Metrology & Instruments

ЗВ’ЯЗУВАННЯ КЛЮЧОВИХ ЗВІРЕНЬ CIPM ТА RMO

Ольга Боднар — 2026-06-29

Розглянуто процедури зіставлення результатів ключових звірень CIPM з результатами звірень, що проводяться регіональними метрологічними організаціями. Стаття присвячена методам оцінювання ступеня еквівалентності для всіх учасників пов'язаних ключових звірень, начебто вони всі брали участь в тому самому ключовому звіренні. Описано використання обчислювальних методів програмного забезпечення R для статистичних обчислень узагальненим методом найменших квадратів. Розглянуто узагальнення Байєсовського підходу для ситуації, коли результати вимірювань взаємно не узгоджені з урахуванням того, що стандарти, що розповсюджуються в різних раундах вимірювання, можуть мати різні значення вимірюваної величини.

ВИРІВНЮВАННЯ ЧАСТОТНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВИМІРЮВАЛЬНОГО КАНАЛУ ЗА ДОПОМОГОЮ ОБЕРНЕНОГО АДАПТИВНОГО МОДЕЛЮВАННЯ

Інна Мощенко — 2026-06-29

У статті запропоновано структуру адаптивної системи вирівнювання частотної характеристики вимірювального каналу на основі адаптивного цифрового фільтра-компенсатора, коригування коефіцієнтів якого здійснюється в реальному масштабі часу методом рекурентних найменших квадратів. За допомогою комп’ютерного моделювання досліджено вплив типу вхідного калібрувального сигналу та внутрішнього шуму вимірювального каналу на якість корекції частотної характеристики. Практичне значення дослідження полягає в тому, що використання запропонованого адаптивного коректора дозволить значно зменшити систематичну похибку динамічних вимірювань, спричинену нерівномірністю частотної характеристики вимірювального каналу.

ЗАСТОСУВАННЯ АПРОКСИМАЦІЇ МІНІМАКС ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ КАЛІБРУВАЛЬНОЇ ЛІНІЇ ВИМІРЮВАЛЬНОГО ПРИЛАДУ

Михайло Дорожовець — 2026-06-29

У цій статті описано суть методу Мінімакс для визначення калібрувальної кривої вимірювального приладу. Досліджено характеристики отриманої таким чином калібрувальної кривої та порівняно їх з параметрами кривої, визначеної методом найменших квадратів. Показано, що використання методу Мінімакс дозволяє безпосередньо визначити калібрувальну лінію разом з екстремальними межами можливих відхилень експериментальних точок від цієї лінії, які незалежно від використовуваної моделі ймовірнісного розподілу, обов’язково охоплюють усі експериментальні точки. Отже, ці дві лінії можуть слугувати оцінкою для визначення меж максимально допустимої похибки (МДП) відкаліброваного вимірювального приладу. Дослідження було проведено на основі результатів фактичної калібрування вимірювального приладу Fluke 8845 у діапазонах ±10 В постійного струму та 750 В змінного струму в акредитованій лабораторії LABBiKAL (Ряшівська політехніка, Ряшів, Польща).

ОЦІНКА НЕВИЗНАЧЕНОСТІ ВИМІРЮВАНЬ ПІД ЧАС КАЛІБРУВАННЯ ЕТАЛОННИХ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ ТИСКУ

Юрій Козлов — 2026-06-29

У статті розглянуто процедуру оцінки невизначеності вимірювання під час калібрування еталонних перетворювачів тиску методом ексцесу. Зазначена проблема забезпечення метрологічної простежуваності результатів калібрувань засобів вимірювань тиску. Описано процедуру оцінювання невизначеності вимірювань: запис моделі вимірювань, оцінювання вхідних та вимірюваної величин, оцінювання стандартних невизначеностей вхідних та вимірюваної величин, оцінювання розширеної невизначеності. Уточнена модель включає поправки на роздільну здатність перетворювача тиску, похибку нуля, відхилення температури на місці калібрування від нормованої, дрейф значення тиску робочого еталону з моменту його останнього калібрування. Для оцінювання розширеної невизначеності застосовано метод ексцесів. Складено бюджет невизначеності, що включає ексцеси вхідних та вимірюваної величин. Використання пакета Excel дозволяє реалізувати на основі цього бюджету програму для автоматизації обчислень невизначеності вимірювань. Розглянуто приклад оцінювання невизначеності вимірювань при калібруванні еталонного перетворювача тиску типу ПДЕ-010 у точці 400 кПа за допомогою калібратора тиску DPI612. Для верифікації отриманих результатів було проведено моделювання закону розподілу вимірюваної величини методом Монте-Карло.

