ПРИСВЯЧУЄТЬСЯ 85 РІЧНИЦІ ВІД ДНЯ · УДК 389:621:531:006.07:53.08:539.4 ББК 30 М 546 Рекомендовано до друку рішенням Вченої

ПРИСВЯЧУЄТЬСЯ 85 РІЧНИЦІ ВІД ДНЯ

НАРОДЖЕННЯ ВІДОМОГО У СВІТІ

УЧЕНОГО-МЕХАНІКА

ЛЕБЕДЄВА АНАТОЛІЯ ОЛЕКСІЙОВИЧА

(1931 – 2012 рр.) доктора технічних наук, професора, академіка Національної академії

наук України, лауреата Державної премії СРСР у галузі науки і техніки,

лауреата Державної премії України у галузі науки і техніки, заслуженого

діяча науки і техніки України, Почесного доктора Національного

технічного університету України "Київський політехнічний інститут",

Почесного доктора Одеської державної академії технічного регулювання

та якості.

http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B5%D1%80%D0%B6%D0%B0%D0%B2%D0%BD%D0%B0_%D0%BF%D1%80%D0%B5%D0%BC%D1%96%D1%8F_%D0%A3%D0%BA%D1%80%D0%B0%D1%97%D0%BD%D0%B8_%D0%B2_%D0%B3%D0%B0%D0%BB%D1%83%D0%B7%D1%96_%D0%BD%D0%B0%D1%83%D0%BA%D0%B8_%D1%96_%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D1%96%D0%BA%D0%B8

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ОДЕСЬКА ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ

ТЕХНІЧНОГО РЕГУЛЮВАННЯ ТА ЯКОСТІ

Шоста Міжнародна науково-практична конференція

«Метрологія, технічне регулювання,

якість: досягнення та перспективи»

11-12 жовтня 2016 р.

Одеса 2016

УДК 389:621:531:006.07:53.08:539.4ББК 30 М 546

Рекомендовано до друку рішенням Вченої ради Одеської державної академії технічного регулювання та якості (ОДАТРЯ) Міністерства освіти і науки України від 29.09.2016 р., протокол 3.

Головний редактор: Л. В. Коломієць, доктор технічних наук, професор, ректор ОДАТРЯ.

Відповідальний за випуск: Г. Д. Братченко, доктор технічних наук, професор.

Матеріали подані в авторській редакції. За зміст публікації несе відповідальність автор.

УДК 389:621:531:006.07:53.08:539.4ББК 30

Метрологія, технічне регулювання, якість: досягнення та перспек-тиви: матеріали Шостої Міжнародної науково-практичної конферен-ції (Одеса, 11-12 жовтня 2016 р.) / ред. Л. В. Коломієць, Г. Д. Братченко, В. Д. Постоварова; Одеська державна академія технічного регулювання та якості. – Одеса: Бондаренко М. О., 2016. – 266 с.

ISBN 978-617-7424-09-2

У збірнику представлено матеріали конференції, присвяченої пробле-мам технічного регулювання та якості, стандартизації та споживчої політи-ки, метрології та метрологічного забезпечення, розробки інформаційно-ви-мірювальних систем та приладобудування.

Розраховано на викладачів, аспірантів, наукових та інженерних праців-ників, які спеціалізуються в області вивчення та дослідження цих проблем.

М 546

© Одеська державна академія технічного регулювання та якості, 2016

ISBN 978-617-7424-09-2

Одеська державна академія технічного регулювання та якості

Збірник наукових праць 6-ої Міжнародної науково-практичної конференції 4

В конференції беруть участь науковці вищих навчальних закладів, організацій та підп-

риємств, в числі яких: - Апарат Ради національної безпеки і оборони України, м. Київ

- Білоруський державний університет, м. Мінськ, Республіка Білорусь

- ВАТ "Одесакабель", м. Одеса

- Військова академія, м. Одеса

- Військовий інститут Київського національного університету імені Тараса Шевченка,

м. Київ

- Вінницький національний технічний університет, м. Вінниця

- ДВНЗ «Національний гірничий університет»

- Державне підприємство «Житомирстандартметрологія», м. Житомир

- Державне підприємство «Одеський регіональний центр стандартизації, метрології та сер-

