Наведено теоретичні та практичні методи підвищення точності, метрологічної надійності та розширення функціональних можливостей вимірювальних перетворювачів температури для приладів теплового контролю складу речовин із застосуванням напівпровідникових чутливих елементів з p-n-переходом. Визначено основні термочутливі параметри та величини вимірювальних струмів сенсорів для систем теплового контролю складу речовин. Запропоновано новий схемотехнічний метод вимірювання температури сенсором з p-n-переходом, що дозволяє отримати лінійну характеристику перетворення за умов максимальної чутливості та мінімального струму саморозігріву сенсора. Розроблено алгоритмічний метод визначення падіння напруги на активній частині напівпровідникових сенсорів, що дозволяє виключити вплив падіння напруги на пасивній частині та об'ємних опорах електродів систем дистанційного контролю складу речовин. Розроблено багатоточкові системи теплового контролю складу та параметрів речовин із напівпровідниковими ключами-сенсорами, в яких виключено вплив опорів провідників, перехідних опорів ключів, об'ємних опорів сенсорів, а також нестабільності параметрів p-n-переходу. Ефективність запропонованих методів і засобів виміру обгрунтовано теоретично та підтверджено експериментально.

  Скачати повний текст

Досліджено питання розробки та використання шумових термометрів для відтворення та передачі термодинамічної температурної шкали. Обгрунтовано переваги шумового методу вимірювання температури. Розглянуто основні проблеми, наявні за умов проектування засобів вимірювання шумової термометрії. Досліджено джерела похибки методів вимірювання середнього значення квадрату шумової напруги, пропорційного до вимірюваної температури. Виведено вираз для межової похибки кожного з методів. Для покращання метрологічних характеристик шумових термометрів запропоновано перенести операції множення й усереднення шумових сигналів у цифрову частину, фільтрацію шумових сигналів проводити за допомогою цифрових фільтрів на базі перетворення Фур'є та використовувати первинні перетворювачі з мінімальним температурним коефіцієнтом опору. Сформовано основні концепції створення інтелектуальних фільтрів на базі перетворення Фур'є. Експериментально підтверджено коректність запропонованих математичних моделей вхідного кола шумового термометра, методики оцінювання межової похибки вимірювання температури, методу фільтрації шумових сигналів на базі перетворення Фур'є, обгрунтування рівня обмеження гармонік спектру шумового сигналу та використання гістограми спектру як критерію оцінювання якості проведеної фільтрації. Реалізовано способи та розроблено алгоритми функціонування шумових термометрів, що передбачають усереднення за частотою та за часом.

  Скачати повний текст

Визначено вплив ефектів вихрових термоелектричних струмів, а також ефектів Джоуля, Пельтье, Томсона в зонально-неоднорідному термоелементі на його характеристики. Досліджено питання щодо оптимізації цього впливу для підвищення коефіцієнта корисної дії, вихідної потужності та надійності. Установлено особливості проектування зонально-неоднорідних термоелементів за умов використання їх в термоелектричних перетворювачах енергії. Створена теорія зонально-неоднорідного термоелемента розвиває знання щодо фізичних процесів, які відбуваються в зонально-неоднорідному середовищі та є теоретичною базою розробки об'єктно-орієнтованих комп'ютерних технологій моделювання й оптимізації термоелектричних пристроїв з неоднорідних, зокрема функціонально-градієнтних і композитних термоелектричних матеріалів.

  Скачати повний текст

Вперше встановлено залежності зміни електроопору, термічний коефіцієнт електроопору, інтегральної термо-ЕРС термоелектродів залізо, мідь, константан, хромель за умов різкої циклічної зміни температури в середовищі аргону та на повітрі. Визначено величину похибки показів термопар, зумовленої термоциклуванням. Вперше визначено закономірності впливу ступеня пластичного деформування на номінальну статичну характеристику термопар залізо-константан, мідь-константан, хромель-константан. Вперше розроблено та зведено в єдиний комплекс методологічні основи оцінки ступеня пластичної деформації термоелектродного дроту за різних видів навантаження. Вперше встановлено оптимальні параметри стабілізаційного відпалу термоелектродного залізного дроту в стані поставки з метою усунення структурної неоднорідності та стабілізації термоелектричних властивостей. Експериментально встановлено величину інтегральних відхилень термо-ЕРС, викликаних реакторним опроміненням термоелектродів хромелю, копелю та константану.

  Скачати повний текст

Створено імітаційну модель впливу термоелектричної неоднорідності та профілю температурного поля на термо-ЕРС. Експериментально встановлено та теоретично обгрунтовано з позицій сучасної теорії твердого тіла зв'язок локальних механічних напружень і відхилень значень термо-ЕРС. Встановлено критично допустимий ступінь пластичної деформації хромелю, що спричиняє незворотні зміни його термоелектричних властивостей. Вперше експериментально досліджено зв'язок змін термоелектричних властивостей з інтенсивністю акустичної емісії. Експериментально встановлено, що внутрішні напруження спричинюють на порядок більші зміни термоелектричної неоднорідності алюмелю, ніж хромелю.

