Metrology & Instruments

Невизначене майбутнє метрології? Коментарі та приклади

Франко Павезе — пн, 21 лип 2025 00:00:00 +0300

Коментарі мають на меті проілюструвати поточний стан метрології відповідно до її принципів і процедур, а саме щодо визначення та значення поняття невизначеності у вимірюванні, а також ввести попередження про розбіжності, які стають все більш частими у застосуваннях, які, як передбачається, стосуються рамки метрології, але в основному порушує метрологічні концепції.
Наведено два приклади, докладно необхідні для того, щоб прояснити інколи незначні відхилення від правильного застосування метрологічних правил: один випадок було знайдено в останньому метрологічному документі: саме визначення невизначеності; інший випадок знаходиться в критичному визначенні невизначеності основного параметра в оцінці зміни клімату: невизначеності, що впливає на поверхневу середньорічну температуру.

Теоретичні та практичні аспекти методу коригування невизначеності багатовимірних вимірювань за допомогою коефіцієнта Бірге

Ольга Боднар, Тарас Боднар — пн, 21 лип 2025 00:00:00 +0300

У статті ми представляємо багатовимірну модель масштабу розташування, пов'язану з багатовимірним методом коефіцієнта Бірге, новим підходом до моделювання темної невизначеності, яка зазвичай присутня, коли результати окремих досліджень об'єднуються. В емпіричній ілюстрації цей підхід застосовується до результатів вимірювань, що використовуються для вивчення ефективності лікування гіпертензії. Результати порівнюються з результатами, отриманими при використанні багатовимірної моделі випадкових ефектів. Обидві моделі підтверджують, що лікування гіпертензії може знизити систолічний та діастолічний артеріальний тиск, а також призвести до значного зниження ризику серцево-судинних захворювань та інсульту. Крім того, багатовимірний метод коефіцієнта Бірге дає точніші оцінки загального вектора середнього, що призводить до значно менших стандартних помилок та вужчих довірчих інтервалів.

Статистична оцінка достовірності рішень щодо стану контрольованого технологічного процесу на основі підходу Є. Володарського

Олег Козир, Зігмунт Варша — пн, 21 лип 2025 00:00:00 +0300

У статті розглядаються питання використання контрольних карт для дослідження параметрів, що описують стан продукції в процесі її виробництва. Обговорюється визначення надійності рішення на основі оцінки збурень, що в ній виникають. При цьому використовується метод, запропонований † Євгеном Володарським¹, який базується на байєсівському підході. Розглянуто вплив похибок вимірювань та їх розподілу ймовірності на правильність прийнятих рішень. У статті розглядаються дві оцінки відповідності технологічного процесу нормам на основі результатів його контролю. Перша оцінка – це апріорна ймовірність або надійність результату контролю, яка виконується перед процедурою контролю та базується на апріорних даних про процес та похибці вимірювання. У статті пропонується використання другої оцінки, а саме апостеріорної ймовірності відповідності технологічного процесу нормам. Ця оцінка відповідності виконується після отримання результату контролю, коли для оцінки залишається лише половина набору елементарних подій, що сприяють настанню одного з результатів контролю. Використання цієї оцінки дозволяє подвоїти статистичну надійність оцінки результату контролю. Також визначено ефективність оцінки відповідності технологічного процесу встановленим нормам рівномірного розподілу значень його контрольованих параметрів та їх похибок вимірювання.

Оцінювання невизначеності вимірювань при калібруванні засобів вимірювання вологості повітря

Олег Новосьолов — пн, 21 лип 2025 00:00:00 +0300

Розглянуто процедуру оцінювання невизначеності вимірювань при калібруванні засобів вимірювання вологості повітря. Записано вираз для відхилень показань гігрометра від значень заданих генератором вологого газу еталонним. Оцінюються вхідні величини та їх стандартні невизначеності. Виконується розрахунок сумарної стандартної та розширеної невизначеностей при калібруванні гігрометра. Складено бюджет невизначеності вимірювань.