тифікації», м. Одеса

- Державне підприємство «Укрметртестстандарт», м. Київ

- Державне підприємство «Харківське конструкторське бюро по машинобудуванню

ім. О. О. Морозова», м. Харків

- Державна метрологічна служба Республіки Азербайджан, м. Баку

- Державний комітет по стандартизації, метрології та патентам Республіки Азербайджан,

м. Баку

- ДЗ «Дніпропетровська медична академія МОЗ України», м. Дніпро

- Житомирський державний технологічний університет, м. Житомир

- Житомирський національний агроекологічний університет, м. Житомир

- Інститут електродинаміки НАН України, м. Київ

- Київський національний університет технологій та дизайну, м. Київ

- МНСО «Міжнародна Академія Інформаційних Технологій», м. Мінськ, Республіка Білорусь

- МПП «Тріумф 1», м. Чорноморськ

- Науково-виробничий інститут вимірювань електромагнітних величин та оцінки відповідно-

сті засобів вимірювальної техніки

- Науково-виробниче підприємство «ТЖК» м. Одеса

- Науково-виробниче підприємство «Квантенергоресурс», м. Київ

- Національна академія сухопутних військ імені гетьмана Петра Сагайдачного, м. Львів

- Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського «Харківський авіаційний

інститут», м. Харків

- Національний авіаційний університет, м. Київ

- Національний технічний університет України «КПІ ім. Ігоря Сікорського», м. Київ

- Національний технічний університет «Харьківський політехнічний інститут», м. Харків

- Національний університет «Львівська політехніка», м. Львів

- Національний університет біоресурсів і природокористування України, м. Київ

- Одеська державна академія будівництва та архітектури, м. Одеса

- Одеська державна академія технічного регулювання та якості, м. Одеса

- Одеська національна академія зв‘язку ім. О. С. Попова, м. Одеса

- Одеський національний політехнічний університет, м. Одеса

- ПАТ «Укрзалізниця», ВСП «Одеська дистанція зв‘язку», м. Одеса

- Публічне акціонерне товариство «Харківський тракторний завод», м. Харків

- ТОВ «Формаг», м. Одеса

- Харківський державний університет харчування та торгівлі, м. Харків

- Херсонський національний технічний університет, м. Херсон

- Чорноморський національний університет імені Петра Могили, м. Миколаїв

Організатори конференції:

- Міністерство освіти і науки України

- Міністерство економічного розвитку і торгівлі України

- Державна служба України з питань безпечності харчових продуктів та захисту споживачів

- Агентство із стандартизації, сертифікації і торгової інспекції при Уряді Республіки Таджи-

кистан, м. Душанбе, Республіка Таджикистан

5



- Азербайджанська державна морська академія, м. Баку, Азербайджанська республіка

- Білоруський державний інститут метрології, м. Мінськ, Республіка Білорусь

- Національний авіаційний університет, м. Київ

- Національний технічний університет України "КПІ ім. Ігоря Сікорського", м. Київ

- Талліннський технічний університет, м. Таллінн, Естонська Республіка

- Одеська державна академія технічного регулювання та якості (ОДАТРЯ), м. Одеса

- Університет Північ, м. Вараждін, Республіка Хорватія

- Чорноморський національний університет імені Петра Могили, м. Миколаїв

- Асоціація "Укрінтерстандарт", м. Київ

- ВАТ "Одесакабель", м. Одеса

- ВГО "Союз споживачів України", м. Київ

- Інженерна академія України, м. Київ

- Міжнародна Академія інформаційних технологій, м. Мінськ, Республіка Білорусь

- Міжнародна Академія Стандартизації, м. Київ

- Технічний комітет стандартизації ТК 90 "Засоби вимірювання електричних і магнітних ве-

личин"

- Технічний комітет стандартизації ТК 163 "Якість освітніх послуг"

Програмний комітет

Голова: Коломієць Леонід Володимирович, д.т.н., проф., ректор ОДАТРЯ, перший віце-

президент Міжнародної Академії Стандартизації, Заслужений працівник сфери послуг Укра-

їни, м. Одеса.

