Вимірювальна техніка та метрологія
Permanent URI for this communityhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/2123
Browse
37 results
Search Results
Item Порівняння методів визначення геометричних розмірів чутливих елементів сенсорів температури(Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2006-01-31) Стадник, Богдан; Яцук, Юрій; Франк, Бернгардт; Національний університет “Львівська політехніка”; Ряшівська політехніка; Технічний університет ІльменауПорівняні методи визначення геометричних розмірів чутливих елементів резистивних сенсорів температури. Теоретично та експериментально показано переваги методу досліджень з саморозігріванням чутливого елемента.Item Перехідні теплові процеси у чутливих елементах шумових термоперетворювачів у режимі реального часу(Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2006-01-31) Яцишин, Святослав; Микитин, Ігор; Домінюк, Тарас; Стадник, Богдан; Національний університет “Львівська політехніка”; Ряшівська політехнікаРозглянуто зв’язок перехідних теплових процесів у чутливих елементах з короткочасними змінами номінальної статичної характеристики, які зумовлені зовнішніми та внутрішніми чинниками. Подано результати експериментальних досліджень цих процесів у термометричних матеріалах під час швидкого розігрівання чутливого елемента газовим потоком та подальшого охолодження.Item Аналіз основних проблем створення низькотемпературних теплових випромінювачів(Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2006-01-31) Скоропад, Пилип; Стадник, Богдан; Національний університет “Львівська політехніка”; Ряшівська політехнікаПроаналізовано проблеми створення низькотемпературних теплових випромінювачів для пірометрії.Item Аналіз методів і видів вимірювань у кваліметрії(Видавництво Львівської політехніки, 2017-03-28) Мотало, Андрій; Стадник, Богдан; Мотало, Василь; Motalo, Andrij; Stadnyk, Bogdan; Motalo, Vasil; Газопромислове управління “Львівгазвидобування”; Національний університет “Львівська політехніка”Розглянуто й проаналізовано шляхи поєднання методології метрології та кваліметрії – наукової галузі, предметом вивчення якої є кількісне оцінювання якості продукції. З позиції сучасного розвитку світової метрології розглянуто види вимірюваних величин у кваліметрії та методи їх вимірювань. Розроблено концепцію вибору методів вимірювань величин у кваліметрії з урахуванням специфіки досліджуваних об’єктів та методику оцінювання точності отриманих результатів вимірювань, що істотно розширює можливості кваліметрії щодо забезпечення єдності вимірювань, підвищення точності та достовірності отриманих результатів вимірювань характеристик якості продукції.Item Особливості побудови багатоканальних систем на основі інтелектуальних вимірювальних перетворювачів(Видавництво Національного університету "Львівська політехніка", 2002) Ковальчук, Микола; Озгович, Андрій; Питель, Іван; Стадник, Богдан; Національний університет “Львівська політехніка”; Львівський національний університет ім. Івана ФранкаРозглянуто особливості побудови багатоканальних систем І використанням інтелектуальних перетворювачів. Рассмотрены особенности построения многоканальных систем с использованием интеллектуальных преобразователей. Features of construction of multi-channel systems with use of intellectual converters are considered.Item Контроль гравітаційної седиментації робочого елемента температурного репера з використанням методики акустичної емісії(Видавництво Національного університету "Львівська політехніка", 2002) Прохоренко, Сергій; Стадник, Богдан; Бояр, Збігнєв; Національний університет “Львівська політехніка“; Військова технічна академія (WAT), ВаршаваПодано виявлений факт наявності кореляційної узгодженості зміни параметрів кристалізаційної акустичної емісії (АЕ) щодо концентрації елементів бінарного евтектичного розплаву згідно з видом діаграми стану. Запропоновано використовувати методику АЕ як метод неруйнівного контролю виникнення гравітаційної седиментації в робочих елементах реперних температурних точок на основі евтектичних металів. Представлен обнаруженный нами факт наличия корреляционной согласованности изменения параметров возникшей при кристаллизации акустической эмиссии и других методик относительно концентрации элементов бинарного эвтектического расплава, а также вида диаграммы состояния. Предложено исполь зовать методику акустической эмиссии в качестве методики неразрушающего контроля возникновения гравитационной седиментации в рабочих элементах реперных точек на основе эвтектических металлов. In paper the fact, detected by us, of availability of correlation conformity of parameters changes of the acoustic emission (AE) which one arises from crystallization process, concerning concentration of a compound of binary eutectic melt and also relative to the phase diagram is introduced. It is offered to utillize a procedure AE as a procedure of a nondestructive examination of originating of gravitational sedimentation in working devices of temperature reference-point on the basis of eutectic metals.Item Математична модель шумового термометра на основі одноканального підсилювача(Видавництво Національного університету "Львівська політехніка", 2002) Микитин, Ігор; Стадник, Богдан; Національний університет “Львівська політехніка”Виведено функцію перетворення шумового термометра на основі одноканального підсилювача. Выведена функция преобразования шумового термометра на основе одноканального усилителя. There was found the transforming function of the noise thermometer which based on one-channel amplifier.Item Основи квантової термометрії(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Стадник, Богдан; Яцишин, Святослав; Національний університет “Львівська політехніка”Доведено існування кванта температури, зумовленого дисипацією одного електрона на фононах за одиницю часу, та теоретично визначено його значення через фундаментальні фізичні сталі з установленою