Комп’ютерне моделювання при дослідженні впливу нормованих величин на точність вимірювання квадратичної функції перетворення

Автор(и)

  • Володимир Юрійович Щербань Київський національний університет технологій та дизайну, Україна https://orcid.org/0000-0002-4274-4425
  • Ганна Олександрівна Корогод Київський національний університет технологій та дизайну, Україна https://orcid.org/0000-0003-1670-3125
  • Оксана Зенонівна Колиско Київський національний університет технологій та дизайну, Україна https://orcid.org/0000-0003-4043-1238
  • Антоніна Петрівна Волівач Київський національний університет технологій та дизайну, Україна https://orcid.org/0000-0002-7119-7774
  • Юрій Юрійович Щербань Державний вищий навчальний заклад «Київський коледж легкої промисловості», Україна https://orcid.org/0000-0001-5024-8387
  • Ганна Володимирівна Щуцька Державний вищий навчальний заклад «Київський коледж легкої промисловості», Україна https://orcid.org/0000-0002-7182-8556

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.254337

Ключові слова:

надлишкові методи, рівняння вимірювань, підвищення точності, нормовані за значенням величини, похибки відтворення величин

Анотація

Проведеними дослідженнями систем рівнянь величин, що описують, відповідно, 5-ть та 6-ть тактів вимірювання, встановлені особливості формування надлишковості. Доведено, що найбільший вплив на результат вимірювання для обох систем має нормована за значенням температура Т1. Крім того, встановлено, що в обох системах підвищення точності відтворення нормованої за значенням температури Т1 (при незмінному значенні похибки відтворення Т2) не призводить до суттєвого покращення результатів. Завдяки цьому можна стверджувати про використання непрецензійних нормованих джерел для відтворення температури Т1. Однак при збільшенні на порядок точності відтворення обох нормованих за значенням температур Т1 та Т2 відбувається підвищення точності вимірювання також на порядок. Комп’ютерним моделюванням підтверджено, що для рівняння надлишкових вимірювань (11) при співвідношенні Т1=Ті(0,0005·Ті+1) на діапазоні (10÷200) °С забезпечується вимірювання з відносною похибкою (0,01÷0,00003) %. При застосуванні рівняння надлишкових вимірювань (13) підвищення точності відбувається до 0,0059 % лише в кінці діапазону. На основі отриманих результатів встановлено, що на точність надлишкових вимірювання чинить вплив вид самого рівняння, а не їх кількість. Обробка результатів за рівняння надлишкових вимірювань, до речі, забезпечує незалежність результату вимірювання від впливу абсолютних значень параметрів функції перетворення, а також їх відхилень від номінальних значень під впливом зовнішніх дестабілізуючих факторів.

Таким чином, є підстави стверджувати про можливість підвищити точність вимірювання в широкому його діапазоні за рахунок дотримання встановленого співвідношення між нормованою і контрольованою величинами

Біографії авторів

Володимир Юрійович Щербань, Київський національний університет технологій та дизайну

Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри

Кафедра комп’ютерних наук

Ганна Олександрівна Корогод, Київський національний університет технологій та дизайну

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра комп'ютерних наук

Оксана Зенонівна Колиско, Київський національний університет технологій та дизайну

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра комп’ютерних наук

Антоніна Петрівна Волівач, Київський національний університет технологій та дизайну

Кандидат технічних наук, старший викладач

Кафедра комп’ютерних наук

Юрій Юрійович Щербань, Державний вищий навчальний заклад «Київський коледж легкої промисловості»

Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри

Кафедра технологій легкої промисловості

Ганна Володимирівна Щуцька, Державний вищий навчальний заклад «Київський коледж легкої промисловості»

