Дисертація присвячена дослідженню динаміки і похибок мікромеханічних вібраційних гіроскопів. Складено математичні моделі, які описують рух чутливих елементів на обертовій основі й основні похибки камертонних, карданових і одномасових мікромеханічних вібраційних гіроскопів. Для одномасових гіроскопів досліджено вплив поступальних і кутових вібрацій, змін температури, похибок виготовлення на точність вимірювання кутової швидкості, і проведено аналіз перехідних процесів в амплітудах вихідних коливань чутливого елемента. Отримані математичні моделі дозволяють розраховувати основні характеристики перерахованих мікромеханічних гіроскопів.

  Скачати повний текст

Розроблено методи та засоби удосконалення п'єзоелектричних акселерометрів, а також принципи побудови конструктивних схем монолітних, багатоелементних мономорфних, біморфних, триморфних одно- і трикоординатних акселерометрів, а також підсилювачів заряду до них. Наведено методи розрахунку циліндричних монолітних акселерометрів, а також акселерометрів з біморфними чутливими елементами, закріпленими у центрі чи по твірній. Побудовано та досліджено механічну та математичну моделі багатоелементного акселерометра для отримання інформації про вплив розмірів акселерометра на його параметри. Досліджено вплив контактних явищ на чутливість акселерометрів, параметрів вимірювальних ланцюгів на характеристики акселерометрів. Для розв'язання даних задач використано методи лінійної теорії електропружності. Для побудови приблизних рішень використано методи теорії коливань для систем із зосередженими параметрами, методи теорії автоматичного керування і математичної статистики.

  Скачати повний текст

Розроблено абсолютні кріогенні приймачі для вивчення радіометричного методу побудови термодинамічної температурної шкали в діапазоні 300-1000 К, відтворення одиниці сили світла канделі, а також для побудови шкали спектральної чутливості в діапазоні довжин хвиль від 200 до 2500 нм. З використанням абсолютного кріогенного приймача проведено вимірювання термодинамічної температури в діапазоні 300-1000 К з максимальною похибкою 0,012 % (за умови T = 769 К). За допомогою розробленого кріогенного радіометра, а також методу його використання для еталона канделі, відтворено одиницю сили світла з сумарною похибкою 0,1 %, що відповідає світовому рівню для даного виду вимірювань.

  Скачати повний текст

Запропоновано теорію датчика кутової швидкості на базі динамічно настроюваного гіроскопа з аналого-цифровими контурами зворотного зв'язку в каналах вимірювання кутової швидкості та керування електроприводом обертання ротора гіроскопа. Синтезовано аналого-цифрові контури зворотного зв'язку в каналах вимірювання кутової швидкості, які забезпечують належну якість перехідних та сталих процесів вимірювання, зменшення взаємозв'язків між цими каналами у разі дії випадкових впливів. Розроблено електронний пристрій керування електроприводом обертання ротора гіроскопа, що забезпечує можливість виконання динамічної настройки засобами цифрової електронної техніки замість механічної, надає можливість забезпечувати спрощення конструкції, технології виготовлення гіроскопа, а також високу стабільність кутової швидкості обертання ротора гіроскопа.

  Скачати повний текст

Вивчено питання створення систем радіаційного моніторингу у гнучких виробничих системах ядерного технологічного виробництва. Запропоновано нетрадиційний підхід щодо ідентифікації спектрального складу випромінювання. Розроблено методи, алгоритми, методику та програмне забезпечення для ідентифікації джерел іонізуючого випромінювання на базі методів ідентифікації багатозв'язних систем, застосування яких дозволяє значно скоротити часові витрати на ідентифікацію та зменшити в 1,5 - 2 рази обсяг робочої бібліотеки спектрів. Запропоновані методи, алгоритми та програмний засіб ідентифікації багатозв'язних систем можуть застосовуватися для ідентифікації об'єктів іншої фізичної природи.