Члени комітету:

Боряк Костянтин Федорович, д.т.н., доцент, завідувач кафедри метрології та метрологічно-

го забезпечення ОДАТРЯ, м. Одеса;

Величко Олег Миколайович, д.т.н., проф., заслужений діяч науки і техніки України, заві-

дувач кафедри нановимірювань та вимірювальної техніки ОДАТРЯ, м. Київ;

Гасанов Юсиф Надир огли, д.т.н., проф., заступник начальника відділу метрології Держав-

ного Комітету по Стандартизації, Метрології і Патентам, Азербайджанська Республіка;

Діденко Віктор Дмитрович, д.ф.-м.н., проф., професор кафедри якості та безпеки життя

людини (ЯБЖЛ) ОДАТРЯ, м. Одеса;

Квасніков Володимир Павлович, д.т.н., проф., заслужений метролог України, завідувач

кафедри інформаційних технологій Національного авіаційного університету, м. Київ;

Новіков Володимир Миколайович, д.ф.-м.н., проф., директор Інституту підвищення квалі-

фікації фахівців в галузі технічного регулювання та споживчої політики ОДАТРЯ, м. Київ;

Солдо Божо, д.т.н., проф., декан будівельного факультету Університету Північ, м. Вараждін,

Республіка Хорватія.

Оргкомітет конференції

Голова: Коломієць Леонід Володимирович, д.т.н., проф., ректор ОДАТРЯ, перший віце-

президент Міжнародної Академії Стандартизації, Заслужений працівник сфери послуг Укра-

їни, м. Одеса.

Заступники Голови: Братченко Геннадій Дмитрович, д.т.н., проф., проректор ОДАТРЯ з наукової роботи та

міжнародних зв‘язків, м. Одеса.

Дяченко Олександр Феодосійович, к.т.н., с.н.с., проректор ОДАТРЯ з навчальної та вихов-

ної роботи, м. Одеса.

Члени оргкомітету: Волков Сергій Леонідович, к.т.н., доцент, декан факультету метрології, інформаційно-

вимірювальної техніки та приладобудування ОДАТРЯ, м. Одеса.

Грабовський Олег Вікторович, к.т.н., доцент, декан факультету якості, стандартизації та

сертифікації ОДАТРЯ, м. Одеса.

Гордієнко Тетяна Богданівна, д.т.н., доцент, завідувач кафедри ЯБЖЛ ОДАТРЯ, м. Одеса.

Янковський Олег Георгійович, к.т.н., доцент, завідувач кафедри загальнотехнічної та фун-

даментальної підготовки ОДАТРЯ, м. Одеса.

6



ЗМІСТ

НАРИС ПРО ДІЯЛЬНІСТЬ A. О. ЛЕБЕДЄВА…………………..……...……. 15

МОДЕЛЬ НАКОПЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ

МАТЕРИАЛАХ ПРИ СТАТИЧЕСКОМ РАСТЯЖЕНИИ

А. А. Лебедев, Н. Г. Чаусов, С. А. Недосека, И. О. Богинич……….…..… 23

СЕКЦІЯ 1 ПРОБЛЕМИ ТА ПЕРСПЕКТИВИ РОЗВИТКУ

СФЕР ТЕХНІЧНОГО РЕГУЛЮВАННЯ, СПОЖИВЧОЇ ПОЛІТИКИ

ТА МЕНЕДЖМЕНТУ ЯКОСТІ 32

ВИЗНАЧЕННЯ КРИТЕРІЇВ ОЦІНКИ ЯКОСТІ РОБОТИ ВИКЛАДАЧА В

СИСТЕМІ МЕНЕДЖМЕНТУ ЯКОСТІ ВНЗ

Бондаренко Г. Г., Чернобай Н. В., Сіроклин В. П., к.т.н. ……………….. 33

ОСНОВНІ АСПЕКТИ ВПРОВАДЖЕННЯ СИСТЕМ УПРАВЛІННЯ

ЯКІСТЮ В ОРГАНІЗАЦІЯХ

Карбівнича Т. В., к.т.н., доцент, Сподар К. В., к.т.н. …………………….. 36

НОРМАТИВНО-ПРАВОВЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ІННОВАЦІЙНОГО