Особливості застосування методики калібрування кліматичних камер

Валерій Семеніхін, Світлана Шевченко — пн, 21 лип 2025 00:00:00 +0300

У статті розглянуто питання калібрування випробувального та лабораторного обладнання для відтворення, підтримування температури та/або вологості та особливості застосування з цією метою методики калібрування [1] рекомендованої регіональною метрологічною організацією «EURAMET». Проведено розбір рекомендованої методики та наведено приклад її застосування з метою розповсюдження практики застосування даної методики для забезпечення єдності вимірювань при калібруванні цієї категорії обладнання.

Оцінка невизначеностей вимірювань просторових гармонік зовнішнього магнітного поля

пн, 21 лип 2025 00:00:00 +0300

У статті розглянуто методологію оцінки невизначеностей вимірювань магнітного дипольного моменту точковими методами просторового гармонічного аналізу. Проаналізовано вплив систематичних і випадкових похибок на точність вимірювань та запропоновано підхід до їх мінімізації. Розроблена модель оцінки невизначеностей базується на багаторазових спостереженнях, статистичному аналізі та використанні коефіцієнтів чутливості. Отримані результати дозволяють підвищити точність і відтворюваність вимірювань, що критично важливо для наукових досліджень, промислових застосувань та високотехнологічних галузей. Запропонована методологія сприяє гармонізації метрологічних стандартів, що регулюють вимірювання просторових гармонік зовнішніх магнітних полів. Використання підходу дозволяє адаптувати його до різних технічних об'єктів і забезпечити відповідність сучасним вимогам метрологічного забезпечення.

Використання штучних нейронних мереж для зменшення нелінійності вимірювальних пристроїв

Сергій Авакін, Сергій Довгополий, Інна Мощенко, Запорожець Олег — пн, 21 лип 2025 00:00:00 +0300

У статті розглянуто методи зменшення впливу нелінійності функції перетворення вимірювальних приладів на точність результатів вимірювань шляхом застосування додаткового пристрою корекції, що реалізує залежність, обернену до функції перетворення. Метою дослідження є вивчення можливостей використання в якості таких коректорів штучних нейронних мереж, зокрема багатошарових персептронів і мереж радіальних базисних функцій. Ефективність запропонованих методів корекції функції перетворення досліджено шляхом імітаційного комп’ютерного моделювання з вивченням впливу типу нелінійності на якість такої корекції. Здійснено порівняльний аналіз з традиційними підходами, зокрема коректором на основі поліноміальної апроксимації. Результати моделювання показують, що точність нейромережевих коректорів порівнянна з точністю поліноміальних коректорів, а в деяких випадках навіть перевершує їх. Це відкриває перспективи ширшого застосування у вимірювальній техніці таких сучасних методів обробки вимірювальної інформації, як штучні нейронні мережі.

Обробка інформації з мікропроцесорної вимірювальної системи для технологічного процесу виробництва вершкового масла

Ігор Григоренко, Світлана Григоренко, Артур Шибанов, Володимир Лисенко — пн, 21 лип 2025 00:00:00 +0300

Для контролю технологічного процесу виготовлення вершкового масла доцільно використовувати мікропроцесорні вимірювальні системи, що здатні не тільки отримувати поточні значення параметрів контролю, але й своєчасно встановлювати момент метрологічної відмови сенсорів і технологічного обладнання. Це дозволяє уникати випуску неякісної продукції через не дотримання умов технології виробництва, а також передбачати виникнення аварійних ситуацій на виробництві. У роботі представлено мікропроцесорну систему, що здатна контролювати технологію виробництва на основних етапах перевірки якості молока, охолодження молока, сепарування молока, пастеризації вершків, охолодження до температури фізичного дозрівання, збивання вершків. Завдяки впровадженню запропонованої системи отримані результати натурних вимірювань температури на етапі «Пастеризація вершків» технологічного процесу виготовлення вершкового масла. Проведено перевірку рівноточності результатів серій спостережень для перевірки метрологічної надійності використаних сенсорів.

