Апаратно-програмні засоби вимірювання електричних та неелектричних величин і їх метрологічне забезпечення

Розглянуто основні наукові та практичні результати роботи відділу електричних і магнітних вимірювань у 2008 році. Рассмотрены основные научные и практические результаты работы отдела электрических и магнитных измерений в 2008 году....

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Published in:	Праці Інституту електродинаміки НАН України
Date:	2009
Main Authors:	Гриневич, Ф.Б., Монастирський, З.Я., Новік, А.І., Ніженський, А.Д., Сурду, М.М., Борщов, П.І., Кромпляс, Б.А., Мазманян, Р.О., Мельник, В.Г.
Format:	Article
Language:	Ukrainian
Published:	Інститут електродинаміки НАН України 2009
Subjects:	№ 5. Відділ електричних і магнітних вимірювань
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/63702
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Апаратно-програмні засоби вимірювання електричних та неелектричних величин і їх метрологічне забезпечення / Ф.Б. Гриневич, З.Я. Монастирський, А.І. Новік, А.Д. Ніженський, М.М. Сурду, П.І. Борщов, Б.А. Кромпляс, Р.О. Мазманян, В.Г Мельник // Праці Інституту електродинаміки Національної академії наук України: Зб. наук. пр. — К.: ІЕД НАНУ, 2009. — Вип 23. — С. 39-47. — Бібліогр.: 37 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1859854776470077440
author	Гриневич, Ф.Б. Монастирський, З.Я. Новік, А.І. Ніженський, А.Д. Сурду, М.М. Борщов, П.І. Кромпляс, Б.А. Мазманян, Р.О. Мельник, В.Г.
author_facet	Гриневич, Ф.Б. Монастирський, З.Я. Новік, А.І. Ніженський, А.Д. Сурду, М.М. Борщов, П.І. Кромпляс, Б.А. Мазманян, Р.О. Мельник, В.Г.
citation_txt	Апаратно-програмні засоби вимірювання електричних та неелектричних величин і їх метрологічне забезпечення / Ф.Б. Гриневич, З.Я. Монастирський, А.І. Новік, А.Д. Ніженський, М.М. Сурду, П.І. Борщов, Б.А. Кромпляс, Р.О. Мазманян, В.Г Мельник // Праці Інституту електродинаміки Національної академії наук України: Зб. наук. пр. — К.: ІЕД НАНУ, 2009. — Вип 23. — С. 39-47. — Бібліогр.: 37 назв. — укр.
collection	DSpace DC
container_title	Праці Інституту електродинаміки НАН України
description	Розглянуто основні наукові та практичні результати роботи відділу електричних і магнітних вимірювань у 2008 році. Рассмотрены основные научные и практические результаты работы отдела электрических и магнитных измерений в 2008 году.
first_indexed	2025-12-07T15:43:14Z
format	Article
fulltext	УДК 621.317 Ф.Б. Гриневич, З.Я. Монастирський, А.І. Новік, А.Д. Ніженський, М.М. Сурду, П.І. Борщов, Б.А. Кромпляс, Р.О. Мазманян, В.Г. Мельник АПАРАТНО-ПРОГРАМНІ ЗАСОБИ ВИМІРЮВАННЯ ЕЛЕКТРИЧНИХ ТА НЕЕЛЕКТРИЧНИХ ВЕЛИЧИН І ЇХ МЕТРОЛОГІЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ Розглянуто основні наукові та практичні результати роботи відділу електричних і магнітних вимірю- вань у 2008 році. Рассмотрены основные научные и практические результаты работы отдела электрических и магни- тных измерений в 2008 году. Загальним напрямком досліджень відділу електричних і магнітних вимірювань у 2008 році було створення та дослідження апаратно-програмних засобів вимірювання і їх метроло- гічного забезпечення для енергетики та інших галузей промисловості. Мета цих досліджень – покращення метрологічних характеристик та розширення функціональних можливостей вимірювальної апаратури різноманітного призначення. Для досягнення цієї мети вирішува- лись наступні завдання. 1. Розробка нових методів вимірювань та необхідних для їх виконання сенсорних сис- тем (первинних вимірювальних перетворювачів) і відповідних вимірювальних кіл (вторин- них перетворювачів). 2. Аналіз методичних та інструментальних похибок вимірювань і розробка методів їх корекції. 3. Створення універсальних та уніфікованих вимірювальних каналів, що дозволяють вирішувати широке коло вимірювальних завдань. 4. Розробка нових алгоритмів обробки вимірювальної інформації та відповідних про- грам, що значно розширюють функціональні можливості апаратури. 5. Розробка метрологічного забезпечення створюваної апаратури від методів та мето- дик її дослідження і перевірки до Державних еталонів одиниць фізичних величин. Розглянемо деякі аспекти і результати вирішення цих завдань у таких галузях вимі- рювань. • Вимірювання параметрів електричного імпедансу. • Вимірювання параметрів електричних сигналів. • Вимірювання магнітних величин. • Вимірювання неелектричних величин електричними методами. Вимірювання параметрів електричного імпедансу (пасивних електричних вели- чин) мостами змінного струму залишається пріоритетним напрямком роботи відділу. Справа в тому, що вимірювальні мости змінного струму і на сьогодні є найточнішими вимірювачами параметрів електричних кіл. Використання розроблених у відділі варіаційних методів підви- щення точності, чутливості і швидкодії цих пристроїв дало змогу наблизити їх метрологічні характеристики до рівня еталонів. На їх основі створено та введено в дію за останні роки шість Державних первинних еталонів України. Зараз продовжуються роботи з вдосконалення еталонної бази, розробки методик передавання одиниць фізичних величин від еталонів до робочих засобів вимірювань. Зокрема, у 2008 році створено прецизійний компаратор для від- творення одиниці індуктивності та передавання її розміру [31], продовжувалось вдоскона- лення еталона електричної провідності розчинів електролітів [33] та дослідження первинного еталону опору та температури [36]. Новим напрямком досліджень при відтворенні та переда- © Гриневич, Ф.Б., Монастирський З.Я., Ніженський А.Д., Новік А.І., Сурду М.М., Борщов П.І., Кромпляс Б.А., Мазманян Р.О., Мельник В.