тезисов докладов.

В первую очередь следует назвать фундаментальный труд – монографию Государственная служба времени, частоты и определения параметров вращения Земли. Второе дополненное и переработанное издание. – Монография. –Составители С.Б. Пушкин, В.Г. Пальчиков. – М.: ФГУП «ВНИИФТРИ». – 2013, 235 с.

Под руководством составителей – одного из организаторов Государственной службы времени и частоты в стране, создателя и бессменного учёного хранителя Государственного первичного эталона времени, частоты и национальной шкалы времени в течение более сорока лет С.Б. Пушкина и заместителя начальника по научной работе ГМЦ ГСВЧ В.Г. Пальчикова – в подготовке книги приняли участие ведущие сотрудники ГМЦ ГСВЧ и службы времени филиалов ВНИИФТРИ.

Книга подводит итоги 55-летней деятельности ГСВЧ в нашей стране, раскрывает основные этапы её становления и развития, в первую очередь, по обеспечению эталонными сигналами времени и частоты научных, хозяйственных потребителей.

Издание знакомит с работой Главного метрологического центра (ГМЦ ГСВЧ), функции которого выполняет научно-исследовательское отделение ГМЦ ГСВЧ ФГУП «ВНИИФТРИ».

Дано описание эталонной базы времени и частоты ГСВЧ, состава аппаратурного комплекса Государственного первичного эталона времени и частоты, инфраструктуры его бесперебойной работы.

Отдельные главы посвящены системам передач эталонных сигналов частоты и времени по каналам радиосвязи и телевидения с использованием волоконно-оптических каналов связи и космических дуплексных каналов, а также методам и средствам определения параметров вращения Земли (ОПВЗ), измерениям больших и сверхбольших длин. Особо подчёркивается роль ГСВЧ в комплексах фундаментального и метрологического обеспечения ГЛОНАСС. Приводятся первые итоги модернизации ГСВЧ на всей территории России.

Как подчёркивается в предисловии к изданию, книга будет представлять интерес для широкого круга специалистов, чья деятельность связана с исследованиями в области времени и частоты. Она будет полезна также молодым специалистам и учёным, готовящимся связать свою дальнейшую творческую деятельность с одной из важнейших и востребованных областей измерений.

Метрология времени и пространства. Доклады 6-го Международного симпозиума, 17–15 сентября 2012 г., Менделеево. –Менделеево: ФГУП «ВНИИФТРИ». – 2013, 437 с.

Тематика издания определена решением 6-го Международного симпозиума «Метрология времени и пространства», прошедшего в сентябре 2012 г. в Подмосковье. Организаторами симпозиума были Росстандарт и ФГУП «ВНИИФТРИ», исполняющий функции Главного метрологического центра Государственной службы времени, частоты и определения параметров вращения Земли.

Публикуемые доклады подробно освещают наиболее актуальные вопросы обеспечения потребностей науки и техники в узаконенной информации о точном времени, эталонных частотах и параметрах вращения Земли.

Основная часть работ посвящена перспективам развития метрологического и фундаментального обеспечения ГЛОНАСС. Отмечается важность повышения точности частотно-временных и координатных определений в системах космической спутниковой навигации, разработок оптических стандартов частоты в наземном и бортовом вариантах. Определяются новые направления метрологического обеспечения глобальных спутниковых навигационных систем.

Физико-химические измерения. Доклады совещания Подкомитета КООМЕТ ПК 1.8.1. «Электрохимия» 17–18 сентября 2013 г., Менделеево Московской области. Под редакцией к.ф.-м.н. М.В. Балаханова. – Менделеево: ФГУП «ВНИИФТРИ». – 2014. – Ил. 19. –Табл. 8. – Библ. 39. – 71 с.

В настоящем сборнике представлены доклады специалистов-участников состоявшегося 17–18 сентября 2013 года во ФГУП «ВНИИФТРИ» совещания Подкомитета КООМЕТ ПК 1.8.1 «Электрохимия», в которой содержится информация научных метрологических институтов стран-членов КООМЕТ о состоянии метрологической деятельности в области электрохимических измерений.