  Скачати повний текст

Досліджено автоматизовані газоаналітичні прилади за умов екстремальних умов експлуатації. Розроблено структурні схеми та математичні моделі газоаналізаторів (ГА) та газоаналітичних систем (ГАС), вихідні сигнали яких неінформативні до дестабілізованих факторів. Запропоновано схеми корекції впливу неінформативних параметрів. Наведено розрахункові методики проектування інфрачервоних, хемілюмінесцентних і полум'яно-іонізаційних ГА. Запропоновано новий спосіб градуювання ГА та стенд для їх метрологічної атестації.

  Скачати повний текст

Розроблено методи підвищення точності вимірювань параметрів аерозолей нефелометричними аналізаторами аерозолей (НАА). Наведено метод аналізу та корекції впливу дестабілізуючих факторів і варіацій показника заломлення та дисперсного складу частинок аерозолей на параметри НАА. Запропоновано їх схемотехнічні рішення, які забезпечують підвищення точності вимірювання параметрів за умов дії дестабілізуючих факторів. Наведено методи розрахунку та схеми імітатора середовища, який дозволяє моделювати його характеристики та забезпечує підвищення точності вимірювання НАА. Запропоновано робочий еталон, який дозволяє відтворювати одиницю масової концентрації аерозолей та зразкові засоби вимірювання. Розроблено НАА: аналізатор АСКП-1, який впроваджено в експлуатацію, та сигналізатор СПКП-1, який внесено у Державний реєстр приладів і упроваджено у серійне виробництво.

  Скачати повний текст

Здійснено розрахунки умов резонансного збудження мікрохвильовим полем активного середовища лазерного активного елементу. Результати проведених експериментальних досліджень стали основою для створення лазера, що має співвідношення сигнал/шум на рівні квантових шумів. Це дозволило знизити похибку вимірювання довжини віддалеміром і підвищити дальність його дії у 1,5 - 2 рази (до 20 км). Розроблено конструкції прийомо-передавача та відбивача, в яких забезпечено мінімальну інструментальну похибку у широкому діапазоні робочих температур. Проаналізовано складові інструментальної похибки та отримано їх значення. Наведено методики вимірювання показника заломлення повітря у приземному прошарку повітря для різноманітних геграфічних зон, атестації антенних базисів систем зовнішньотраєкторних вимірювань, що забезпечують необхідну точність даних.

  Скачати повний текст

Розроблено метод вимірювань лінійних і кутових переміщень об'єктів під час проведення досліджень процесів механічної деформації, який базується на перетворенні візуальної інформації про переміщення у відеозображення з наступною їх алгоритмічною обробкою. Розвинуто математичні моделі похибок і викривлень, що виникають під час формування відеозображень та їх перетворення в цифрову форму. Запропоновано ущільнювати відеозображення під час проведення відеовимірювань, що дозволяє більш якісно досліджувати розвиток механічної деформації в часі. Отримано математичну модель, яка дозволяє визначити точність результатів відеовимірювань залежно від параметрів JPEG-алгоритму ущільнення відеозображень.

  Скачати повний текст

Розроблено електрохімічний дозатор озоноповітряної суміші. Досліджено механізм та кінетику адсорбції та розкладання озону на каталітично активних електродах у системі з твердим протонним електролітом. Показано, що розкладання озону перебігає за електрохімічним механізмом за участю спряжених реакцій його відновлення та окиснення води. Створено газодифузійний електрод на основі пористого титану без застосування дорогоцінних металів зі сталою функцією відгуку потенціалу від активності компонентів матричного електроліту на основі броміду літію, які утворюються під дією озону або діоксиду нітрогену. Теоретично обгрунтовано та практично реалізовано сенсор озону гальванічного типу, заснований на явищі відновлення брому на індикаторному електроді з титану та перебігу на допоміжному електроді анодної реакції з утворенням протонів. Проведено оптимізацію сенсорів озону та діоксиду нітрогену. За часом відгуку, роздільною здатністю, діапазоном вимірювань, селективністю та терміном служби розроблені сенсори переважають відомі аналоги, що підтверджено польовими випробуваннями.