Г., 2009 ванні одиниць фізичних величин стало використання одних величин, стабільніших і легше відтворюваних, для передавання розміру інших. Зокрема, досліджено методи відтворення одиниці індуктивності за одиницями ємності та частоти або за одиницями опору та частоти [32]. Розроблено та досліджено комплекс апаратури для еталона коефіцієнта передавання ве- ликих струмів [1, 37]. Однією з проблем, що супроводжують створення трансформаторів великих струмів, є складність їхньої перевірки та атестації, що обумовлено рядом причин. По-перше, похибки таких трансформаторів суттєво залежать від режиму роботи осердя. При цьому для форму- вання в осерді магнітного поля реальної напруженості треба створювати значні, до кількох кілоампер, струми в первинній обмотці та підтримувати їхню стабільність на весь час вимі- рювань. По-друге, для визначення похибок трансформатора струму необхідно вимірювати різницю струмів. Технічно оцінка цієї різниці є значно складнішою, ніж оцінка різниці на- пруг. У зв’язку з цими труднощами запропоновано та обґрунтовано метод визначення метро- логічних характеристик трансформаторів великих струмів у режимі трансформації напруг. Для обґрунтування використано принцип дуальності електричних кіл [23]. Роботи зі створення та вдосконалення еталонної бази ведуться у тісній співдружності з державним підприємством "Укрметртестстандарт". Вони видаються пріоритетними і бу- дуть продовжуватися надалі. Ще одним важливим напрямком використання мостів змінного струму є вимірювання параметрів електричних кіл під дією високої напруги. У відділі розроблено еталон коефіціє- нта передавання високої напруги та ряд пристроїв для вимірювання характеристик ізоляції високовольтного обладнання [2]. Для корекції похибок мостових вимірювальних кіл від впливу паразитних параметрів запропоновано та досліджено принцип вибіркової компенсації [29], що ґрунтується на вико- ристанні додаткових джерел струму і напруги у вимірювальному колі. Досліджено потенцій- ні можливості цього принципу та показано, що він дозволяє зменшити початкову похибку в 1/γ разів, де γ – відносне відхилення вихідного інформативного параметра додаткового дже- рела від заданого значення. У галузі вимірювань параметрів електричних сигналів (активних електричних величин) проведено аналіз основних похибок вимірювання ефективних значень струмів, на- пруг, фазових кутів та електричної потужності сигналів промислової частоти. Показано, що основними факторами, які обумовлюють похибки вимірювання ефективних значень сигна- лів, є відхилення від номінальних значень опорів резисторів у складі вхідних та нормуючих перетворювачів, а також відхилення від номінальних значень коефіцієнтів передачі цифро- аналогових перетворювачів (ЦАП) при різних значеннях керуючих кодів. Традиційним шляхом зменшення вказаних похибок є введення в схему приладу еле- ментів регулювання коефіцієнтів передачі – по одному на кожен піддіапазон вимірювання. Такий шлях не можна вважати оптимальним, оскільки він призводить до значного усклад- нення та подорожчання приладу, а також великих втрат часу на його калібрування. Розроблено метод алгоритмічної мультиплікативної корекції основних похибок вимі- рювання ефективних значень. Визначено мінімально необхідний набір корегуючих коефіціє- нтів, що включає по одному коефіцієнту на діапазон вимірювання. Коефіцієнти корекції визначаються на етапі калібрування приладу. Для цього до вхо- ду приладу підключається змінний струм або напруга з відомим ефективним значенням (з виходу зразкового калібратора або виміряні зразковим приладом). Виконується вимірювання приладом, що калібрується. Коефіцієнт корекції визначається як відношення ефективного значення, виміряного зразковим приладом, до значення, виміряного приладом, що калібру- ється. Таким чином, основні похибки вимірювання ефективних значень змінних струмів та напруг визначаються похибками зразкового приладу, що використовується для калібрування, а також випадковою складовою похибки приладу, що калібрується. Аналіз залишкових по- хибок показав, що розроблені перетворювачі здатні забезпечити вимірювання ефективних значень напруг від 1 до 500 В, струмів від одиниць мікроампер до декількох ампер з основ- ною відносною похибкою не більшою ніж 0,3 %. Проведено аналіз похибок вимірювання різниці фаз, у результаті якого виявлені на- ступні складові цих похибок: фазові зсуви, обумовлені неідеальністю резисторів вхідних перетворювачів; фазові зсуви антиаліазингових фільтрів нижніх частот; фазові зсуви каскадів на операційних підсилювачах; фазові зсуви цифрово-аналогових перетворювачів. Використання традиційних методів корекції цих похибок потребує введення в схему приладу великої кількості фазокорегувальних елементів та трудомістких операцій корекції фаз для кожної пари піддіапазонів вимірювання. Розроблено метод алгоритмічної адитивної корекції основної похибки вимірювання різниці фаз, що базується на додаванні до виміряного значення різниці фаз корегувальних фазових зсувів, значення яких залежить від комбінації сигналів на входах приладу, а також від керуючих кодів ЦАП. Значення цих фазових зсувів визначаються на етапі калібрування приладу. Основна похибка вимірювання різниці фаз визначається похибкою, з якою задається нульовий фазовий зсув між вхідними сигналами при проведенні калібрування приладу, а та- кож випадковою складовою похибки вимірювання приладу, що калібрується. Доведено, що різниця фаз при використанні розробленого методу корекції може бути виміряна з основною похибкою на рівні 0,01 %. Додаткові температурні похибки вимірювання як ефективних значень, так і різниці фаз не перевищують половини основних похибок при відхиленні навколишньої температури від нормальної на кожні 10 °С. У подальшому дослідження