ДИФРАКЦІЙНІ ВИМІРЮВАННЯ СТАТИЧНОГО ТА ДИНАМІЧНОГО МОДУЛЯ ЮНГА ТОНКИХ ВОЛОКОН

Томаш Вєнчек — 2026-06-29

У цій статті описано методи вимірювання модуля Юнга малих зразків, вимірювання жорсткості одновимірних матеріалів, вимірювання статичного модуля Юнга тонких структурних волокон та вимірювання динамічного модуля демпфування полімерних волокон. Модифікація дифрактометра дозволяє вимірювати інші механічні параметри твердих тіл. Представлено результати вимірювання статичного модуля Юнга базальтового волокна довжиною 93 мм та діаметром 17,1 мкм. Наведено приклад динамічних вимірювань модуля Юнга поліамідного волокна довжиною 30 мм та діаметром 119 мкм.

АНАЛІЗ НЕВИЗНАЧЕНОСТІ ВИМІРЮВАННЯ КРАЙОВОГО КУТА ЗМОЧУВАННЯ МЕТОДОМ ЛЕЖАЧОЇ КРАПЛІ

Сергій Барна — 2026-06-29

Актуальність теми. Дослідження поверхневих властивостей матеріалів методом лежачої краплі є важливим у низці галузей, зокрема, для сучасного матеріалознавства, мікроелектроніки, біотехнологій тощо. Точність визначення крайового кута змочування та поверхневого натягу безпосередньо впливає на якість адгезійних процесів у 3D-друці, ефективність самоочисних покриттів та біосумісність медичних імплантатів. Попри широке застосування методу, проблема достовірності отриманих результатів залишається гострою через значну кількість впливових факторів: від чистоти поверхні та мікроклімату до похибок цифрової обробки зображень і чисельного моделювання за рівнянням Юнга-Лапласа. Аналіз джерел похибок, що виникають на кожному з етапів дослідження форми краплі, та їх метрологічний аналіз є актуальним науково-прикладним завданням, що є метою даної статті. Авторами досліджено апріорну інформацію та здійснено систематизацію джерел невизначеностей на кожному етапі проведення експериментів, поділено джерела невизначеностей на дві основні групи – ті, вплив яких можна мінімізувати (але їх неможливо метрологічно оцінити) та джерела, які підлягають метрологічному оцінюванню.

АТОМНО-АБСОРБЦІЙНЕ ВИЗНАЧЕННЯ МІДІ ТА СВИНЦЮ В ПРОДУКТАХ ХАРЧУВАННЯ З ВИКОРИСТАННЯМ УЛЬТРАЗВУКУ

Олег Юрченко — 2026-06-29

Встановлено оптимальні умови повного вилучення аналітів із зразків харчових продуктів. Показано ефективність ультразвукової пробопідготовки, що забезпечує однорідність та стабільність аналізованих розчинів. Підвищено чутливість атомно-абсорбційного визначення міді та свинцю шляхом оптимізації параметрів розведення, пробопідготовки та використання водних розчинів Тритон Х-100 (ω=4%).Методом стандартних добавок підтверджено правильність результатів аналізу, показник відновлення для міді становить 90-94%, для свинцю 91-107%. Атомно-абсорбційним методом визначено межі виявлення аналітів (c_min): для міді c_min (мкг/мл)=0,003(c_min _літ(мкг/мл)=0,004), для свинцю c_min (мкг/мл)=0,003 (c_min _літ(мкг/мл)=0,005). Показано, що правильність та відтворюваність отриманих результатів, за даною методикою, відповідає вимогам аналітичного контролю зразків харчових продуктів.

ПЕРЕДУМОВИ ДЛЯ ДЕКОМПОЗИЦІЇ ШУМУ ТА ВИПАДКОВИХ ПОХИБОК ПРИ ВИМІРЮВАННІ ТИСКУ НА СКЛАДНИХ ТЕХНІЧНИХОБ'ЄКТАХ

Олександр Полярус — 2026-06-29

У статті розглянуто проблему розділення шумів та випадкових похибок вимірювання у вимірювальному каналі тиску, що є важливим завданням для бездемонтажного контролю. Проаналізовано існуючі підходи до обробки сигналів і показано їх обмеження щодо відокремлення похибок від шуму. Запропоновано підхід, що ґрунтується на статистичному аналізі сигналів. Проведено математичне моделювання для різних співвідношень сигнал/шум і досліджено вплив характеристик шуму та похибок на результати вимірювання. Показано, що при високих значеннях відношення сигнал/шум (понад 20 дБ) можливе ефективне розділення шумів і випадкових похибок. Висока якість розділення шумів та похибок досягається при використанні методу максимальної правдоподібності при відомій апріорній інформації про сигнал. Для багатоканальних систем досліджено ефективність методів сингулярного розкладу (SVD) та покращеного емпіричного модального розкладу (IEMD), які дозволяють виділяти складові сигналу, шуму та похибок із різною точністю залежно від умов. Встановлено, що найкращі результати розділення шумів та похибок досягаються при використанні IEMD у поєднанні з попередньою обробкою сигналів. Високу якість розділення дає застосування нейронних мереж в крайніх випадках домінування шумів чи похибок. Отримані результати підтверджують можливість розділення шумів і випадкових похибок у практичних задачах вимірювання тиску, хоча точне визначення їх миттєвих значень залишається складною задачею.