РОЗВИТКУ МЕТРОЛОГІЧНОЇ СИСТЕМИ УКРАЇНИ

Серьогіна М. Є., Криль М. О., Зубрецька Н. А., д.т.н., проф. ..…………. 38

ШЛЯХИ ПОКРАЩЕННЯ ЯКОСТІ МОРСЬКИХ ТРАНСПОРТНИХ

ПЕРЕВЕЗЕНЬ В УКРАЇНІ

Зборовська І. А., к.т.н., доцент, Давидова Д. Д. ………………………...… 40

ОСОБЛИВОСТІ ЗАСТОСУВАННЯ ЕСКПЕРТНИХ ОЦІНОК ПРИ

ВИМІРЮВАННІ ЯКОСТІ ВИЩОЇ ОСВІТИ

Тверитникова О. Є., к.і.н., доцент, Дроздова Т. В. …………………...…... 43

СУЧАСНИЙ СТАН МЕНЕДЖМЕНТУ ЯКОСТІ ПРОДУКЦІЇ

Морозюк Н. С., к.е.н., доцент ……………………………………………….. 45

ВОПРОСЫ КОНТРОЛЯ БЕЗОПАСНОСТИ ДЕТСКИХ ИГРУШЕК

Ёлдашев Б. М., Сычев М. И. к.х.н., доцент ……………………………….. 47

КАЧЕСТВО ЖИЗНИ КАК КЛЮЧЕВОЙ ФАКТОР МИГРАЦИИ

Пелымская В. П. ……………………………………………………………… 51

ПІДВИЩЕННЯ ТЕХНОЛОГІЧНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ ДІЯЛЬНОСТІ

ЗАЛІЗНИЧНОГО ТРАНСПОРТУ В УМОВАХ РЕФОРМУВАННЯ

Бузила Т. М. …………………………………………………………………… 53

ОТ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ – К ДЕЛОВОМУ СОВЕРШЕНСТВУ

Мурадьян Л. Л., Левченко П. Г. ……………………………………………. 55

7



СЕКЦІЯ 2 ГАРМОНІЗАЦІЯ НОРМАТИВНОЇ ТА ТЕХНІЧНОЇ

БАЗИ УКРАЇНИ ДО МІЖНАРОДНИХ ВИМОГ 59

ВИЗНАЧЕННЯ ПОКАЗНИКА ЛІМІТУ ДОЗИ ДЛЯ ПРОФЕСІЙНОГО

ОПРОМІНЕННЯ РАДОНОМ-222 ПРАЦІВНИКІВ ГРАНІТОДОБУВНОЇ

ГАЛУЗІ В РАМКАХ ІМПЛЕМЕНТАЦІЇ ВИМОГ ДИРЕКТИВИ

2013/59/ЄВРАТОМ У НАЦІОНАЛЬНЕ ЗАКОНОДАВСТВО УКРАЇНИ

Григор’єва Л. І., д.б.н., проф. …..………........………………………………. 60

ГАРМОНІЗАЦІЯ З МІЖНАРОДНИМИ СТАНДАРТАМИ

НОРМАТИВНО-ТЕХНІЧНОГО РЕГУЛЮВАННЯ ВИМОГ ЩОДО

ЯКОСТІ ІРИГАЦІЙНОЇ ВОДИ

Григор’єва Л. І., д.б.н., проф., Алексєєва А. О. ………………...…….. 62

ГАРМОНИЗАЦИЯ НОРМАТИВНОЙ БАЗЫ УКРАИНЫ С

МЕЖДУНАРОДНЫМИ ТРЕБОВАНИЯМИ К ПОКРЫТИЮ

АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

Солоненко И. П., к.т.н., Братченко П. Г. ………………………………….. 64

АНАЛІЗ НОРМАТИВНО-ТЕХНІЧНИХ ДОКУМЕНТІВ, ЯКІ

РЕГУЛЮЮТЬ ЯКІСТЬ ВЗУТТЯ

Жеребцова Л. М. ……………………………………………………………… 66

СЕКЦІЯ 3 МЕТОДИ ВИМІРЮВАННЯ ФІЗИЧНИХ ВЕЛИЧИН.