за цією тематикою будуть проводитись у двох наступ- них напрямках, а саме: - розробка програмних методів підвищення точності вимірювання комплексу елект- ричних величин на промисловій частоті; - розробка методів експериментального визначення метрологічних характеристик створених вимірювальних засобів. На цей час проводиться робота по впровадженню засобів вимірювання параметрів електричних сигналів на підприємстві ТОВ “ОСТ” у виробах, що будуть випускатися дріб- ними серіями (в обсягах 10…20 шт. на рік). Основні дослідження і результати в галузі магнітних вимірювань пов’язані з струк- турним та схемотехнічним моделюванням. Структурне моделювання є першим етапом у створенні комп’ютерної моделі системи та формальним описом процедур отримання і перетворення вимірювальної інформації. Важ- ливою складовою структури є модель первинного вимірювального перетворювача. Для маг- нітовимірювальних систем з гальваномагнітними перетворювачами на основі ефекту Холла формалізація датчика у вигляді комп’ютерної моделі відображає не всі можливі характерис- тики конкретних датчиків. Використання стандарту SPICE для опису характеристик датчиків Холла не обмежує ступінь їх наближення до реальних пристроїв. Схема заміщення датчика Холла у вигляді про- хідного чотириполюсника ґрунтується на прямій відповідності модельованих властивостей фі- зичним процесам і дає змогу за допомогою простих і обмежених засобів вирішувати в процесі синтезу моделі і подальшій її адаптації для конкретних застосувань наступні завдання: - конвертацію магнітних величин в електричні; - подання електричних властивостей власне конструкції перетворювача і його матеріалу; - експериментальне визначення початкових характеристик для моделі. В основу такого підходу покладено перетворення еквівалентного чотириполюсника в підструктури, що окремо відображають властивості постійності і мінливості перетворювача в межах певних припущень. У результаті досліджень показано, що еквівалентна схема може бути подана у вигляді каскадного з’єднання неавтономного оберненого чотириполюсника з комплексним опором, який відображає властивість постійності датчика, і одного або двох необоротних чотириполюсників, що мають тільки реактивний опір – гіраторів. Комп’ютерна макромодель перетворювача на основі еквівалентної схеми включає декілька підструктур, для кожної з яких синтезовані власні стуктурні схеми, які були окремо досліджені шляхом проведення обчислювальних експериментів. Текстові описи підструктур увійшли до скрипта макромоделі. Результати досліджень можна сформулювати наступним чином [34]. Проведені синтез моделей ідеальних гіраторов у стандарті SPICE з використанням двох джерел напруги, керованих струмом, і структурних засобів для керування опором гіра- ції та їх тестування у схемі ідеального конвертора позитивного опору, що показали простоту реалізації, точність і можливість використання у складі різних макромоделей датчиків Холла. Запропонована феноменологічна еквівалентна схема заміщення гальваномагнітних перетворювачів з послідовним з’єднанням двох ідеальних гіраторів і неавтономного оберне- ного чотириполюсника між ними, яка відповідає просторовій і електричній симетрії датчиків Холла і може служити точною алгоритмічною основою для синтезу нових макромоделей. На основі схеми заміщення з двома гіраторами і чотириполюсником запропоновані нові структури з «вертикальною» симетрією, в яких BV-конвертор утворений двома ідеаль- ними керованими гіраторами, а центральний чотириполюсник є симетричною схемою з чо- тирма або п’ятьма компонентами. Такі структури були покладені в основу макромоделей да- тчика Холла. Подальший розвиток запропонованих методів і засобів моделювання вимірювальних перетворювачів Холла пов’язаний з урахуванням нелінейностей та температурних залежнос- тей характеристик віддзеркалення в емульованих вимірювальних сигналах. Вирішення іншого завдання в рамках проекту, пов’язаного з магнітними вимірюван- нями, було викликане необхідністю вимірювання напруженості магнітного поля в системі термічного впливу на біологічний об’єкт, насичений феромагнітною рідиною. Вибір індук- ційного датчика для проведення вимірювань однозначно зумовлювався характером магніт- ного поля, що генерується для індукційного нагрівання об’єкта. Основними результатами в цій галузі є наступні. Розроблена і виготовлена двокоординатна платформа для сканування магнітного поля планарних систем з постійними магнітами на основі рідкоземельних матеріалів. Проведено сканування зразків магнітних систем, що забезпечують одно- та двовимір- ні періодичні розподіли магнітної індукції на робочій поверхні та в площині, віддаленій від неї на відстані 1,5 мм. Результати сканування представлені у вигляді дво- і тривимірної комп’ютерної графіки. Запропоновано використовувати двовимірне перетворення Фур’є для отримання інте- гральних оцінок просторового спектра планарних магнітних систем. Розроблені методики розрахунку чутливості і співвідношення сигнал/шум індукцій- них датчиків для вимірювання напруженості магнітного поля в системі термічного впливу на біологічний об’єкт. Вимірювання неелектричних величин електричними методами використовується, в першу чергу, для комплексного технічного діагностування енергетичного та іншого облад- нання, керування технологічними процесами, контролю якості сировини, матеріалів і гото- вої продукції, екологічного та біологічного контролю. Конкретні завдання поточних дослі- джень стосувались наступних галузей. 1. Діагностика потужних гідрогенераторів під час їхньої роботи та при періодичних обстеженнях з допомогою ємнісних датчиків. 2. Частотно-фазові вимірювання відстаней та вібрацій (лазерні далекомірні системи). 