ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ОБЧИСЛЮВАЛЬНИХ КОМПОНЕНТІВ
НА ПОХИБКИ РЕЗУЛЬТАТІВ ВИМІРЮВАНЬ
IMPACT OF COMPUTING COMPONENTS ON MEASUREMENT ERRORS

Кричевець О. М., канд. техн. наук, ст. наук. співр.,
Державне підприємство “Науково-дослідний інститут метрології вимірювальних
і управляючих систем”, м. Львів, Україна;
e-mail: amkrich@gmail.com

Krichevets O.
State Enterprise “Research Institute of Metrology of Measuring and Control Systems”, Lviv, Ukraine;
e-mail: amkrich@gmail.com
https://doi.org/10.23939/istcmtm2018.04.012

Анотація. Наведено результати досліджень поведінки функцій перетворення похибок вхідних даних для різних типів обчислювальних компонентів вимірювальних систем з метою використання їх узагальнених моделей, розроблених на основі теорії кінцевих автоматів. Показано, що залежно від виду і значення функції перетворення похибок вхідних даних (метрологічного стану обчислювальних компонентів) похибки результатів вимірювань вимірювальними каналами систем мають детермінований характер змін як у статичному, так і в динамічному режимах функціонування обчислювальних каналів. Визначено основні залежності похибок результатів вимірювань від похибок вхідних даних і від типів функцій перетворення вхідних даних, наведено результати їх розрахунку.
Ключові слова: вимірювальна система, кінцевий автомат, метрологічний стан, обчислювальний компонент, функція перетворення похибок вхідних даних.

Abstract. In this paper the results of researches of errors transformation functions of input data for various types of computing components of measuring systems are developed on the basis of the theory of finite automata. Depending on the type and value of the error transformation function of the input data or on the metrological state of the computing components, the errors of the measuring channels of the complex systems are inherent in the deterministic character of the changes both in the static and in the dynamic operation modes of the mentioned components. The major dependencies of the measurement results errors on the input data errors and on the types of the input data conversion functions are determined, and the results of their computation are presented.
For iterative procedures, the error of input data does not affect the final result of measurement and its accuracy. Measurement error depends on the number of iterations and decreases with its raise. Significantly interesting is the behavior of the errors transformation function for input data. First, its values depend on the number of iterations, and secondly, mainly reducing the errors of the input data from the number of iterations. For chains of a sequential structure, it can be concluded the linear dependence of the measurement error on the error of the input data. The results of the studies of the parallel structure of the computing components indicate an ability to invert the error sign of the input data.
Research of the circuits with the cyclic structure envisages that the similar dependence of the measurement errors on the errors of the input data; the behavior of transformation function is characteristic for the above mentioned types of the computing components, concerning the iterative procedures. The difference consists in the next. Computing components of the cyclic structure implement the so-called "spatial" iteration in contrast to the temporal, characteristic for such the components of the other structures.
Key words: Measuring system, Automatic machine, Metrological unit, Computing component, Transformation function of the errors of input data.

Література – 5.

ОПЕРАТИВНИЙ КОНТРОЛЬ ЯКОСТІ ОВОЧІВ
ЗА ЕЛЕКТРИЧНИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ
OPERATIVE CONTROL OF QUALITY OF VEGETABLES
BY ELECTRICAL CHARACTERISTICS
Мідик І.-М. В., аспірант,
Національний університет «Львівська політехніка», Україна; e-mail: ovl2407@ukr.net ;
Лиса О. В., канд. техн. наук, доц.,
Львівський національний аграрний університет, Україна, e-mail: olal31194@gmail.com.