  Скачати повний текст

Запропоновано цифровий метод вимірювання реологічних характеристик в ротаційному віскозиметрі (РВ), що полягає у визначенні повного фазового зсуву за час вимірювання та перетворенні його в значення реологічної характеристики. За цим методом є можливість проведення вимірювання значення фазового зсуву в межах фазового циклу з застосуванням неперервного контролю частот сигналів, які надходять з індуктивних сенсорів, та за умови досягнення їх рівності. Після чого здійснюють додавання результатів обох вимірювань, що дозволило одночасно розширити в 5 - 8 разів динамічний діапазон і зменшити в 2 - 3 рази похибку вимірювання реологічних характеристик на одному і тому ж торсіоні. Розроблено екстрематор, принцип роботи якого полягає в пошуку максимального значення фазового зсуву шляхом порівняння виміряного значення фазового зсуву з попереднім його значенням. Відзначено, що екстрематор дає змогу за один оберт торсіону знайти максимальне значення та автоматизувати РВ шляхом пошуку екстремального та встановленого значення напруження зсуву за допомогою ПЕОМ, що робить можливим використання розробленого РВ для автоматизованого контролю речовин, в яких відсутній ефект релаксації та післядії. На базі програмного та апаратного забезпечення МАХ + PLUS II" фірми "Altera" здійснено комп'ютерне моделювання та практична реалізація 32-розрядної схеми фазочастотного перетворювача для підвищення точності ротаційного віскозиметра у програмованих логічних інтегральних схемах. Зазначено, що розпізнавальна здатність щодо вимірювання кута закручення торсіону розробленого фазочастотного перетворювача на ІМС фірми "Altera" складає 0,0065 град.

  Скачати повний текст

На підставі широкого кола джерел висвітлено стан наукової розробки історії вимірювальної техніки на території України в останній чверті XX ст.; законодавчу базу незалежної України з питань метрології та стан інших законів, які б сприяли вдосконаленню вимірювання та їх класифікацію; перспективи розвитку координатно-вимірювальної машини, як автоматичного вимірювального засобу. Проведено аналіз авторських свідоцтв, патентів, статей науково-технічних спеціалістів, що мають потенціал та сприяють розвитку метрології України, а також виробництва й економіки країни. Показано взаємозв'язок між удосконаленням вимірювальної техніки та виходом України з кризової ситуації.

  Скачати повний текст

Розроблено математичну модель, в межах якої відносний вміст частинок різних розмірів визначається з використанням системи лінійних алгебричних рівнянь. Даними для розрахунку є виміряний розподіл за амплітудою та тривалістю електричних імпульсів, які виникають на виході фотоприймача під час перетину частинками освітленої зони. Матриця системи рівнянь визначається в результаті розробленої процедури калібрування. У загальному випадку така задача є некоректною. Для її розв'язку розроблено метод ітераційної регуляризації на базі методу регуляризації Тихонова. Проведено дослідження з метою оцінки роздільної здатності та похибки вимірювання пристрою, побудованого згідно з запропонованою моделлю. Виміряно розподіли за розмірами в культурах бактерій різних видів у фізрозчині глюкози. Зареєстровано динамічні зміни в суспензіях, що містять мікроорганізми.