3. Дозування радіоактивних фармакологічних препаратів. 4. Вимірювання концентрацій речовин у розчинах амперметричним та кондуктомет- ричним методами. Проаналізувавши характер дефектів у потужних гідрогенераторах, визначення яких здебільшого вимагає вимірювання механічних переміщень, а також враховуючи діапазони переміщень, умови застосування, необхідні метрологічні характеристики, було зроблено висновок, що практично всі механічні переміщення, а отже, дефекти, що їх викликають, мо- жна виміряти за допомогою ємнісних датчиків різноманітної форми та розмірів [15, 30]. При цьому можна сказати, що достатньо двох типів універсальних вимірювачів: для звичайних датчиків з ізольованими електродами та для датчиків з одним заземленим електродом, який є елементом конструкції генератора. Для вирішення питань діагностики потужних гідрогене- раторів створено наступні вимірювальні засоби: вимірювач повітряного зазору між статором і ротором [17]. датчик контролю взаємного зміщення секторів складеного осердя статора [18]; датчик стану пресування осердя статора [21]; датчик контролю ступеня розпушування крайніх пакетів зубцевої зони осердя турбо- та гідрогенераторів [16,19]. Розроблено новий, відмінний від зарубіжних аналогів, ємнісний спосіб вимірювання зазору, при якому використовується інша побудова ємнісного датчика. На даний спосіб та пристрій, що його реалізує, подано заявку на патент України [35]. Запропонований прилад у порівнянні з зарубіжними аналогами має більшу чутливість та точність, а також є на порядок дешевшим. Проведено оцінку похибки вимірювання зазора, зумовленої кривизною полюса ротора. Виготовлено експериментальні зразки вимірювача, які будуть встановлені на капсу- льних гідрогенераторах типу СГК 538/160-70М Київської ГЕС. Розроблено моделі та методики розрахунків параметрів дефектів гідрогенератора з вико- ристанням виміряних значень зазора ємнісними датчиками, розміщеними на розточенні статора, а саме: ексцентриситету ротора, еліпсності розточення статора [20] та перекосу ротора [22]. Запропоновано трикоординатний ємнісний датчик [18] для вимірювання зсувів сек- торів активної сталі сердечників у радіальному, тангенціальному та вертикальному напрям- ках стиків суміжних секторів, у якому усунуті недоліки тензометричного пристрою, що ви- користовувався раніше. Цей датчик значно простіший і має у 3…5 разів вищу точність. Оде- ржано аналітичні формули для вибору оптимальних геометричних розмірів складових частин датчика по кожній координаті та формули для розрахунку електричних ємностей. Деякі з розглянутих питань є спільними для турбо- та гідрогенераторів, зокрема конт- роль щільності пресування осердя. Результати досліджень будуть використані при розробці контрольно-вимірювальних приладів для систем моніторингу та діагностики гідрогенераторів електростанцій Дніпровсь- кого та Дністровського каскадів «Укргідроенерго», зокрема для гідрогенераторів типу СГК 538/160-70М Київської ГЕС. Роботи в галузі застосування лазерних далекомірних систем проводились у напрям- ках розширення частотного діапазону та покращення їх метрологічних характеристик [3, 10]. У результаті проведених досліджень за вказаними напрямками отримано наступні результати. Розроблено структурну схему електронної частини лазерного вимірювача параметрів вібрацій з розширеним частотним діапазоном (до 1000 Гц). Робота схеми грунтується на ана- лого-цифровому перетворенні Гільберта. Для підвищення розрізнювальної здатності вимі- рювання амплітуд вібрацій використано "підшумлення" вхідного сигналу аналого-цифрового перетворювача (АЦП). Згідно з принципом побудови цифрових фазово-частотних вимірювальних систем для визначення відстаней (переміщень) розроблено структурну схему такої системи [9]. У цьому приладі в якості модуляційних напруг використані регульовані цифрові синтезатори частот, вихідна частота яких змінюється сформованим мікропроцесорною системою кодом. Враховуючи перспективність застосування лазерних вимірювачів переміщень і вібра- цій при побудові систем технічної діагностики об’єктів енергетичного машинобудування, виконано розрахунок енергетичних характеристик світловолоконних датчиків для передачі та прийому оптичного випромінювання [8]. Крім того, розроблено і обґрунтовано структурну схему такого приладу, зроблено оцінку характеристики перетворення вимірювального при- строю в діапазоні 5...20 мм [11]. Застосування розробленої оптичної калібровки приладу дає змогу використовувати світлові волокна досить великої довжини (десятки метрів). Це зумов- лює одну з основних переваг запропонованого технічного рішення – на результат вимірювання переміщень практично не впливають електричні і магнітні поля досліджуваного об’єкта. Результати теоретичних досліджень з наведеної тематики планується використати для удосконалення технічних характеристик оптичного вимірювача висоти нижньої границі хмар "Промінь". Одним із результатів виконання науково-дослідної теми „Дозатор” [26] є розробка принципів побудови, структурних схем та алгоритмів функціонування системи дозування рідинних радіофармацевтичних препаратів (РФП), яка забезпечує повну автоматизацію процесу розливу цих препаратів [14]. Найскладнішим вузлом у процесі створення цієї систе- ми виявився власне дозатор готового продукту в флакони зберігання та транспортування. Складність його розробки обумовлена наступними факторами. Специфічні властивості дозованої рідини: радіоактивність препарату, вимоги високої чистоти та стерильності, що значно звужують коло можливих сенсорів рівня, виключаючи такі, як оптичні, контактні поплавкові. У процесі закачування РФП у дозатор існує висока ймовірність попадання повітря, неврахування