НАНОТЕХНОЛОГІЇ ТА НАНОВИМІРЮВАННЯ 68

ОСОБЕННОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ ВОДОХОДНЫХ

КАЧЕСТВ, ПЛАВАЮЩЕЙ МАШИНЫ

Бугаев С. В., к.т.н., доцент, Хань С. П. …………………………………… 69

ДАТЧИК ТИПА FLUXQATE С ДВОЙНЫМ МАГНИТОПРОВОДОМ

КОМПЕНСАЦИОННОГО ТИПА

Любимов А. Я., Волокитин В. Ф., к.т.н., доцент…………………………... 71

ЄДНІСТЬ ВИМІРЮВАННЯ ВОЛОГОСТІ ЗЕРНА ТА ПРОДУКТІВ ЙОГО

ПЕРЕРОБКИ

Петрище М. О., к.т.н., доцент, Бородулін С. О. ………………………..…. 74

РОЗРОБЛЕННЯ ТА ВПРОВАДЖЕННЯ ЗАСОБІВ ТЕХНІЧНОЇ

ДІАГНОСТИКИ ТА НЕРУЙНІВНОГО КОНТРОЛЮ СТАНУ ВУЗЛІВ

РУХОМОГО СКЛАДУ

Ваганов О. І., д.т.н., проф., Добровольська С. В. ……………...………….. 76

ДАТЧИКИ СТРУМУ РОЗРОБЛЕНІ НА МІКРОСХЕМІ ASIC

Богун В. Д., Гонтар А. А. …………………………………………………….. 78

ОЦІНКА ПОХИБОК БЕЗКОНТАКТНОГО МЕТОДУ ВИЗНАЧЕННЯ

ВНУТРІШНЬОЇ ТЕМПЕРАТУРИ ЗАРЯДІВ АРТИЛЕРІЙСЬКИХ

БОЄПРИПАСІВ

Міщенко А. С. ………………………………………………………………..... 80

8



ИЗМЕРЕНИЕ ВЕЛИЧИН ХОДОВОГО ДИФФЕРЕНТА И

ВОЗНИКАЮЩЕГО МОМЕНТА ПРИ ДВИЖЕНИИ ПЛАВАЮЩЕЙ

МАШИНЫ ПО ВОДЕ, КОНСТРУКТИВНЫЕ МЕРЫ КОМПЕНСАЦИИ

Бугаев С. В., к.т.н., доцент, Веретенников А. И., к.т.н. ………………….. 84

ОКРЕМІ ПИТАННЯ ЩОДО МЕТОДИКИ ВИМІРЮВАННЯ

ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ

Петрище М. О., к.т.н., Бондаренко Г. С., Бородулін С. О. …………….... 87

ELECTRIC CHARGE AS A FUNCTION OF THE MOMENT OF MASS.

GRAVITATIONAL FORM OF COULOMB‘S LAW

Timkov V. F., PhD, Timkov S. V., Zhukov V. A. ……………………………. 89

ВИМІРЮВАННЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОТОКУ БІОЛОГІЧНОГО

ПАЛИВА ЗА ДОПОМОГОЮ ТЕРМОБАТАРЕЇ

Шавурський Ю. О., к.т.н., доцент…………………………………………... 96

НОВІ ПІДХОДИ ПІДВИЩЕННЯ СТАБІЛЬНОСТІ ТЕМПЕРАТУРНИХ

ВИМІРЮВАНЬ

Крайовський В. Я., к.т.н., доцент…………………………………………… 98

ІНФОРМАЦІЙНА СИСТЕМА ПЕРЕДАЧІ НАЦІОНАЛЬНОЇ ШКАЛИ

КООРДИНОВАНОГО ЧАСУ З ВИКОРИСТАННЯМ ІР-МЕРЕЖ

Величко О. М., д.т.н., проф., Коваль В. В., д.т.н., проф., Кальян Д. О.,

Самков О. В., д.т.н., проф. …………………………………………………… 100

МЕТОДИКА ВИМІРЮВАННЯ УЛЬТРАМАЛИХ ЕЛЕКТРИЧНИХ

ОПОРІВ

Зіангірова Л. Т., к.т.н., доцент, Мудриченко К. В. ……………………….. 103

КОМП‘ЮТЕРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ФІЗИЧНИХ ЗАДАЧ МЕТОДОМ