непевністю, залежною від непевностей методів визначення цих сталих. Показано можливість створення сучасного еталона температури на базі фундаментальних фізичних сталих із залученням еталона електричного опору на базі інверсного значення кванта електропровідності та еталона напруги на базі масиву переходів Джозефсона. Доказано существование кванта температуры, обусловленного диссипацией одного электрона на фононах в единицу времени, теоретически определено его значение через фундаментальные физические постоянные с установленным значением неопределенности, зависящей от неопределенности методов определения этих постоянных. Показано возможность создания современного эталона температуры на базе фундаментальных физических постоянных с привлечением эталона электрического сопротивления на основании инверсного значения кванта электропроводности и эталона напряжения на основании массива переходов Джозефсона. At this moment the Temperature Unit remains the last, among 7 major units of SI, value that is not regulated at the atomic level. Such state of affairs cannot be deemed adequate for the advanced technology. After implementation of current CODATA “Temperature” redefinition, the next step in provision of scientific support for realizing the Temperature Measurement of new generation seems to be a creation of Quantum Standard on the basis of the fundamental physical constants. The Boltzmann constant consideration related only to the energy of electrons scattering in process of collision with atoms may be incomplete and therefore not quite correct. While ignoring the process of acquiring energy by electrons to which may be involved in another fundamental physical constant such as Planck constant, the obtained model would be not quite perfect. These both sides of process combine a balanced approach to the problem of temperature arising as the heat manifestation (in the case of transmission of electric current through the substance) of the conduction electrons interacting with atoms. Therefore, occurrence of the Planck constant in proposed by us the Quantum Unit of Temperature becomes reasonable. It is proved the existence of Quantum Unit of Temperature caused by single electron-phonon dissipation per second and determined its value with the uncertainty defined by the set of different physical methods. The possibility of researching the most contemporary measure of temperature on the basis of fundamental physical constants with involvement of the Standard of Electrical Resistance on the basis of Inverse of Conductance Quantum as well as the Standard of Voltage based on the Josephson junctions array is considered. For this purpose are involved the Standard of electrical resistance on the basis of Inverse of Conductance Quantum as well as the Standard of voltage based on the Josephson junctions that can produce voltage pulses with time-integrated areas perfectly quantized in integer values of h/2e. As mentioned resistance we propose to study FET construction, namely the CNTFET with built-in CNT which has to be superconductive. Source and drain have to be manufactured from two dissimilar conductive metals (for example constantan and copper) that constitute the T-type thermocouple via CNT quasi-junction. The last is inherent in resistance Kl 2R he= which is equal to 25812.807 557 ± 0.0040 Ώ, due to transient resistance of contacts. While studying the dissipation of electric power on such an electric resistance in temperature measurement area, it becomes able the estimation of temperature jump conjugated with I Net= which is formed per unit time t by N conduction electrons of each charge e that transfer energy 32 kT to atoms of matter. Resulting value of temperature jump is deduced, and it is reduced later to single electron-phonon dissipation per second. Received value is identified as Reduced Quantum Unit of Temperature: 1 . [ ]12 1 .3 . t sN BT h K sk s D ®®D = é ù × êë úû. On condition of power supply from Johnston junctions array, it appears an opportunity to pass a discrete, clearly appointed number of electrons through Standard’s CNT. The studied temperature jump is easiest to measure with minimal methodical error with help of built-in high-mentioned thermocouple. It is determined by electric energy dissipated on CNTFET contacts at passing a current, via ratio of h and kB and is equal to 3.199 493 42 ∙ 10-11 K with relative standard uncertainty 59.2∙10-8 (defined by well-known values h and kB of NIST tables). It can be extremely helpful at Quantum Temperature Measurement Standard design.Item Розумні вимірювальні засоби для кіберфізичних систем(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Микийчук, Микола; Стадник, Богдан; Яцишин, Святослав; Луцик, Ярослав; Національний університет “Львівська політехніка”Праця спрямована на розвиток кіберфізичних систем, які стають ключовим фактором повсякденного життя, а розумні вимірювальні прилади вважають невід’ємним компонентом цієї системи. Розглядається верифікація метрологічних підсистем за параметрами, що визначають керованість обладнання та процесів, розробленням, впровадженням та реалізацією конкретних метрологічних методів та інструментів, які успішно описуються термінами “апаратна підтримка, основне і проміжне метрологічне програмне забезпечення”. Работа направлена на развитие киберфизических систем, которые становятся ключевым фактором повседневной жизни, а умные измерительные приборы считаются неотъемлемым компонентом этой системы. Рассматривается верификация метрологических подсистем по параметрам, определяющим управляемость оборудования и процессов, путем разработки, внедрения и реализации конкретных метрологических методов и инструментов, которые успешно описываются терминами “аппаратная поддержка, основное и промежуточное метрологическое программное обеспечение”. Smart measuring instruments are the prerequisite for CPS design as they constitute the essential