об’єму якого може вносити суттєву похибку в результат дозування РФП. Радіоактивність препарату не дозволяє розмістити високоінтегральну електроніку з пам’яттю безпосередньо біля ємностей з РФП, тому треба забезпечити дистанційність вимі- рювання доз та керування механічними пристроями системи. За основу було прийнято схему циліндричного поршневого об’ємного дозатора з при- водом поршня від крокового електродвигуна. Такий спосіб визначення об’єму дозування широко застосовується в шприцевих дозаторах лікарських препаратів – інфузоматів, але в цьому випадку слід було вирішувати проблему автоматичного визначення об’єму РФП, який вводиться в дозувальний циліндр перед дозуванням у флакон. Для вирішення цієї задачі бу- ли застосовані ємнісні сенсори рівня рідини. Основні результати та висновки цієї роботи можна сформулювати наступним чином: 1. Запропоновано варіаційний принцип контролю інформативних параметрів ємнісних сенсорів, що полягає у цілеспрямованій зміні параметрів вимірювального кола для фіксації моменту переходу контрольованої величини через задані значення. Реалізовані за цим прин- ципом контрольні пристрої поєднують простоту незрівноважених мостових кіл з точністю, чутливістю та завадостійкістю зрівноважених. 2. Запропонований принцип паралельного з’єднання сенсорів на об’єкті контролю ра- зом з автоматичною корекцією технологічних похибок дав змогу не тільки мінімізувати чис- ло з’єднувальних ліній, але й усунути вплив технологічного розкиду на складову похибки вимірювань, що залежить від чутливості сенсора. 3. Розроблено загальну структуру та структурні схеми окремих функціональних бло- ків автоматизованої системи дозування рідинних радіоактивних препаратів, яка забезпечує високу точність дозування, високий ступінь захисту персоналу від радіоактивного опромі- нення та автоматизацію оформлення необхідної документації. Виготовлено та випробувано окремі вузли системи. 4. Розроблено алгоритм функціонування, структурні та принципові схеми, а також програмне забезпечення контрольно-вимірювального блока анестезіологічного шприцевого дозатора – інфузомату, який забезпечує сталу швидкість інфузій при її низьких та інфранизь- ких значеннях. Результати впроваджені в дослідному зразку інфузомату, який проходить клінічні дослідження. Дослідний зразок дозатора РФП пройшов лабораторні випробування та переданий для використання в Інститут ядерних досліджень НАН України. Одержані в процесі виконання роботи результати використовуються при розробці крокових контролерів для трубопроводів АЕС. Вимірювання концентрацій різних речовин у розчинах є важливим завданням в ба- гатьох галузях промисловості, при біомедичних дослідженнях, при контролі стану навколи- шнього середовища. Перспективним шляхом розв’язання цього завдання є розвиток біосен- сорних систем. Для реалізації таких систем використовуються різні електрохімічні методи, серед яких найбільше розповсюдження отримали методи амперметрії та кондуктометрії. Суть першого з цих методів полягає у реєстрації струму, що протікає через розчин при конт- рольованій напрузі між зануреними в розчин електродами. Кондуктометричний метод ґрун- тується на визначенні питомої електропровідності розчинів. У ході досліджень, проведених у рамках виконання комплексної науково-технічної програми НАН України "Сенсорні системи для медико-екологічних та промислово- технологічних потреб", були розроблені портативні чотириканальні амперметричний і кон- дуктометичний апаратно-програмні комплекси, основою яких є уніфікований базовий вимі- рювально-керуючий модуль і базова програма верхнього рівня. Ця програма забезпечує управління процесом вимірювання, одержання, накопичення, обробку й графічне подання результатів вимірювань. При цьому були вирішені завдання з оптимізації структури та алго- ритмів функціонування базових засобів, що дозволяють швидко розробляти й налагоджувати виробництво різноманітної за призначенням і недорогої вимірювальної апаратури. Розроблений базовий модуль [24–26] виконує основні функції, що властиві широкому класу вимірювальної апаратури: формує напругу живлення електронних вузлів, перетворює у цифрову форму вхідні інформативні сигнали, виробляє аналогові і логічні сигнали управ- ління вимірювальними перетворювачами. Для амперметричної системи розроблений та експериментально перевірений простий, досить точний і високочутливий потенціостат, що оптимально поєднується з базовими апа- ратно-програмними засобами. Розроблено додаткові до базових програмні засоби верхнього рівня, що забезпечують керування амперметричним комплексом, реєстрацію й необхідну форму подання результатів вимірювань. За своїми характеристиками (функціональні можли- вості, чутливість, швидкодія) розроблений комплекс відповідає сучасним зразкам аналогіч- них приладів закордонного виробництва (наприклад, фірми PalmSens, Голландія). Його се- рійне виготовлення може бути налагоджене при невеликих витратах, а ціна може бути в 2–3 рази нижчою, від імпортних аналогів при високій рентабельності виробництва. У кондуктометричних біосенсорних системах використовують планарні тонкоплівкові диференціальні кондуктометричні перетворювачі (КП) з малими розмірами й низькою варті- стю. Вихідний сигнал КП має комплексний характер, обумовлений інформативним парамет- ром – активною провідністю і неінформативними складовими – реактивними опорами при- електродної та міжелектродної ємностей [5, 6]. У ході роботи проаналізовано характер впливу неінформативної реактивної складової імпедансу диференціального КП на функцію перетворення мостового кола. Так, у роботі [28] було показано, що чутливість моста (відношення приросту вихідного сигналу моста до зміни