Ihor Midyk, PhD student
Lviv Polytechnic National University, Ukraine; E-mail: ovl2407@ukr.net;
Olha Lysa, PhD, As.-Prof.,
Lviv National Agrarian University;Ukraine; E-mail: olal31194@gmail.com
https://doi.org/10.23939/istcmtm2018.04.017
Анотація. У роботі досліджено електричні характеристики овочевих соків для контролю вмісту у них важких металів. Контроль показників якості овочевого соку щодо його забруднення важкими металами здійснено імітансним методом. Для цього створено експериментальну установку, до складу якої входить ємнісний перетворювач (кондуктометрична комірка, заповнена досліджуваною рідиною – овочевим соком з різними добавками), RLС-метр, блок опрацювання результатів та керування. Сукупність результатів дослідження вмісту домішок методом вивчення активної та реактивної складових електропровідності на різних частотах показує, що для виявлення вмісту йонів міді (цинку), що суттєво перевищують гранично допустимі концентрації, необхідно і достатньо проведення простих досліджень активної компоненти електропровідності. Чутливішими до частотних проявів виявились дослідження соків на частоті 1000 Гц. Для виявлення вмісту йонів важких металів, що перевищують гранично допустимі концентрації, необхідно використовувати реактивну компоненту електропровідності.
Ключові слова: електропровідність, імітанс, кондуктометрична комірка, активна складова, реактивна складова.
Abstract. Vegetables’ pollution by mercury, copper, zinc and arsenic concerning the EU standards is not permitted, whereas in Ukraine it has to be within the limits of permissible concentrations. The urgent task is to develop an express method for controlling the concentrations of heavy metals in vegetable production. We have investigated the electrical characteristics of vegetable juices aiming the operative control of heavy metals concentrations in them. The studies were conducted with help of the immitance method. For this purpose, an experimental installation was created; it consists of the capacitive transducer
(a conductivity cell filled with investigated fluid – vegetable juice with various additives), an RLC-meter, a unit for processing results and control (computer). RLC-meter in asynchronous mode sends a test signal of sinusoidal form to a capacitive transducer. In response to the test signal on the RLS-meter, the characteristics of the studied liquid are received.
For the samples of carrot juice with different contamination of copper and sodium ions we can admit the smoothness of the change in the active component of electrical conductivity on the frequency of the test signal indicating the absence of frequency-expressed effects and emphasizing its ionic nature. The reactive component changes inversely proportional correlating to the content of impurities.
The main result of current study with help of electrical conductivity method (active and reactive components) at different frequencies can be reduced to the next. To detect the copper (zinc) at the concentration that essentially exceeds the permissible, is enough to fulfill rather simple studies of electrical conductivity active component.
Key words: Electrical conductivity, Immittance, Conductometric cell, Active component, Reactive component.

Література – 7.

МЕТРОЛОГІЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ МОНІТОРИНГУ
З ВИКОРИСТАННЯМ БЕЗПІЛОТНИХ ЛІТАЛЬНИХ АПАРАТІВ
METROLOGICAL MONITORING SUPPORT WITH THE USE
OF THE UNMANNED AERIAL VEHICLES
Микийчук М. М., д-р техн. наук, проф., Зіганшин Н. С., аспірант
Національний університет «Львівська політехніка», Україна; e-mail:natalia1994128@gmail.com

M. Mykyychuk, Dr. Sc., Prof., N. Zihanshyn, PhD student
Lviv Polytechnic National University, Ukraine; e-mail:natalia1994128@gmail.com
https://doi.org/10.23939/istcmtm2018.04.047
Анотація. Використання сучасних технологій для стандартизації робіт, пов’язаних із моніторингом навко¬лишнього середовища, технологічних процесів, міських та сільських інфраструктур, потребує цілої системи метро¬логічного нагляду. За допомогою відповідного електронного обладнання можна визначити рівень забруднення атмосфери і проводити наукові дослідження. Аеромоніторинг здійснюють спеціалісти, керуючи дронами на висоті до 500 метрів і в радіусі до півтора кілометра. Точність результатів забезпечується передовими технологіями проведення метеорологічних вимірювань. Для використання дронів під час проведення діагностики необхідно вирішити низку технічних завдань з методології використання такого обладнання та завдань функціонування дронів, а саме: визначити висоти отримання зображень, номінальний діапазон швидкостей переміщення дронів для отримання зображення, номінальні кути одержання зображення рослинних насаджень, час експозиції зображення, величину корекції експозиції зображення.
У роботі розглянуто історію виникнення, правові аспекти використання, основні види безпілотних літальних апаратів та ознаки, за якими їх класифікують, їхнє апаратне та програмне забезпечення; здійснено огляд продукції виробників БПЛА; проаналізовано структуру безпілотної авіаційної системи, тенденції її розвитку та функції її окремих вузлів; висвітлено основні проблеми забезпечення надійності роботи каналів зв’язку та гарантування безпеки польотів із використанням віртуальної системи контролю. На основі проведеного аналізу запропоновано заходи щодо метрологічного забезпечення безпілотних літальних апаратів та рекомендації щодо проведення відео- та фотознімання із використанням навігаційного обладнання.
Ключові слова: класифікація, безпілотні літальні апарати, метрологічне забезпечення.