units of informationmeasuring subsystems. There is a set of smart measurement instruments which is divided into the following subsets: smart sensors, smart transducers, their grids etc. that can be joined together in modern wireless sensor networks. The emerging field of cheap and easily deployed sensors offers an unprecedented opportunity for a wide spectrum of various applications. When combined, they offer numerous advantages over traditional networks. These include a large-scale flexible architecture, high-resolution data, and application-adaptive mechanisms as well as a row of metrological specific features and performance (self-check, self-validation, self-verification, self-calibration, self-adjustment). Milestones in everyday work aiming to ensure reliable wireless sensors networks operation lie in the direction of functional and probabilistic verifications. We provide the software and middleware development aiming to reach predetermined behavior. The easiest way to achieve this may be demonstrated on the example of widespread wireless fire detector networks. They are characterized by a number of special algorithms directed on as fast as possible and accurate triggering and actuating the automation of higher level. So, it becomes necessary to research and implement the original operation algorithms for fire sensors and also check algorithms for periodic real-time software examination. Considering their structural complexity (presence of smoke and heat sensitive elements, various principles of elaboration of the received signals, their drift of characteristics, and pollution of translucent elements, etc.) the development of such algorithms is a daunting task. Herein, human life may be the price for a bug. Equally important seems to be probabilistic verification that is to boost the probability of reaching wireless sensors network declared goals (estimation of their chances being achieved). Each network consists structurally of a large number (up to 103) of nodes which are individual sensors able to radio communicate with one or several neighboring units. The most common wireless sensors network is the fire alarm sensors network each branch of which has up to 26 sensors which was caused by limiting the length of microcontroller register. Topology of every network may differ: star, cluster tree, mesh, up to advanced multi-hop mesh network. Propagation technique between hops of network can be routing or flooding. Nowadays, problem arises to adapt traditional network topologies to contemporary communicating conditions. If a centralized architecture is used in a sensor network and the central node fails, then the entire network will collapse, however the reliability of sensor network can be increased by using distributed control architecture. Distributed control is used in such networks for the following reasons: sensor nodes are prone to failure; for better collection of data; to provide nodes with backup in case of the central node failure; resources have to be self -organized. Aiming at the substantial development of Cyber-Physical systems, which are becoming a key element of everyday life,the smart measuring instruments are considered below as an indispensable part of entire systems. Verification of the metrological subsystems for parameters determining the controlled equipment and processes through the development,implementation and realization of specific metrology and standardization methods, instruments, that is successfully described by the terms “metrological hardware, software, and middleware”. Smart sensors are supplied with digital information transmissive means by equipping them with built-in digital controllers to match the universal network interface or by combining technology of analogue and digital transmission in a single measuring channel. According to the structure all smart sensors are divided into 4 groups: sensors of centralized and decentralized types, as well as sensors with digital and analogue buses. According to correction methods the analogue interfaces with smart sensors are divided into the groups: with manual error correction, with auto correction of errors in analogue-digital form, and with digital correction of errors. Specific measurement consists in evaluating MIs performance reliability, trueness, and other metrological properties, due to the quality of a certain kind of metrological software, or the software linked to metrological features of MIs. MI software metrological verification raises the problem of appropriate methods choice of software and middleware assessing, testing, and certifying. The metrological validation must result in confirmation or discarding of the studied ware following the requirements indicated in normative documents. Procedures and methods of checking software, and determining its disadvantages are considered below. Software study includes first of all the fulfilling the procedures of inambiguity ensuring the operating functions for generated data. Selection of the procedures is determined by regulation requirements, as well as by the software developer or the user’s desires to confirm its compliance with the target specification.Item Метрологія, кваліметрія та кваліметричні вимірювання: теорія і практика(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Мотало, Василь; Мотало, Андрій; Стадник, БогданРозглянуто й проаналізовані основні проблеми розвитку кваліметрії. Обґрунтовано використання в теорії та практиці кваліметрії концептуального поняття “кваліметричні вимірювання” як одного із видів вимірювань, що дозволяє поєднати методологію кваліметрії та метрології, істотно розширити можливості кваліметрії щодо достовірності й точності отриманих оцінок якості продукції. Розглянуто і проаналізовано основні завдання кваліметрії з оцінювання якості вуглеводневих газів. Рассмотрены и проанализированы основные проблемы развития