Для полноты сведений о прошедшем совещании публикуется также повестка дня, состав участников и резолюция по ряду вопросов дальнейшего развития этого вида измерений.

Севастьянов В.Д., Кошелев А.С., Маслов Г.Н. Характеристики полей нейтронов. Источники мгновенных нейтронов деления, генераторы 14 МэВ нейтронов, исследовательские и энергетические реакторы, устройства конвертирующих нейтронов излучения. Справочник в 2-х томах. Под редакцией д.т.н., проф. С.И. Донченко. Издание переработанное и дополненное. – Менделеево: ФГУП «ВНИИФТРИ». – 2014, 338 с. (т. 1), 356 с. (т. 2).

В справочнике приведены характеристики 104 полей нейтронов (спектр, плотность потока, флюенс, доза, количество или скорость дозиметрических ядерных реакций и др.), 50 ядерно-физических установок (ядерных реакторов, критсборок и генераторов нейтронов), которые нашли широкое применение для решения важных научно-технических задач в атомной промышленности. Характеристики полей нейтронов ядерно-физических установок (ЯФУ) определены стандартизованным нейтронно-активационным методом по программе КАСКАД. В справочнике также даны дифференциальные сечения ядерных реакций, которые имели место в облучённых нейтронами детекторах, константы распада для радиоактивных нуклидов – продуктов активации детекторов нейтронами (периоды полураспада, состав излучения), которые использовались при восстановлении спектров нейтронов ЯФУ.

Справочник предназначен для научных работников, инженеров, аспирантов и студентов вузов, специализирующихся в спектрометрии и дозиметрии нейтронного излучения; в изучении радиационного воздействия нейтронного излучения на приборы, оборудование и биообъекты, используемые в науке и технике; в физике защиты ЯФУ; в метрологии нейтронного излучения.

В.Д. Севастьянов «Моделирующие опорные поля нейтронов для метрологического обеспечения нейтронных измерений на ядерно-физических установках РФ». Монография. – Менделеево: ФГУП «ВНИИФТРИ», 2015.

Книга посвящена актуальной проблеме создания и исследования моделирующих опорных полей (МОП) нейтронов непосредственно на ядерно-физических установках (ЯФУ).

Автор монографии – доктор технических наук, действительный член метрологической Академии РФ В.Д. Севастьянов, один из представителей научной метрологической школы ФГУП «ВНИИФТРИ», известный в стране и за рубежом специалист в области спектрометрии нейтронов на ЯФУ, посвятивший более тридцати лет исследованию и внедрению указанной выше проблемы. Созданная система МОП нейтронов на ЯФУ, основанная на принципе согласованного с Государственным первичным специальным эталоном (ГПСЭ) воспроизведения единиц плотности потока и флюенса нейтронов, удовлетворяет современным требованиям практики нейтронных измерений в РФ.

В книге кратко рассматриваются основные аспекты теоретических и экспериментальных исследований, выполненных автором в процессе создания МОП нейтронов на ЯФУ. Приводится описание модернизированного ГПСЭ, технические и метрологические характеристики составляющих эталона: источников тепловых и моноэнергетических нейтронов с энергией 14 МэВ, эталонных радиометрических установок для измерения активности α-, γ- и Х-излучений нейтронно-активационных и делительных детекторов; детекторов нейтронов и методик для воспроизведения и передачи размера единиц от эталона.

Обосновывается роль и место созданных МОП нейтронов в государственной системе обеспечения единства нейтронных измерений на ЯФУ в РФ, а также приводятся результаты проведённых исследований системы МОП нейтронов.

Проведён ряд исследований по обоснованности формирования априорных спектров в МОП ряда ЯФУ с применением: спектров неупругого рассеяния нейтронов в центре металлической активной зоны импульсных быстрых реакторов; спектров упругого и неупругого рассеяния в замедляющих средах ядерных реакторов. В целях подтверждения выбранного метода формирования априорного спектра исследована зависимость отношения выходов мгновенных нейтронов симметричного и асимметричного деления ядер изотопов ²³⁵U и ²³⁸U от энергии нейтронов, вызывающих деление.