Доктор технічних наук, доцент, директор

Кафедра технологій легкої промисловості

Посилання

  1. Shcherban’, V., Kolysko, O., Melnyk, G., Sholudko, M., Shcherban’, Y., Shchutska, G. (2020). Determining tension of yarns when interacting with guides and operative parts of textile machinery having the torus form. Fibres and Textiles, 4, 87–95. Available at: http://vat.ft.tul.cz/2020/4/VaT_2020_4_12.pdf
  2. Shcherban’, V., Melnyk, G., Sholudko, M., Kolysko, O., Kalashnyk, V. (2019). Improvement of structure and technology of manufacture of multilayer technical fabric. Fibres and Textiles, 2, 54–63. Available at: http://vat.ft.tul.cz/2019/2/VaT_2019_2_10.pdf
  3. Shcherban’, V., Makarenko, J., Melnyk, G., Shcherban’, Y., Petko, A., Kirichenko, A. (2019). Effect of the yarn structure on the tension degree when interacting with high-curved guide. Fibres and Textiles, 4, 59–68. Available at: http://vat.ft.tul.cz/2019/4/VaT_2019_4_8.pdf
  4. Shi, B., Feng, S., Zhang, Y., Bai, K., Xiao, Y., Shi, L. et. al. (2019). Junction Temperature Measurement Method for SiC Bipolar Junction Transistor Using Base–Collector Voltage Drop at Low Current. IEEE Transactions on Power Electronics, 34 (10), 10136–10142. doi: https://doi.org/10.1109/tpel.2019.2894346
  5. Zyska, T., Boyko, O., Holyaka, R., Hotra, Z., Fechan, A., Ivanyuk, H. et. al. (2018). Functionally integrated sensors of thermal quantities based on optocoupler. Photonics Applications in Astronomy, Communications, Industry, and High-Energy Physics Experiments 2018. doi: https://doi.org/10.1117/12.2501632
  6. Novosyadlyy, S. P., Lutsky, I. M. (2015). Ways to improve the performance of GaAs-sex Schottky transistors (PTSH) and selective-doped heterotransistors (SLGT) for the formation of modern microwave circuits. Physics and Chemistry of Solid State, 16 (2), 413–419. doi: https://doi.org/10.15330/pcss.16.2.413-419
  7. Hidalgo-López, J. A., Fernández-Ramos, R., Romero-Sánchez, J., Martín-Canales, J. F., Ríos-Gómez, F. J. (2018). Improving Accuracy in the Readout of Resistive Sensor Arrays. Journal of Sensors, 2018, 1–12. doi: https://doi.org/10.1155/2018/9735741
  8. Tankevych, Ye. M., Yakovlieva, I. V., Varskyi, G. M. (2016). Increasing the Accuracy of Voltage Measuring Channels of Electrical Power Object Control Systems. Visnyk Vinnytskoho politekhnichnoho instytutu, 1, 79–84. Available at: https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/download/1880/1880/
  9. Rahimi, A., Kanerva, P., Benini, L., Rabaey, J. M. (2019). Efficient Biosignal Processing Using Hyperdimensional Computing: Network Templates for Combined Learning and Classification of ExG Signals. Proceedings of the IEEE, 107 (1), 123–143. doi: https://doi.org/10.1109/jproc.2018.2871163
  10. Huang, P.-C., Rabaey, J. M. (2017). A Bio-Inspired Analog Gas Sensing Front End. IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers, 64 (9), 2611–2623. doi: https://doi.org/10.1109/tcsi.2017.2697945
  11. Boyko, O., Barylo, G., Holyaka, R., Hotra, Z., Ilkanych, K. (2018). Development of signal converter of thermal sensors based on combination of thermal and capacity research methods. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (9 (94)), 36–42. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.139763
  12. Boyko, O. V., Hotra, Z. Y. (2020). Analysis and research of methods of linearization of the transfer function of precision semiconductor temperature sensors. Physics and Chemistry of Solid State, 21 (4), 737–742. doi: https://doi.org/10.15330/pcss.21.4.737-742
  13. Lewis, G., Merken, P., Vandewal, M. (2018). Enhanced Accuracy of CMOS Smart Temperature Sensors by Nonlinear Curvature Correction. Sensors, 18 (12), 4087. doi: https://doi.org/10.3390/s18124087
  14. Zhang, J., Qian, W., Gu, G., Mao, C., Ren, K., Wu, C. et. al. (2019). Improved algorithm for expanding the measurement linear range of a four-quadrant detector. Applied Optics, 58 (28), 7741. doi: https://doi.org/10.1364/ao.58.007741