  Скачати повний текст

Уперше за допомогою методу нульового градієнта та функції Дірака розв'язано систему рівнянь Больцмана, яка описує процес руху парамагнітного газу у термомагнітному полі. Виявлено, що незважаючи на незначну швидкість переміщення газової суміші, характер її руху не є ламінарним. Установлено основну причину виникнення нелінійності статичної характеристики термомагнітного газоаналізатора - "роторний" ефект. Розроблено математичну модель чутливого елементу даного газоаналізатора з урахуванням "роторного" ефекту, що дало змогу запропонувати сумарно-різницевий метод обробки вимірювальних сигналів, який суттєво розширює діапазон вимірювання інформаційних параметрів. Здійснено дослідження стосовно впливу конструктивних параметрів перегородок, розташованих у зоні максимального термомагнітного поля, на зменшення "роторного" ефекту, на базі результатів якого є можливим зменшення нелінійності статичної характеристики термомагнітного газоаналізатора. З використанням двоканальної вимірювальної схеми модифіковано термомагнітний метод контролю концентрації кисню в АГС, що дало змогу удвічі підвищити чутливість, на 60 % зменшити похибку вимірювання та підвищити вірогідність контролю.

  Скачати повний текст

Уперше запропоновано й обгрунтовано фізичну числово-аналітичну модель надвисокочастотної (НВЧ) ефективної діелектричної проникності (ЕДП) дисперсних середовищ, що базується на оцінюванні резонансної частоти та добротності об'ємного регуляторного резонатора з частковим заповненим багатошаровим гетерогенним середовищем за умов існування суттєвої долі нормальної до площини шарів електричної складової електромагнітного коливання робочого контуру та відповідності товщини й електричних параметрів шарів розмірам і параметрам складових дисперсної системи. Установлено якісну відповідність залежностей ЕДП запропонованої моделі від вологовмісту, щільності, НВЧ електричних властивостей частинок та їх розміру даним відомих експериментів і основних наближених теорій. Запропоновано й досліджено три фізично відмінних варіанти побудови резонансних вимірювальних перетворювачів (РПВП) з коаксіальною вимірювальною апертурою для вимірювання вологості без спеціальної підготовки проби; малих об'ємів проби з низьким вологовмістом; середовищ на потоці. Установлено залежності фундаментальних сигналів вимірювальної інформації від параметрів конструктиву РПВП та діелектричних властивостей вологовмісних середовищ. Показано доцільність їх використання з метою оптимізації НВЧ вологовмісних систем та їх теоретичного градуювання.

  Скачати повний текст

Розроблено й обгрунтовано метод вимірювання частот обертання роторних систем (РС) за віброметричними параметрами, за яких частота обертання вимірюється з застосуванням акселерометрів шляхом утворення взаємо-кореляційної функції між двома зміщеними у часі вимірювальних систем (ВС). Відзначено, що використання такого методу дозволяє одночасно з вимірюванням частот обертання здійснювати автоматичний контроль вібраційних параметрів РС, що сприяє підвищенню вірогідності автоматичного контролю. Розроблено модель системи автоматичного контролю параметрів РС, яка передбачає застосування запропонованого адаптивного алгоритму автоматичного контролю параметрів РС, який дозволяє мінімізувати похибку несинхронності обертання РС і підвищити точність синхронізації у 1,5 - 2 рази у порівнянні з відомими інформаційно-вимірювальними системами. Створено та досліджено методи автоматичного контролю параметрів РС з використанням функцій чутливості, струму статора та ЛДЗ ВС, які базуються на комплексному використанні електромеханічних і віброметричних параметрів та дозволяють одержувати достовірну інформацію про стан цих параметрів, з урахуванням яких здійснюється ремонт РС. Розвинуто математичні моделі для оцінювання метрологічних характеристик ВК вібрації, які враховують його нелінійні властивості, що дало змогу визначити діапазон роботи ВК та розробити їх з наперед заданими нормованими метрологічними характеристиками.