активної електропровідності, що його викликала) при фіксованій напрузі живлення моста залежить від співвідношення активної та реактивної складових імпедансу (тангенса фазового кута) КП. Запропоновано нові способи й засоби перетворення параметрів імпедансу дифере- нціального КП, які забезпечують необхідний рівень інваріантості коефіцієнта перетворення вимірювального кола до неінформативних параметрів його елементів [4]. Ці технічні рішен- ня базуються на компенсації впливу реактивної складової імпедансу КП та на зрівноваженні мостового кола з диференційним перетворювачем за спеціальними алгоритмами. У результаті роботи реалізований портативний, недорогий і серійно придатний чоти- риканальний біосенсорний аналізатор вмісту сахаридів для застосування в харчовій промис- ловості й суміжних галузях [25]. До його складу входять згаданий вище базовий модуль та модуль вторинних перетворювачів на основі нових способів вимірювань. Автоматичне управління аналізатором, комплексна обробка, накопичення і графічне подання результатів вимірювання виконує персональний комп’ютер за допомогою програмного забезпечення верхнього рівня, що, як і в амперметричному комплексі, складається з двох частин. Перша з них – основне (базове) програмне забезпечення – є уніфікованою частиною, що може бути використана для реалізації функцій, спільних для досить широкого класу багатоканальних вимірювальних систем. Друга частина реалізує індивідуальні особливості вимірювального комплексу, що вирішує конкретне завдання. Розроблені амперметричний і кондуктометричний апаратно-програмні комплекси пройшли апробацію в Інституті молекулярної біології й генетики НАН України. Крім розглянутих на основі базових апаратно-програмних засобів у рамках згаданої комплексної програми були створені біосенсорний комплекс з ємнісним вимірювальним пе- ретворювачем для реєстрації малих змін діелектричної проникності імпрегнованих мембран [12, 13], апробований в Інституті колоїдної хімії та хімії води НАН України, і портативний реєстратор рівня біолюмінесценції для Інституту біохімії НАН України. У створенні та дослідженні апаратно-програмних засобів вимірювання і їхнього мет- рологічного забезпечення для енергетики та інших галузей промисловості брали участь Бра- гінець І.О., Василенко О.Д., Кононенко О.Г., Масюренко Ю.О., Міхаль О.О., Мелещук Д.В., Левицький А.С., Неболюбов Є.О., Архіпова Л.В., Балящук Л.І., Зайцев Є.О., Курсін С.М., Ламеко О.Л., Палій О.П., Рубанчук М.П., Семеничева Л.М., Скрипченко І.О. 1. Анохін Ю.Л., Ісаєв В.В., Мелещук Д.В., Кікало В.М., Копшин В.В., Носко С.М., Сурду М.М. Вторинний еталон одиниці коефіцієнта масштабного перетворення сили змінного струму // Тр.VІ Міжнар. наук.- техн. конф. "Метрологія та вимірювальна техніка" (Метрологія – 2008). – Харків: ННЦ "Інститут метрології ", 2008 (14–16 жовтня). 2. Борщов П.І., Бєляєв В.К., Ободовський В.Д. Автоматичний контроль характеристик ізоляції високово- льтного обладнання // Електропанорама. – 2008. – № 11. – C. 66–67. 3. Брагинец И.А., Зайцев Е.А., Кононенко А.Г., Масюренко Ю.А., Ниженский А.Д. Импульсно-фазовый изме- рительный преобразователь для лазерных дальномеров // Техн. електродинаміка. – 2008. – №3. – С.74–79. 4. Гребеньков И.Н., Михаль А.А. Метод вычитания импедансов для компенсации неинформативных параме- тров кондуктометрических биосенсорных преобразователей // Техн. електродинаміка. Темат. вип. “Про- блеми сучасної електротехніки”. – 2008. – Ч. 5. – С. 117–120. 5. Гребеньков И.Н., Михаль А.А., Рубанчук М.П. Оценка влияния приэлектродных процессов на коэффи- циент преобразования кондуктометрических биосенсоров // Техн. електродинаміка. Темат. вип. “Про- блеми сучасної електротехніки”. – 2008. – Ч. 5. – С. 113–116. 6. Гребеньков И.Н., Михаль А.А., Рубанчук М.П. Оценка влияния приэлектродных процессов на коэффици- ент преобразования кондуктометрических биосенсоров // Тез. доп. 3-ї міжнар. наук.-техн. конф. "Сенсор- на електроніка та мікросистемні технології" (СЕМСТ–3), Одеса, Нац. ун-т ім. І.І. Мечнікова. – 2008. – С. 57. 7. Гриневич Ф.Б., Монастирський З.Я., Кромпляс Б.А., Левицький А.С. та інш. Звіт про науково-дослідну роботу "Інтелектуальні контрольно-вимірювальні засоби для систем автоматизованого прецизійного дозування рідин в енергетиці та медицині " ("Дозатор") (заключний) – К., 2008. – 176 с. 8. Зайцев Е.А., Кононенко А.Г., Масюренко Ю.А., Ниженский А.Д. Лазерный волоконно-оптический измери- тель зазоров в гидрогенераторах // Техн. електродинаміка. – 2008. – №2. – С. 51–58. 9. Зайцев Е.А., Кононенко А.Г., Масюренко Ю.А., Ниженский А.Д. Применение фазово-частотного метода для систем оптической локации // Техн. електродинаміка. Темат. вип. – 2008. – Ч. 4. – С. 64–67. 10. Зайцев Е.А., Кононенко А.Г., Масюренко Ю.А., Ниженский А.Д., Латенко В.И., Орнатский И.А. Осо- бенности применения фазово-частотного метода в лазерной дальнометрии // Техн. електродинаміка. – 2008. – № 6. – С.65–70. 11. Кононенко А.Г., Масюренко Ю.А., Ниженский А.Д. Аналіз методів побудови лазерних вимірювачів від- стані, переміщень і вібрацій з підвищеними метрологічними характеристиками // Пр. Ін-ту електроди- наміки НАНУ: Зб. наук. пр. – К.: ІЕД НАНУ. – 2008. – Вип. 20. – С. 78–79. 12. Кочкодан В.М., Василенко О.Д., Мельник В.Г., Михаль О.О., Гончарук В.В. Розробка сенсорних систем на основі імпрегованих мембран для екологічного моніторингу ендокринних дисрегуляторів // Тр. 9-й междунар. науч.-практ. конф. «Современные информационные и электронные технологии» (СИЭТ- 2008). 19-23 мая 2008 г., Одесса. – Т. 2. – С. 220. 13. Кочкодан В.М., Василенко О.Д., Мельник В.Г., Михаль О.О., Гончарук В.