Проанализированы созданные МОП нейтронов для решения ряда важных научно-технических задач. По результатам анализа этих МОП нейтронов была сделана рекомендация об использовании спектров полей нейтронов в центре металлической АЗ импульсных быстрых реакторов как стандартных наряду со спектрами мгновенных нейтронов спонтанного деления ²⁵²Cf и вынужденного деления ²³⁵U тепловыми нейтронами.

Впервые в мире измеренный спектр нейтронов на орбитальной станции «Мир» позволил автору совместно со специалистами МБИ и РКК «Энергия» в области медико-биологических исследований в космосе сделать следующие выводы:

• наибольший вклад в суммарную плотность потока нейтронов и обусловленную ими мощность эквивалентной дозы составляют нейтроны с энергией от 100 кэВ до 100 МэВ, коэффициент качества нейтронов достигает своего максимального значения (около 10) в области 1,0 МэВ;

• превышение числа нейтронов при толщине защиты 40 г/см² над числом нейтронов при толщине 20 г/см² составляет 30–40 % в широком диапазоне измеренных энергий нейтронов;

• при проведении оценок эквивалентных доз лишь от нейтронов с энергией от 1 МэВ до 15 МэВ (как это делалось в более ранних работах) определялось около 30 % дозы нейтронов, что указывает на необходимость в проведении последующих экспериментов в более широком, чем ранее, диапазоне энергий нейтронов, в основном от 100 кэВ до 100 МэВ.

• По результатам выполненных исследований спектра нейтронов на орбитальной станции «Мир» автор создал МОП нейтронов на эталонном источнике нейтронов с энергией 14 МэВ с применением специального трансформера нейтронного излучения для градуировки дозиметрической аппаратуры, устанавливаемой на орбитальных космических станциях.

Книга представляет несомненный интерес для научных сотрудников, инженеров, аспирантов и студентов вузов, специализирующихся в области спектрометрии и дозиметрии нейтронного излучения, излучения радиационного воздействия нейтронного излучения на объекты, в метрологии нейтронного излучения, в исследовании физики защиты ЯФУ.

Исаев А.Е. «Точная градуировка приёмников звукового давления в водной среде в условиях свободного поля». – Монография. – Менделеево: ФГУП «ВНИИФТРИ». – 2008, 369 с.

Монография посвящена методам повышения точности эталонов для воспроизведения и передачи размера единицы звукового давления в водной среде в условиях свободного поля. Подробно изложены теория и практическая реализация методов градуировки с учётом влияния отражений рассеяния и вторичного излучения на искажение звукового поля в точке приёма. Рассмотрены методы градуировки приёмников звукового давления, применяемых для измерения уровней подводного шума в полосах частот.

Кистович А.В. Введение в гидродинамику и акустику океана. – Монография. – Менделеево: ФГУП «ВНИИФТРИ». – 2011, 275 с.

Книга отражает состояние метрологии гидроакустических измерений и опыт научных исследований, проведённых во ВНИИФТРИ за десятилетие, предшествующее выпуску книги.

Изложены основы гидродинамики жидких сред, в том числе неоднородных, применительно к проблемам описания волновых движений на поверхности и в толще жидкости. Труд излагает основы гидродинамики, рассказывает о свойствах акустических явлений, с которыми сталкиваются исследователи Мирового океана.

Вводится понятие сплошной среды, определяющее её термодинамические характеристики, которые в дальнейшем выступают в качестве физических полей, подлежащих их внимательному изучению. Большое внимание уделено проблеме конвективной неустойчивости стратифированных сред.

Особое внимание уделено описанию основных акустических явлений, протекающих в океане. На основе математической модели линейной акустики вводятся основные понятия волновой и лучевой теории звука. Подробно рассматриваются явления на границах раздела сред и проблемы распространения звуковых волн в областях с изменяющейся скоростью звука.