  Скачати повний текст

Розроблено оптимальний метод контролю якості термоелектродних матеріалів з метою його подальшої стандартизації. Відзначено, що запропонований метод дозволяє проводити процедуру контролю безконтактним шляхом з застосуванням вихрових струмів. Здійснено експериментальні дослідження впливу термоелектричної неоднорідності на електричні та термоелектричні властивості термоелектродного дроту. Проаналізовано модель параметричного вихорострумового перетворювача та досліджено характер і рівень впливу заважаючих факторів на вихідний сигнал перетворювача. Розроблено засади для створення стандартизованих методик контролю якості термоелектродного дроту вихорострумовими технічними засобами.

  Скачати повний текст

Удосконалено існуючі електромагнітні методи контролю електромагнітних і геометричних параметрів провідних виробів за рахунок їх сумісного контролю з температурою. Створено нові багатопараметрові безконтактні та контактні вихорострумові методи сумісного контролю параметрів трубчастих, суцільних циліндричних і плоских виробів. Створено контактний резистивно-індуктивний трипараметровий вихорострумовий метод сумісного контролю електромагнітних параметрів і температури. Запропоновано чотирипараметрові вихорострумові методи контролю плоских феромагнітних виробів, що зондуються полем кратних частот трансформаторного та параметричного вихорострумових датчиків. Досліджено можливість використання теорії контактного робочого перетворювача стосовно контролю параметрів плазмового стовпа люмінесцентної лампи та машинного мастила з дисперсним феромагнітним порошком. Наведено результати оцінювання вірогідності контролю параметрів провідних виробів у разі реалізації запропонованих вихорострумових методів. провідних виробів.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано концептуальні підходи до створення енергоощадних систем теплохладопостачання з використанням абсорбційних термотрансформаторів. На підставі даних системного аналізу запропоновано блочну модель енергоощаджувальної установки з бромістолітієвими перетворювачами теплоти. Одержано нові експериментальні дані, що характеризують інтенсивність тепловіддачі за умов кипіння водних розчинів броміду літію в об'ємі на гладких і оребрених трубах. Оцінено вплив інгібіторів корозії у розчині броміду літію під час його кипіння в об'ємі на коефіцієнт тепловіддачі від поверхні гладких і оребрених труб.

  Скачати повний текст

Запропоновано нову структурну модель єдиної повірочної схеми для засобів вимірювання об'ємної та масової витрати, а також об'єму та маси рідини, що протікає по трубопроводу.Розроблено теоретичні засади формування робочих еталонів та засобів вимірювальної техніки витрати рідини з використанням результатів виконаних досліджень ЕМВ.

  Скачати повний текст

Розроблено методику визначення оптимального часу зварювання у твердій фазі в електростатичному полі кремнію зі склом у процесі виготовлення напівпровідникових датчиків тиску. Встановлено вплив на швидкість формування з'єднань пікового значення густини струму зварювання, яке за незмінної напруги залежить від шорсткості контактуючих поверхонь і величини відношення номінальної площі контакту деталей до сумарного периметра бокових поверхонь трубчатої скляної деталі. З'ясовано, що показники електростатичних сил стиснення визначаються відношенням падіння зварювальної напруги на контактному опорі до величини повітряного зазору між з'єднуваними поверхнями у початковий момент прикладення зварювальної напруги. Розроблено методику визначення часу зварювання безпосередньо у даному процесі. Встановлено, що для збільшення міцності з'єднань необхідно забезпечити мінімальне значення відношення номінальної площі контакту деталей до сумарного периметра бокових поверхонь трубчатої скляної деталі. Розроблено технологію виготовлення багатошарових вузлів типу кремній - скло - кремній за один цикл зварювання.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Для моделювання первинних перетворювачів фізичних величин за їх функціями перетворення розроблено апарат балансних наближень нелінійними чебишовськими сплайнами, який дозволяє оптимізувати наближення за точністю та складністю. Досліджено властивості балансового наближення функцій чебишовськими розривними сплайнами з ланками у вигляді нелінійних виразів. Запропоновано методи й алгоритми знаходження параметрів таких балансних наближень з заданою точністю чи заданою кількістю ланок. Побудовано поліпшену ітераційну процедуру для знаходження меж ланок чебишевського сплайну, яка має вищий порядок збіжності, ніж відомі, установлено достатню умову збіжності цієї процедури. Уперше розроблено методику знаходження балансного наближення функціональної залежності чебишовським розривним сплайном на безмежному проміжку. Одержано оцінку точності такого наближення. Розроблені методи й алгоритми реалізовано у вигляді пакетів програм NLAPPROX та TABNLAPPROX у системі комп'ютерної адгебри Maple для наближення нелінійними чебишовськими сплайнами градуювальних характеристик термоперетворювачів, заданих аналітично або у табличному вигляді.