КОНТРОЛЬ ТЕРМОПЕРЕТВОРЮВАЧІВ ОПОРУ В УМОВАХ ЕКСПЛУАТАЦІЇ

Іван Питель — 2026-06-29

На сучасних АЕС контроль умов експлуатації ядерного палива та ключових параметрів реакторної установки здійснюється системою внутрішньореакторного контролю. Ця система об’єднує численні перетворювачі та контролери, що працюють у режимі реального часу. Однією з пріоритетних задач галузі є забезпечення достовірності вимірювання температури теплоносія першого контуру, від вирішення якої залежить надійність, ресурс та економічні показники реактора. У статті проаналізовано методи контролю статичних характеристик резистивних термоперетворювачів (RTD) безпосередньо в умовах експлуатації. Окрему увагу приділено аналізу адіабатичної ділянки перехідної характеристики нагріву чутливого елемента, що дозволяє діагностувати стан перетворювача та верифікацію його класу точності без демонтажу обладнання.

ЕКСПРЕС-КОНТРОЛЬ ЯКОСТІ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ НА ЗАСАДАХ КВАЛІМЕТРІЇ

Орест Середюк — 2026-06-29

Розглянутий концептуальний підхід до реалізації експрес-контролю якості електричної енергії на засадах кваліметричних методів оцінювання. Проаналізовано нормативні показники якості електричної енергії, їх часові інтервали вимірювання та проблеми, пов’язані з різними тривалостями їх вимірювання. Запропоновано використання комплексного показника якості, який формується на основі таких семи одиничних показників: напруга електропостачання, частота напруги, показник флікера, провали напруги, перенапруги мережі, коефіцієнт гармонічних спотворень, коефіцієнт потужності. Викладені алгоритми розрахунку коефіцієнтів вагомості кожного із перелічених показників. Розроблений підхід базується на вимірювально-розрахунковому методі порівняння фактичних параметрів одиничних показників із нормативними значеннями та може бути використаний для побудови автоматизованих систем моніторингу якості електричної енергії.

ПІДВИЩЕННЯ КОМПЛЕКСНОГО ПОКАЗНИКА ЯКОСТІ НАСОСІВ ТА КОМПРЕСОРІВ ШЛЯХОМ ОПТИМІЗАЦІЇ СИСТЕМ КЕРУВАННЯ

Геннадій Канюк — 2026-06-29

Актуальність роботи обумовлена необхідністю підвищення енергоефективності, надійності та експлуатаційної стійкості насосних і компресорних установок, що є важливим завданням сучасної енергетики та промисловості, оскільки саме системи автоматичного керування значною мірою визначають динамічні властивості агрегатів, рівень енергоспоживання, стабільність режимів і ресурс роботи. Метою статті є встановлення взаємозв’язків між якістю системи керування та комплексним показником якості насосів і компресорів, а також оцінка можливостей підвищення цього показника шляхом оптимізації параметрів регуляторів. Методи дослідження базуються на використанні математичних моделей насосів і компресорів другого порядку з урахуванням характеристик приводу, гідравлічних нелінійностей і насичення виконавчих механізмів. Якість керування оцінювалась за інтегральними критеріями ISE, IAE, ITAE та комплексним показником KPI, що поєднує енергетичні, динамічні та ресурсні властивості агрегату. Проведено моделювання характеристик реального насосу, апроксимацію його енергетичних і потужнісних залежностей та аналіз перехідних процесів за різних налаштувань ПІД-регулятору.За результатами досліджень встановлено, що неоптимальні алгоритми керування спричиняють перерегулювання, коливання, підвищене теплове й механічне навантаження на привід, а також зростання енерговитрат. Оптимізація параметрів регулятору забезпечує швидший аперіодичний перехідний процес, зменшення інтегральної похибки, підвищення ККД і зниження споживаної потужності. Зроблено висновки, що удосконалення систем автоматичного керування є ефективним і економічно доцільним способом підвищення комплексного показника якості насосного та компресорного обладнання без зміни його конструктивної частини.