Маслов В.К. Современные технологии анализа и обработки информации в физико-технических измерениях. –Монография. – Менделеево: ФГУП «ВНИИФТРИ». – 2010, 583 с.

Этот фундаментальный труд посвящён актуальной проблеме наших дней – современным измерительным технологиям, связанным с появлением нового класса измерительных «интеллектуальных» компьютерных средств измерений, базирующихся на широком использовании цифровой вычислительной техники.

В монографии представлены фундаментальные и прикладные исследования по разработке высокоэффективных методов анализа обработки физико-технической информации, методов и средств измерения параметров физических полей сложных объектов, основанных на новых физических принципах, информатике, метрологии (томографии, голографии и др.).

Описываются методы анализа тонкой спектрально-временной структуры нестационарных акустических источников, основанные на использовании время-частотных распределений Вигнера. Важное место отводится созданию эффективных алгоритмов анализа сигналов, обеспечивающих одновременно спектральное и временное разрешения нестационарных сигналов. Даются основные время-частотные определения, модели наблюдаемых сигналов.

С единых позиций автору удалось изложить теорию и методы решения задач томографии, основанных на различных физических эффектах и различных их моделях.

Проведён анализ методических погрешностей измерительных систем. Показано, что при этом возникают нетривиальные решения принципиально новых и чрезвычайно сложных метрологических задач по созданию нового класса приёмных измерительных систем, методов когерентной пространственно-временной обработки результатов для получения детального акустического образца объекта и среды.

Приводится обширный список литературы, содержащий более 320 наименований.

Материалы Всероссийской научно-технической конференции (в 2-х томах) «Метрология гидроакустических измерений», 25–27 сентября 2013 г., г.п. Менделеево Солнечногорского района Московской области. – Менделеево: ФГУП «ВНИИФТРИ». –2013, 290 с (т. 1), 188 с (т. 2).

Публикуемые доклады и другие материалы освещают состояние и перспективы совершенствования метрологического обеспечения гидроакустических измерений в стране, его нормативно-технических основ. Анализируется опыт разработки эффективных методов воспроизведения звукового давления в водной среде, градуировки гидрофонов, создания и совершенствования государственных, вторичных и рабочих эталонов.

Важное место уделено методам и средствам измерения параметров гидроакустических полей.

Ряд работ посвящён метрологическому обеспечению параметров ультразвукового поля в водной среде в мегагерцовом диапазоне частот. Затронутые в них вопросы имеют большое значение для безопасности и эффективности применения ультразвукового медицинского оборудования.

В числе изданий ВНИИФТРИ прошедшего пятилетия – три книги, связанные с именами людей, внёсших неоценимый вклад в развитие института, инициаторов создания новых научных направлений.

При подготовке и выпуске в свет книги Марков А.И. Контрактометрия и исследование процессов твердения бетонов. Избранные труды. – Менделеево: ФГУП «ВНИИФТРИ». – 2012, 375 с. было учтено решение руководства познакомить с работами одного из создателей нового научного направления – строительной метрологии, возглавлявшего в течение многих лет отдел метрологии в строительстве ВНИИФТРИ, безвременно ушедшего Александра Ивановича Маркова. Книга содержит уникальный по научной и практической значимости материал.

Сам А.И. Марков выражал надежду, что разрабатываемая им теория прочности хрупких материалов будет иметь «также практические приложения в виде приборов контроля основополагающих характеристик этих материалов и методик их применения с целью метрологического обеспечения строительной индустрии».

В книге теоретически и экспериментально обосновано представление о плотности сростка кристаллогидратов (СКГ) как основном параметре, определяющем характеристики прочности бетонов на всех стадиях их твердения. Описаны основные методы и аппаратура для непрерывного определения плотности СКГ, основанные на измерении контракционного объёма в процессе твердения бетона. Представлены нормативно-технические документы, заложившие основы метрологического обеспечения для практического использования. Изложено решение ряда важных задач, на основе которых удаётся обеспечить достижения к требуемому сроку наперёд заданных пределов прочности бетонов в конкретных условиях их твердения. Особое внимание уделено регулированию масштабного фактора прочности бетона. Получена система условий разрушения бетона при сложном напряжённом состоянии.