  Скачати повний текст

Створено методики визначення параметрів фазових рівноваг (ФР) робочих тіл вуглеводневого та металогідридного типів, яких використовують у теплотехнічних пристроях. Розроблено математичні моделі рівноваг рідина - пара у багатокомпонентних молекулярних сумішах. Наведено опис фазових діаграм металогідридів невпорядкованих фаз. Ці моделі та їх числові реалізації грунтуються на єдиному статистико-механічному підході у межах термодинамічної теорії збурень без використання емпіричних параметрів. Запропоновано процедури редукції загальної системи розрахунку у вуглеводневих робочих тілах, попереднього визначення фазового стану та оцінки початкових значень параметрів, що значно скорочує обсяг обчислення. На підставі задовільного погодження розрахункових і експериментальних фазових діаграм вуглеводневих систем і металогідридів підтверджено адекватність запропонованих математичних моделей та достовірність одержаних результатів.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Досліджено властивості похибки від набутої термоелектричної неоднорідності електродів термопар і розроблено математичні моделі дрейфу функції перетворення електродів термопар типу ХА від температури експлуатації та поточної температури ділянок електродів за фіксованих часів експлуатації. Це дало змогу ідентифікувати найбільш небезпечні умови експлуатації термоелектричних перетворювачів щодо похибки від набутої неоднорідності, класифікувати методи корекції дрейфу їх функцій перетворення з точки зору впливу цієї похибки, а також запропонувати новий метод її корекції. Досліджено властивості даного методу корекції, показано, що він зменшує вплив набутої неоднорідності на результат вимірювання в 3 - 6 разів. Розроблено структуру прецизійної системи вимірювання температури та стенд метрологічної перевірки термоелектричних перетворювачів зі значною набутою термоелектричною неоднорідністю, придатні для реалізації запропонованого методу корекції.

  Скачати повний текст

Створено нові структурні елементи у системах термоконтролю технологічних процесів з метою підвищення точності та вірогідності температурних вимірювань засобами контактної термометрії, розташованими у важкодосяжних місцях на об'єктах підвищеного ризику. Проведено теоретичний розрахунок і практичну апробацію розроблених зразків самокалібрувального датчика температури (СДТ). Досліджено метрологічні характеристики зразків СДТ. Відзначено, що необхідність створення СДТ зумовлена необхідністю метрологічного забезпечення первинних перетворювачів (ПВП), розташованих у технічно необслуговуваних приміщеннях, безпосередньо за умов експлуатації, без демонтажу. Виявлено, що використання СДТ дозволяє суттєво знизити похибки вимірювань температури, що важливо для об'єктів підвищеного ризику - підприємств енергетики, металургії. З використанням результатів, одержаних завдяки проведеним дослідженням, розвинуто теорію та практичні аспекти передачі розміру одиниці температури від первинного еталона до робочих ЗВТ. Завдяки проведеному дослідженню підвищено точність температурних вимірювань за умов експлуатації засобами контактної термометрії, установленими у важкодосяжних місцях на об'єктах підвищеного ступеня ризику.

  Скачати повний текст

Установлено залежність методичної похибки діодних температурних сенсорів як функції основних конструктивних і електрофізичних параметрів - вимірювального струму, опорів бази та виводів, концентрації домішок, конфігурації p - n переходу та його опору ізоляції, що дозволило уточнити їх фізико-математичну модель й усунути вплив нестабільних параметрів на результат вимірювання температури. Запропоновано алгоритм адитивно-мультиплікативного калібрування цифрових діодних термометрів з модуляцією вимірювальних струмів на основі використання кодокерованих мір напруги, що уможливлює їх перевірку на місці експлуатації. Виявлено, що, завдяки використанню кодокерованих мір опору, є можливою реалізація оперативного метрологічного контролю процесів вимірювання температури цифровими терморезистивними термометрами, які працюють за диференційним методом вимірювання та зменшення похибок, зумовлених тридротовою лінією зв'язку, практично до значень, притаманних термометрам з чотиридротовою лінією зв'язку.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена проблемі підвищення точності шумових термометрів, зокрема зменшенню похибок шумового термометра, які виникають при передачі вимірювального термошумового сигналу від первинного перетворювача до вимірювального блока шумового термометра. Сформульовано рекомендації щодо вибору параметрів первинного перетворювача, типу ліній зв'язку, для різних шумових термометрів в залежності від частотного діапазону, довжини лінії і температурного діапазону. Запропоновано схеми шумових термометрів з корекцією похибки, спричиненої спотворенням вимірювального сигналу при його передачі до вимірювального блока та накладанням неінформативних шумових сигналів. На основі запропонованих методів корекції розроблено алгоритми і програмне забезпечення для розрахунку параметрів системи. Запропоновано методику визначення параметрів первинного перетворювача. Розроблено методику розрахунку параметрів первинного перетворювача, лінії зв'язку, схем корекції при розробці нових моделей шумових термометрів.

  Скачати повний текст