Ключові слова: The use of state-of-the-art technologies for the standardization of work related to environmental monitoring, technological processes, urban and rural infrastructures requires an entire system of metrological supervision. The drone is an unmanned aerial vehicle. The purpose of such systems of autonomous action, intended for flight and their performance of some operations can be potentially dangerous to humans. With the use of appropriate electronic equipment one can determine the level of air pollution and conduct the research. Aero monitoring is carried out by specialists, managing drones at an altitude of up to 500 meters and within a radius of one and a half kilometers. The precision of the results is provided by the advanced technologies of meteorological measurements. To use drones during diagnostics, it is necessary to solve technical problems related to the methodology of this equipment application as well as the drones application These are the determination and setting the height of obtaining images, the nominal range of moving speeds of drones for obtaining images, the nominal angles of obtaining images of plantations, the time of exposure of the image, the magnitude of image exposure correction.
This paper examines the history of creation, the legal aspects of use, the main types of unmanned aerial vehicles and their classification characteristics, their hardware and software, and an overview of the unmanned aerial vehicles manufacturers. The structure of the unmanned aviation system, the functions of its individual units and development trends are also analyzed. The main problems of ensuring the communication channels reliability and ensuring flight safety using the control system virtualization are set out. Based on the conducted analysis it is proposed to provide metrological support for unmanned aerial vehicles and recommendations for video and photography using navigation equipment.
Key words: Classification, Unmanned Aerial Vehicles, Metrological Support.

Література – 6.

ВІРТУАЛЬНА МІРА ВОДООЧИЩЕННЯ ТА ОЦІНКА РИЗИКІВ ВИНИКНЕННЯ НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЙ
VIRTUAL MEASURE OF WATER PURIFICATION AND RISKS ASSESSMENT
OF EMERGENCY SITUATIONS
Штепа В. М., канд. техн. наук, доц.
Київський національний університет технологій та дизайну, Україна
e-mail: shns1981@gmail.com
Каплун В. В., д-р техн. наук, проф.
Київський національний університет технологій та дизайну, Україна

Volodymyr Shtepa, PhD, As.-Prof.
Kyiv National University of Technology and Design, Ukraine; e-mail: shns1981@gmail.com
Volodymyr Kaplun, Dr. Sc., Prof.
Kyiv National University of Technology and Design, Ukraine
https://doi.org/10.23939/istcmtm2018.04.005
Анотація. За значних об’ємів небезпечного скиду промислових об’єктів неефективність і довготривалість вимірювань, з погляду екологічної безпеки, недопустимі, особливо в умовах нештатних ситуацій. Під час досліджень проаналізовано види ситуацій, які можуть виникнути унаслідок неефективного водоочищення. Створено модель оцінювання ризиків дії відповідних техногенних та природних ситуацій, яка використовує критерій енергоефективності електротехнологічного водоочищення для формування кількісної картини потенційного настання дії надзвичайних ситуацій. Схему системи видалення забруднювачів розглянуто як послідовний технологічний ланцюг різних способів – механічного, біологічного та фізико-хімічного із подальшим напрацюванням технологічних залежностей у результаті застосування віртуальної міри якості у складі блоків фізичного та математичного моделювань. Програмне забезпечення дає змогу адаптувати функціонування віртуальної міри відповідно до критерію енергоефективності на основі моделі техніко-економічних процесів виробництва у вигляді нечіткої когнітивної карти.
Ключові слова: водоочищення, надзвичайна ситуація, віртуальна міра, нормативне забезпечення, електро¬технології.

Abstract. In significant volumes of hazardous industrial discharges, inefficiencies and long-term measurements, in terms of environmental safety, are unacceptable – especially in the context of the potential impact of emergency situations. At the same time, modern means of automatic water measurement are of low accuracy and speed. They allow set quantitative indicators only, including the temperature, pH, flow rate, pressure, concentration of suspended particles, turbidity and total salt content, and a number of other parameters. Within the framework of the current research, the model is developed for assessing the risks of the operation of the respective industrial and natural phenomena. This model considers the energy efficiency criterion of electro-technological water purification to form a quantitative picture of the potential emergence of emergency situations. The basis of model is built on the dependence of the water quality after processing of real industrial waste water from multipurpose objects. Data that meet the requirements of adequacy, with the further development of technological dependencies, is obtained due to creating the virtual measure of electrochemical water purification. The virtual measure consists of physical and mathematical blocks of technological processes simulation. Physical modeling includes electrolysis (pH correction, destruction, electrocoagulation, electro flotation), aeration, hydro-separation, and sorption filtration. Mathematical modeling is based on the filtration of the input signal, the correction of temperature influence by robust systems and the synthesis of the neural network for the formation of water quality dependencies after processing from the regime parameters. The software allows adapting the functioning of the virtual measure according to the criterion of energy efficiency.
The data received in real time allows improve the scientific and technical bases of normative provision of water purification systems, including recommendations for the design of such the systems and further development of technological regulations for multipurpose objects.
Key words: Wastewater treatment, Emergency, Virtual measure, Regulatory support, Electrotechnology.