Атомно-абсорбційне визначення міді в мікроводорості Dunaliella Viridis та подальше її використання як лікувального засобу

Олег Юрченко, Тетяна Черножук, Іван Шевченко, Олександр Бакланов — пн, 21 лип 2025 00:00:00 +0300

Атомно-абсорбційним методом було визначено вміст міді в біомасі водорості Dunaliella viridis та печінці самців щурів. Використовуючи ультразвукову обробку зразків досягалась повнота вилучення міді та гомогенність зразків. Було досліджено вплив міді на біологічні зразки. Отримані результати свідчать про те, що додавання іонів міді до біомаси мікроводоростей супроводжується утворенням різних структурно-функціональних комплексів, які можуть мати різну антибактеріальну активність, а наявність антибактеріальних ефектів зумовлена не лише дією іонів міді. Це було підтверджено даними про наявність антибактеріальної дії гомогетанів клітин мікроводоростей. Показано, що йони міді мають здатність пригнічувати ріст S. aureus 124 та P. Aeruginosa 18. Ефективність пригнічення росту залежить від концентрації, і ця залежність має насичувальний характер. P. aeruginosa 18 мала меншу чутливість порівняно з S. aureus 124 за відносно низьких концентрацій, а при досягненні високих концентрацій (7-20 г/л) ефективність пригнічення росту йонами міді була однаковою для обох штамів. Біомаса водорості може бути використана для виготовлення харчових добавок, що компенсують дефіцит міді та ß– каротину в організмі

Застосування функціонально-залежних статистик для оцінювання ризиків якості продукції

пн, 21 лип 2025 00:00:00 +0300

У сучасних умовах жорсткої конкуренції та високих вимог до якості продукції оцінювання ризиків стає невід’ємною частиною системи управління якістю на підприємствах. Особливої уваги потребує ризик випуску неякісної продукції, який безпосередньо впливає на імідж, фінансові показники та загальну конкурентоспроможність підприємства. Ефективне управління такими ризиками вимагає впровадження обґрунтованих, надійних і кількісно вимірюваних методів оцінювання якості. Одним із перспективних напрямів у цьому контексті є використання багатокритеріального підходу до оцінювання об'єктів кваліметрії. Оскільки показники якості можуть мати різні одиниці вимірювання, виникає потреба у приведенні їх до безрозмірної форми для створення єдиної інтегральної оцінки. Це завдання потребує використання математичних залежностей, здатних забезпечити кількісне визначення якості з достатньою точністю. Проте формування таких моделей є складним процесом, що потребує детального аналізу об'єкта дослідження. У зв’язку з цим у роботі запропоновано дослідити можливість застосування функціонально-залежних статистик, зокрема функції помилок, для отримання безрозмірних оцінок одиничних розмірних показників якості. Ця функція широко використовується в математичній фізиці та статистиці й має значний потенціал у контексті практичного оцінювання. Розвиток обчислювальної техніки значно спростив її застосування в прикладних задачах. Додатково, на основі аналізу функції щільності оцінок запропоновано визначати ймовірність потрапляння цих оцінок у критичні інтервали, що дозволяє розробити ефективну методику оцінки ризиків випуску неякісної продукції.

Оцінка точності виготовлення деталей за технологією 3D-друку

пн, 21 лип 2025 00:00:00 +0300

Проведено аналіз точності 3D-принтера. Показано що оцінювання точності та повторюваності позиціонування осей 3D-принтера може проводитись з застосуванням методу безпосереднього роздільного вимірювання окремих осей, який регламентується ISO 230-2 2016 [1]. Поширення норм та правил даного стандарту на 3D-принтери забезпечує єдиний підхід до методів випробувань як до лінійних осей так і осей обертання, однак не охоплює одночасну перевірку кількох осей. Перевірки можуть використовуватися для типових, приймальних, порівняльних випробувань, періодичних підтверджень точності, а також для корекції точності 3D-принтерів. Методика випробувань включає повторні виміри кожної позиції. На підставі проведеного аналізу визначено та розраховано доцільні параметри випробування. Оцінку їх похибок виконано відповідно до ISO/TR 230-9:2005 [2]. Виготовлення тестових деталей здійснено на модифікованому 3D-принтері з використанням готової моделі Tevo Tarantula. Подальший контроль геометричних розмірів дозволив оцінити точність виробів, що виготовляються за технологією 3D-друку.