  Скачати повний текст

Розглянуто актуальну проблему підвищення достовірності оцінки точності результатів вимірювань. Доведено, що головним аспектом цієї проблеми є знаходження достовірних статистичних і нестатистичних оцінок похибки та невизначеності вимірювань за допомогою аналітичних і числових методів. Одержано вирази щодо оцінки результату вимірювань з багаторазовими спостереженнями, які забезпечують підвищення достовірності оцінки похибки (невизначеності) за умов довільно заданих законів розподілу вхідних величин. Одержано композиції законоів розподілу Стьюдента стосовно корельованих і некорельованих результатів спостережень щодо нормальних і анормальних законів розподілу. Знайдено достовірні оцінки числа степенів свободи цієї композиції та коефіцієнта покриття під час пошуку розширеної невизначеності статистичної оцінки. Розглянуто засади достовірної оцінки невизначеності основних різновидів вимірювань для довільних законів розподілів з урахуванням можливої кореляції. Розроблено набір рекомендацій щодо розв'язання даних задач, який включає методики оцінки розширеної невизначеності та технології складання бюджету невизначеності.

  Скачати повний текст

Наведено результати розвитку фундаментальної та прикладної метрології у галузі вимірювання довжини. На підставі результатів експериментальних досліджень побудовано теоретичну модель форми контуру потужності випромінювання одномодового й одночастотного He - Ne лазера та розроблено методи розрахунку їх конструктивних параметрів. Досліджено умови формування поля у резонаторі He - Ne лазера та їх вплив на статичні та динамічні перекручування Лемба. Експериментально та теоретично, з метою установлення фізично обгрунтованих обмежень у роботі газових лазерів, вивчено режими розвитку іонізаційних хвиль у плазмі активних елементів і газорозрядних лазерів. Розроблено методику експериментальних досліджень просторово-часової динаміки розвитку динамічного хаосу іонізаційних хвиль у капіляторах активних елементів. Досліджено принципи побудови та метрологічні характеристики групової міри довжини (частоти) на базі стабілізованих за частотою лазерів (комплексу лазерних джерел) для Державного первинного еталону одиниці довжини. Досліджено метод контролю динаміки трансформації спектра випромінювання напівпровідникових лазерів у режимі реального часу. Запропоновано фізичну модель аналізу результатів випромінювань у нелінійних динамічних системах. Досліджено умови застосування фрактального аналізу у разі оцінки результатів вимірювань нестабільності частоти лазерів.

  Скачати повний текст

Розглянуто проблему управління навчальною діяльністю під час процесу професійної підготовки майбутніх інженерів-педагогів з дисциплін метрологічного профілю. Конкретизовано поняття "дидактичні засоби управління навчальною діяльністю". Розроблено комплекс даних засобів, який враховує особливості навчання дисциплін метрологічного профілю та складається з навчальних текстів до лабораторних робіт і структурно-логічних схем рідною та іноземною мовами, двомовних стандартів та комплексних контрольних робіт. Теоретично обгрунтовано та розроблено методику навчання дисциплін метрологічного профілю з використанням зазначеного комплексу дидактичних засобів управління. На підставі експериментального дослідження підтверджено ефективність розробленої методики. Доведено, що впровадження в процес навчання дисциплін метрологічного профілю дидактичних засобів управління навчальною діяльністю сприяє підвищенню якості знань майбутніх інженерів-педагогів та оволодінню досвідом творчої діяльності.

  Скачати повний текст

Розроблено методи розв'язування задач моделювання вимірювально-обчислювальних систем (ВОС) надвисокої роздільної здатності. За модель вимірювань обрано операторні рівняння першого роду. Побудовано нові методи парето-оптимального оцінювання виходу з заданого приладу за спотвореними результатами вимірювань іншим приладом тих самих вхідних даних у різних випадках. Зокрема, одержано оцінки за поступового та одночасного надходження результатів вимірювань; за невідомої моделі процесу вимірювань; для випадку нестабільних статистичних характеристик похибок в експериментальних даних; за додаткових обмежень для вимірювального процесу, заданого матрицею спеціального вигляду. Для побудови даних моделей використано ідею багатокритеріальної оптимізації за Парето, диференціювання абстрактної функції, сплайн-апроксимації та особливості ймовірносної та можливої моделі вимірювань. Проведено дослідження одеражних оцінок та їх порівняння з існуючими. Розв'язано важливі та актуальні прикладні задачі редукції вимірювань до обчислень.

  Скачати повний текст