квалиметрии. Обосновано использование в теории и практике квалиметрии концептуального понятия “квалиметрические измерения” как одного из видов измерений, что позволяет совместить методологию квалиметрии и метрологии и существенно расширить возможности квалиметрии в достоверности иточности полученных оценок качества продукции. Рассмотрены и проанализированы основные задачи квалиметрии в области оценивания качества углеводородных газов. In the article, the main issues of interrelation between qualimetry and metrology reviewed and analyzed. Qualimetry is a branch of science where research subject is product quality quantitative assessment and as an each new science it has some theoretical and methodological problems. Solving these problems, according to the authors, is possible only in a complex combination of quality control methodology and metrology. Metrology, the science of measurement and its application, has the strong scientific, practical and legal tools, which allows research in any field of knowledge. Analysis of the ways of solving these problems is the subject of this study. The authors propose to use the concept of “qualimetrical measurements” as one of the types of measurements in the theory and practice of quality control. That allows combine the methodology of qualimetry and metrology and significantly extend qualimetry opportunities in the reliability and accuracy of the product quality estimates. Qualimetrical measurements, by the authors definition, is indirect measurements of product quality level, the meaning of which can be obtained by the way of measurement results processing of its characteristics according to multidimensional scaling methodology. Product quality level is a relative characteristic of product quality grounding on the comparison of values of products quality assessed indexes and basic values of corresponding indexes. Generally, qualimetrical measurements as any other one consists of two principal stages: • carrying out the measuring experiment during which different characteristics (mechanical, dimensional, electric, magnetic, thermic and chemical composition etc.) of studied products are measured; • measuring experiment results processing during which the studied products quality Q is defined. This is the qualimetrical measurements results. Therefore, the mentioned above approach of qualimetrical measurements essence and purpose enables to treat them as one of the indirect measurements types and to use the main principles of measuring theory for their analysis. The procedure of qualimetrical measurements for measuring of product quality level is developed and its practical implementation described in this article and such tasks of research to achieve the work goal solved: • a synthesis of the product quality measure; • developing of the procedure of qualimetrical measurements; • a synthesis of the one-dimensional qualimetrical scale of product quality level; • a practical implementation of the qualimetrical measurements methodology on the example of the determining the quality level of natural gas as an energy source. The basis of any measurement is the comparison ofmeasured value and measure which reproduce and (or) keeps one ormore known values of a given quantity. Qualimetrical measurements specificity is absence of specific physical (material) quality measures of some products. Product quality virtual measure used formethodological providing of qualimetricalmeasurements procedure realization and their accuracy and quality assessment. Virtualmeasure is the theoretical analog of corresponding physical (material)measure of studied product and it’s the reflection of real physical (material) measure of current product quality is expressed by mathematical and programmeans. In this case, the product quality virtualmeasure is a weighted basic profile of product qualityPK,bz , formed from single relative weighted basic quality indexes Kbz,i , і = 1,2,…,п, where n – number of product quality indexes, equal to the number of properties of the investigated product. To measure the quality level of the investigated product Q, namely for full implementation of qualimetric measurements procedures, it is necessary to compare the weighted estimated profile of product quality PK,oz , formed from single relative weighted estimated quality indexes Koz,i , with weighted basic profile PK ,bz , namely with virtual quality measure. To compare profiles of quality PK,oz and PK,bz is used the methodology ofmultidimensional scaling – one of the sections of mathematical statistics, the subject of research of which is data processing on pairwise similarities, connections and relationship between objects that are analyzed in order to present these objects in the form of points of some multidimensional space. In the case of statistic independent (non-correlated) single relative quality indexes for comparision profiles of quality PK,oz and PK,bz it should be used weighed Euclidean individual differences model. In the case of correlation between the single quality indexes to determine product quality level it should be used three-model multidimensional scalingmodel. In both cases it should be defined the absolute difference or deviation function DП between profiles of quality PK,oz and PK,bz . On the basis of obtained deviations DП the scale of product quality level Q determination can be build, and as result bigger numerical quality Q level value will correspond for higher product quality: Q = 1 –DП or Q = (1 –DП)×100%. Thus, based on the methodology of qualimetrical measurements, developed in the article, the complex evaluation of the Natural Gas quality as an energy source was realized, in which were taking into account a ratio of themost important gas characteristics, such as caloric content, humidity, density, composition, availability and quantity of non-flammable and harmful components.