В. Сенсорний датчик на основі композиційних імпрегованих мембран для експресного визначення ендокринних токсикантів у воді // Наукові записки. – К.: Видавничий дім "Києво-Могилянська академія", Хімічні науки і технології . – 2008. – Т. 79. – С.14–18. 14. Кромпляс Б.А., Монастирський З.Я., Скрипченко І.О., Шевель В.М., Левченко В.П., Давиденко В.В. Сис- тема прецизійного дозування рідинних радіоактивних препаратів // Техн. електродинаміка. Темат. вип. „Проблеми сучасної електротехніки”. – 2008. – Ч. 3. – С. 129–132. 15. Левицкий А.С. Измерение некоторых диагностических параметров гидрогенераторов с помощью емкост- ных датчиков // Пр. Ін-ту електродинаміки НАНУ: Зб. наук. пр. – К.: ІЕД НАНУ.– 2008. – Вип. 19. – С. 73–75. 16. Левицкий А.С., Балящук Л.И. Расчет электрической емкости конденсаторов с планарными электродами // Техн. електродинаміка. – 2008. – № 1. – С. 65–70. 17. Левицкий А.С., Новик А.И. Емкостный датчик измерителя величины воздушного зазора в гидрогенера- торах // Техн. електродинаміка. – 2008. – № 2. – С. 55–61. 18. Левицький А.С., Архіпова Л.В. Ємнісний датчик для контролю стиків активної сталі статора гідрогене- раторів // Гідроенергетика України. – 2008. – №4. – С. 8–11. 19. Левицький А.С., Новік А.І., Федоренко Г.М., Кобзар К.О., Шофул А.К. Ємнісний датчик контролю сту- пеня розпушування крайніх пакетів зубцевої зони осердя турбо-та гідрогенераторів // Гідроенергетика України. – 2008. – №2. – С. 22–25. 20. Левицький А.С., Федоренко Г.М. Визначення параметрів дефектів повітряного зазору в гідрогенерато- рах за даними датчиків, розміщених на статорі // Гідроенергетика України. –2008. – № 1. – С. 30–33. 21. Левицький А.С., Федоренко Г.М. Двопараметровий датчик для контролю стану пресування осердя тур- бо- та гідрогенераторів // Гідроенергетика України. – 2008. – № 1. – С. 41–45. 22. Левицький А.С., Федоренко Г.М., Архіпова Л.В. Визначення параметрів перекосу ротора в потужних гі- дрогенераторах // Гідроенергетика України. – 2008. – №3. – С. 31–34. 23. Мелещук Д.В., Сурду М.Н., Кикало В.Н. Применение принципа дуальности при определении метроло- гических характеристик трансформаторов тока // Техн. електродинаміка. – 2008. – № 6. – С. 73–77. 24. Мельник В.Г. Разработка унифицированных импедансометрических средств для сенсорних систем // Пр. Ін-ту електродинаміки НАН України: Зб. наук. пр. – К.: ІЕД НАНУ. – 2008. – Вип. 20. – С. 82. 25. Мельник В.Г., Василенко А.Д. Импедансометрические измерительные преобразователи для биосенсор- ных систем "ЭКиС" // Электронные компоненты и системы. – 2008. – № 11. – С. 27–29. 26. Мельник В.Г., Василенко А.Д. Унифицированные аппаратные средства импедансометрических сенсор- ных систем // Тез. доп. 3-ї міжнар. наук.-техн. конф. "Сенсорна електроніка та мікросистемні техноло- гії" (СЕМСТ – 3), Одеса: Нац. ун-т ім. І.І. Мечнікова. – 2008. – С. 133. 27. Мельник В.Г., Пєшкова В.М., Солдаткін О.О., Михаль О.О., Дзядевич С.В. Застосування кондуктомет- ричного ферментного біосенсора для визначення концентрації глюкози та сахарози у мелясі // Наук.- практ. семінар студентів, аспірантів і молодих учених «Прикладні аспекти електрохімічного аналізу», Львів, Україна, 9-10 жовтня 2008 р. – С. 24. 28. Мельник В.Г., Рубанчук М.П., Михаль А.А. Измерительные цепи для кондуктометрических преобразова- телей с дифференциальными двухэлектродными датчиками // Техн. електродинаміка. – 2008. – №2. – С. 58–64. 29. Монастирський З.Я., Кромпляс Б.А. Принцип вибіркової компенсації зовнішніх імітансів у мостових вимірювальних колах // Техн. електродинаміка. – 2008. – № 3. – С. 71–74. 30. Новик А.И. Перспективы использования преобразователей с емкостными датчиками для измерения ди- агностических параметров в энергомашинах // Пр. Ін-ту електродинаміки НАН України: Зб. наук. пр. – К.: ІЕД НАНУ. – 2008. – Вип. 20. – С. 76–77. 31. Сурду М.Н., Ахмадов А.А.-Б., Ахмадов С.А., Курсин С.В., Ламеко А.Л., Мухаровский М.Я. Прецизион- ный компаратор для воспроизведения единицы индуктивности и передачи её размера в диапазоне зна- чений // Український метрологічний журнал. – 2008. – № 4. – С. 14–22. 32. Сурду М.Н., Ахмадов А.А.-Б., Ахмадов С.А., Ламеко А.Л, Мухаровский М.Я. Оптимизация путей воспро- изведения единицы индуктивности по единицам емкости и частоты или единицам сопротивления и частоты // Тр. VІ-ї міжнар. наук.-техн. конф. "Метрологія та вимірювальна техніка" (Метрологія – 2008). – Харків: ННЦ "Інститут метрології", 2008 (14 – 16 жовтня). 33. Сурду М.Н., Ламеко А.Л., Гаврилкин В.Г. Пути повышения точности воспроизведения единицы электроли- тической проводимости растворов // Мат. III-ї міжнар. наук.-практ. конф. – ХІММЕТ-3-2008. – С. 35–39. 34. Таранов С.Г., Мазманян Р.О. Гиратор в SPICE-моделях гальваномагнитных преобразователей Холла // Техн. електродинаміка. – 2008. – №1. 35. Заявка 2007 12431, МПК G01B 7/14 , G01R 27/26: Спосіб вимірювання повітряного зазору між ротором і статором в гідрогенераторі та пристрій для його реалізації // С.І. Поташник, К.В. Вощинський, О.П. Грубой, А.С. Левицький, Є.Ю. Неболюбов, А.І. Новік, Г.М. Федоренко, А.К. Шофул; Заявлено 09.11.2007. Рішення про видачу патенту України 25.02.2009 р. 36. Surdu M.N, Lameko A.L, Mukharovsky M.J., Gavrilkin V.G. Impruving of the relative conduktivity measure- ment tracebility to primary standards of resistance, length and temperature // Digest of 2008 Conference on Precision Electromagnetic Measurement. – Broomfield, USA, 2008. – P. 334–335. 37. Surdu M.N., Ornatsky O.A., Mukharovsky M.J., Melestuk D.V., Kopshyn V.V., Kikalo V.N. Precise measuring system for traceability of high current transformer standards // Digest of 2008 Conference on Precision Elec- tromagnetic Measurement. – Broomfield, USA, 2008. – P. 544–545.