Література – 5.

ПРО ПОХИБКУ БЕЗКОНТАКТНОГО ВИМІРЮВАННЯ ТЕМПЕРАТУРИ, ЗУМОВЛЕНУ НЕВІДОМИМ ЗНАЧЕННЯМ КОЕФІЦІЄНТА ЧОРНОТИ
ON ACCURACY OF CONTACTLESS TEMPERATURE MEASUREMENT LIMITED BY UNKNOWN EMISSIVITY FACTOR
Яцишин С. П., д-р техн. наук, проф., Гамула П. Р., канд. техн. наук, доц., Мідик А. В., аспірант,
Національний університет «Львівська політехніка», Україна

Svyatoslav Yatsyshyn, Dr. S., Prof., Pavlo Hamula, PhD, As.-Prof., Andriy Midyk, PhD Student
Lviv Polytechnic National University, Ukraine; e-mail: slav.yat@gmail.com

Chunzhi Wang, Dr. Sc., Prof.
Hubei University of Technology, Wuhan, China
https://doi.org/10.23939/istcmtm2018.04.030

Анотація. У роботі вивчаються методи безконтактного вимірювання температури, точність яких обмежується багатьма чинниками, головним з яких вважають коефіцієнт чорноти контрольованої поверхні об’єкта. Саме незнання цього фактора визначає методичну складову похибки вимірювання. Вона притаманна не лише пірометричним засобам, але й тепловізійним, які саме тому належать до якісних засобів вимірювання температури. Вони є основними приладами для проведення енергетичного аудиту будівель та споруд, стандартизації та сертифікації теплотехнічних матеріалів. Завдяки дослідженню розробляється метод визначення коефіцієнта випромінювальної здатності матеріалу, що уможливлює високоточне вимірювання теплових потоків. А це, своєю чергою, дає змогу характеризувати з високою достовірністю теплоізоляційні, будівельні матеріали і створити підстави для встановлення придатності будівельних конструкцій та споруд на відповідність державним і міжнародним стандартам. Крім того, завдяки виконаній роботі можна змінити конструкцію технічних пірометрів, а саме пірометрів випромінювання, у сфері високоточних вимірювань температури у промислових та лабораторних умовах, оскільки визначення коефіцієнта випромінювальної здатності сприяє точному вимірюванню теплових потоків.
Результату досягають за рахунок визначення згаданого коефіцієнта речовини за допомогою повторних вимірювань тієї самої поверхні тіла з цільовою зміною температури чутливого елемента засобу вимірювання, використовуючи незалежне джерело тепла. Це дає змогу підвищити точність вимірювань теплового потоку, випромінюваного будь-яким тілом.
Ключові слова: вимірювання температури, коефіцієнт чорноти випромінюваної поверхні, точність вимірювання, пірометр, тепловізор.

Abstract. The major error of temperature measurements of different objects is due to uncertainty of their emissivity factor value. And vice versa, for correct determination of a true temperature, using conventional temperature means (pyrometers, thermal image cameras), one has to know in advance the emissivity factor of the studied object’s surface or better to set its value in place immediately before a measurement. The latter is proposed by authors to significantly increase the accuracy of temperature measurement. Namely, it needs to change previously the temperature of the sensitive element of a measuring mean and carry out measurements. The similar procedure is performed under the unchanged temperature condition. The difference between temperature readings of the same point of the studied surface gives the possibility to compute an emissivity factor. It improves the measurement accuracy. Derived equations allow fulfilling the specified operation at different temperature differences of the sensitive element.
Key words: Temperature measurement, Emissivity factor, Measurement accuracy, Temperature measurement, Pyrometer, Thermal image camera.

Література – 4.