Агалецкий П.Н. Общие вопросы метрологии. Избранные труды. – Менделеево: ФГУП «ВНИИФТРИ». – 2009, 143 с.

В книге публикуются избранные труды известного учёного-метролога, посвящённые исследованию общих вопросов метрологии, её содержанию и задачам. Работы освещают основные понятия метрологии. Обсуждаются вопросы зависимостей между величинами, классификации измерений, оценки точности измерительных приборов и другие актуальные вопросы метрологии.

А.И. Механников «Введение в метрологию. Основы единства измерений». – Монография. – Менделеево: ФГУП «ВНИИФТРИ». –2013, 292 с.

Автор отмечает в качестве основной тенденции метрологии в последнее десятилетие пересмотр определений основных физических величин и материализацию соответствующих эталонов с внедрением в них туннельных и других квантовых эффектов. Тем самым единство микромира становится на службу единства измерений.

В книге излагаются новые достижения физической метрологии, принципы работы исходных средств измерений, а также некоторые физические эксперименты, примыкающие по своей постановке и подходам к прецизионным метрологическим измерениям. Кратко рассмотрены также некоторые организационно-методические и законодательные вопросы метрологической деятельности.

Практический интерес для метрологов представляет вышедшая в 2011 г. книга Механникова А.И. «Статистические методы обработки результатов измерений. Пособие для метрологов». – Менделеево: ФГУП «ВНИИФТРИ». – 2011, 67 с.

В пособии излагаются некоторые статистические методы обработки данных, применяемые метрологами и экспериментаторами при выполнении прецизионных измерений. Основное внимание уделено выборочному методу, широко используемому при оценке точности результатов измерений, в дистанционном и регрессионном анализах и в других разделах прикладной статистики. Приведены также некоторые рецепты, относящиеся к так называемым устойчивым (робастным) методам обработки.

Цель автора – вооружить молодых метрологов и исследователей начальными сведениями из тех разделов прикладной статистики, с которыми приходится сталкиваться при выполнении измерений, и надеется, что книга вызовет желание молодых людей взять в руки какой-нибудь фундаментальный труд по этой красивой и захватывающей области знаний. Cовременным методам обработки результатов измерений, в частности гидроакустической информации, посвящена книга одного из видных представителей научной метрологической школы ВНИИФТРИ, доктора технических наук, профессора, заслуженного метролога Российской Федерации В.К. Маслова, посвятившего более трёх с половиной десятилетий исследованию этой проблемы.

Книга воспоминаний о выдающемся учёном, гениальном механике, лауреате Государственных премий, академике Сергее Алексеевиче Христиановиче, работавшем во ВНИИФТРИ с 1965 по 1972 гг. научным руководителем института: Академик С.А. Христианович и ВНИИФТРИ. – Менделеево: ФГУП «ВНИИФТРИ». – 2011, 435 с.

Эта книга – попытка отблагодарить гениального учёного за тот вклад, который он внёс в развитие и становление ВНИИФТРИ как ведущего центра отечественной метрологии.

Под его руководством в институте был создан целый ряд новых направлений исследований, организованы новые научные подразделения, были привлечены высококвалифицированные кадры. Институт приобрёл иной, более высокий статус. Были созданы аспирантура, базовая кафедра МФТИ физико-технических и радиотехнических измерений. Благодаря влиянию С.А. Христиановича, в перечень дисциплин ВАКа были введены «Метрология и метрологическое обеспечение» (05.11.15), «Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий» (05.11.13), «Акустические приборы и системы» (05.11.06).

Под научным руководством академика Христиановича были заложены прочные основы в институте, позволившие ему войти в пятёрку ведущих метрологических институтов мира.