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-63702
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	1727-9895
language	Ukrainian
last_indexed	2025-12-07T15:43:14Z
publishDate	2009
publisher	Інститут електродинаміки НАН України
record_format	dspace
spelling	Гриневич, Ф.Б. Монастирський, З.Я. Новік, А.І. Ніженський, А.Д. Сурду, М.М. Борщов, П.І. Кромпляс, Б.А. Мазманян, Р.О. Мельник, В.Г. 2014-06-05T13:29:49Z 2014-06-05T13:29:49Z 2009 Апаратно-програмні засоби вимірювання електричних та неелектричних величин і їх метрологічне забезпечення / Ф.Б. Гриневич, З.Я. Монастирський, А.І. Новік, А.Д. Ніженський, М.М. Сурду, П.І. Борщов, Б.А. Кромпляс, Р.О. Мазманян, В.Г Мельник // Праці Інституту електродинаміки Національної академії наук України: Зб. наук. пр. — К.: ІЕД НАНУ, 2009. — Вип 23. — С. 39-47. — Бібліогр.: 37 назв. — укр. 1727-9895 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/63702 621.317 Розглянуто основні наукові та практичні результати роботи відділу електричних і магнітних вимірювань у 2008 році. Рассмотрены основные научные и практические результаты работы отдела электрических и магнитных измерений в 2008 году. uk Інститут електродинаміки НАН України Праці Інституту електродинаміки НАН України № 5. Відділ електричних і магнітних вимірювань Апаратно-програмні засоби вимірювання електричних та неелектричних величин і їх метрологічне забезпечення Article published earlier
spellingShingle	Апаратно-програмні засоби вимірювання електричних та неелектричних величин і їх метрологічне забезпечення Гриневич, Ф.Б. Монастирський, З.Я. Новік, А.І. Ніженський, А.Д. Сурду, М.М. Борщов, П.І. Кромпляс, Б.А. Мазманян, Р.О. Мельник, В.Г. № 5. Відділ електричних і магнітних вимірювань
title	Апаратно-програмні засоби вимірювання електричних та неелектричних величин і їх метрологічне забезпечення
title_full	Апаратно-програмні засоби вимірювання електричних та неелектричних величин і їх метрологічне забезпечення
title_fullStr	Апаратно-програмні засоби вимірювання електричних та неелектричних величин і їх метрологічне забезпечення
title_full_unstemmed	Апаратно-програмні засоби вимірювання електричних та неелектричних величин і їх метрологічне забезпечення
title_short	Апаратно-програмні засоби вимірювання електричних та неелектричних величин і їх метрологічне забезпечення
title_sort	апаратно-програмні засоби вимірювання електричних та неелектричних величин і їх метрологічне забезпечення
topic	№ 5. Відділ електричних і магнітних вимірювань
topic_facet	№ 5. Відділ електричних і магнітних вимірювань
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/63702
work_keys_str_mv	AT grinevičfb aparatnoprogramnízasobivimírûvannâelektričnihtaneelektričnihveličinííhmetrologíčnezabezpečennâ AT monastirsʹkiizâ aparatnoprogramnízasobivimírûvannâelektričnihtaneelektričnihveličinííhmetrologíčnezabezpečennâ AT novíkaí aparatnoprogramnízasobivimírûvannâelektričnihtaneelektričnihveličinííhmetrologíčnezabezpečennâ AT nížensʹkiiad aparatnoprogramnízasobivimírûvannâelektričnihtaneelektričnihveličinííhmetrologíčnezabezpečennâ AT surdumm aparatnoprogramnízasobivimírûvannâelektričnihtaneelektričnihveličinííhmetrologíčnezabezpečennâ AT borŝovpí aparatnoprogramnízasobivimírûvannâelektričnihtaneelektričnihveličinííhmetrologíčnezabezpečennâ AT kromplâsba aparatnoprogramnízasobivimírûvannâelektričnihtaneelektričnihveličinííhmetrologíčnezabezpečennâ AT mazmanânro aparatnoprogramnízasobivimírûvannâelektričnihtaneelektričnihveličinííhmetrologíčnezabezpečennâ AT melʹnikvg aparatnoprogramnízasobivimírûvannâelektričnihtaneelektričnihveličinííhmetrologíčnezabezpečennâ

Апаратно-програмні засоби вимірювання електричних та неелектричних величин і їх метрологічне забезпечення

Institution

Similar Items