  15. Goumopoulos, C. (2018). A High Precision, Wireless Temperature Measurement System for Pervasive Computing Applications. Sensors, 18 (10), 3445. doi: https://doi.org/10.3390/s18103445
  16. Liu, G., Guo, L., Liu, C., Wu, Q. (2018). Evaluation of different calibration equations for NTC thermistor applied to high-precision temperature measurement. Measurement, 120, 21–27. doi: https://doi.org/10.1016/j.measurement.2018.02.007
  17. Chen, C.-C., Chen, C.-L., Lin, Y. (2016). All-Digital Time-Domain CMOS Smart Temperature Sensor with On-Chip Linearity Enhancement. Sensors, 16 (2), 176. doi: https://doi.org/10.3390/s16020176
  18. Cuesta-Frau, D., Varela, M., Aboy, M., Miró-Martínez, P. (2009). Description of a PortableWireless Device for High-Frequency Body Temperature Acquisition and Analysis. Sensors, 9 (10), 7648–7663. doi: https://doi.org/10.3390/s91007648
  19. Kondratov, V. T. (2010). Metody izbytochnykh izmereniy: osnovnye opredeleniya i klassifikatsiya. Visnyk Khmelnytskoho natsionalnoho universytetu. Tekhnichni nauky, 3, 220–232. Available at: http://journals.khnu.km.ua/vestnik/pdf/tech/2010_3/47kon.pdf
  20. Kondratov, V. T. (2016). Fundamental metrology: the theory of the structural analysis of the equations of redundant and super-redundant measurements. The message 1. Measuring and Computing Devices in Technological Processes, 1, 17–26. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/vott_2016_1_4
  21. Kondratov, V. T. (2009). Teoriya izbytochnykh izmereniy: universal'noe uravnenie izmereniy. Visnyk Khmelnytskoho natsionalnoho universytetu. Tekhnichni nauky, 5, 116–129. Available at: http://journals.khnu.km.ua/vestnik/pdf/tech/2009_5/zmist.files/23kon.pdf
  22. Kondratov, V. T. (2015). The theory redundant and super-redundant measurements: super-redundant measurements of resistance of resistors and resistive sensors. The message 1. Vymiriuvalna ta obchysliuvalna tekhnika v tekhnolohichnykh protsesakh, 4, 7–22. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/vott_2015_4_3
  23. Shcherban, V., Korogod, G., Chaban, V., Kolysko, O., Shcherban’, Y., Shchutska, G. (2019). Computer simulation methods of redundant measurements with the nonlinear transformation function. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (5 (98)), 16–22. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.160830
  24. Shcherban’, V., Korogod, G., Kolysko, O., Kolysko, M., Shcherban’, Y., Shchutska, G. (2020). Computer simulation of multiple measurements of logarithmic transformation function by two approaches. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (4 (108)), 6–13. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.218517
  25. Shcherban’, V., Korogod, G., Kolysko, O., Kolysko, M., Shcherban’, Y., Shchutska, G. (2021). Computer simulation of logarithmic transformation function to expand the range of high-precision measurements. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (9 (110)), 27–36. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.227984

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-04-30

Як цитувати

Щербань, В. Ю., Корогод, Г. О., Колиско, О. З., Волівач, А. П., Щербань, Ю. Ю., & Щуцька, Г. В. (2022). Комп’ютерне моделювання при дослідженні впливу нормованих величин на точність вимірювання квадратичної функції перетворення. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(5 (116), 6–16. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.254337

Номер

Том 2 № 5 (116) (2022): Прикладна фізика

Розділ

Прикладна фізика

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Volodymyr Shcherban’, Ganna Korogod, Oksana Kolysko, Antonina Volivach, Yury Shcherban’, Ganna Shchutska

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.