КРУПНИХ ЧАСТИНОК У КОМІРКАХ: ОЦІНКА ДОСТОВІРНОСТІ

РЕЗУЛЬТАТІВ

Сорока С. В., к.ф.-м.н. ………………………………………………………... 105

СЕКЦІЯ 4 ДОСЯГНЕННЯ ТА ПЕРСПЕКТИВИ РОЗВИТКУ

ПРИЛАДОБУДУВАННЯ 107

ЗОЛОТОЕ СЕЧЕНИЕ В ПРИБОРОСТРОЕНИИ

Пунченко Н. О., к.т.н., доцент, Селезнев А. А. ………………………….... 108

ВДОСКОНАЛЕННЯ МЕТОДУ РОЗРАХУНКУ ТЕПЛООБМІНУ ПРИ

КОНДЕНСАЦІЇ ВСЕРЕДИНІ ГОРИЗОНТАЛЬНИХ ГЛАДКИХ ТРУБ

Горін В. В., к.т.н., с.н.с., Горін Вт. В., Горін Вл. В. ……………………….. 110

МАТЕМАТИЧНИЙ ОПИС ПРИНЦИПУ РОБОТИ

П‘ЄЗОЕЛЕКТРИЧНОГО ЧУТЛИВОГО ЕЛЕМЕНТА СТАБІЛІЗАТОРА

ОЗБРОЄННЯ ЛЕГКОЇ БРОНЬОВАНОЇ ТЕХНІКИ

Безвесільна О. М., д.т.н., проф., Гуменюк А. А., к.т.н., доцент,

Ткачук А. Г., к.т.н. ……………...……………………………………………. 114

9



МОДЕЛЬ ПРОГНОЗУВАННЯ ПОКАЗНИКІВ НАДІЙНОСТІ І ВАРТОСТІ

ЕКСПЛУАТАЦІЇ ОБ‘ЄКТІВ РАДІОЕЛЕКТРОННОЇ ТЕХНІКИ

Лєнков С. В., д.т.н., проф., Проценко Я. М. ……………………………….. 117

АЛЬТЕРНАТИВНАЯ КОНСТРУКЦИЯ УПРУГОГО ЭЛЕМЕНТА ДЛЯ

ВЕСОВЫХ УСТРОЙСТВ

Коломиец Л. В., д.т.н., проф., Лимаренко А. М., к.т.н., доцент,

Лимаренко А. С. ………………………………………………………………. 119

ВИЗНАЧЕНННЯ ПАРАМЕТРІВ НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНОГО

СТАНУ ПРУЖНОГО ЕЛЕМЕНТУ СИЛОВИМІРЮВАЧА ЧИСЛОВИМ

МЕТОДОМ

Дащенко О. Ф., д.т.н., проф., Лимаренко О. М., к.т.н., доцент,

Аніскін О. ……………………………………………………………………… 123

СЕКЦІЯ 5 ІНФОРМАЦІЙНО-ВИМІРЮВАЛЬНІ СИСТЕМИ

І ТЕХНОЛОГІЇ 127

ІНФОРМАЦІЙНА-ВИМІРЮВАЛЬНА СИСТЕМА ЕКСТРЕНОЇ ЙОДНОЇ

ПРОФІЛАКТИКИ НАСЕЛЕННЯ У РАЗІ АВАРІЇ НА АЕС

Томілін Ю. А., д.б.н., проф. ….………………………………………………. 128

ЗАГАЛЬНІ ПІДХОДИ ДО ОЦІНКИ ЯКОСТІ КРИПТОГРАФІЧНИХ

ГЕНЕРАТОРІВ

Казакова Н. Ф. д.т.н., доцент, Щербина Ю. В., к.т.н., доцент,

Фразе-Фразенко О. О., к.т.н. ………………...……………………………… 130

СИНТЕЗ УПРАВЛЯЕМОЙ СИСТЕМЫ ВИБРОЗАЩИТЫ С

УСТРОЙСТВОМ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ДЕМПФИРОВАНИЯ

Янковский О. Г., к.т.н., доцент, Бат М. З. ………….……………………… 134

ПЕРЕХОПЛЕННЯ ДАНИХ ЗА ДОПОМОГОЮ RASPBERRY PI

Асабашвілі С. Д. ………………………………………………………………. 137

ТЕОРЕТИЧНІ ЗАСАДИ ПОБУДОВИ МОДЕЛІ СТРУКТУРИ

ЕКСПЕРТНОЇ СИСТЕМИ ЯКОСТІ КІБЕРФІЗИЧНИХ СИСТЕМ

Волков С. Л., к.т.н., доцент…………………………………………………... 139

ОСОБЛИВОСТІ ПРОЕКТУВАННЯ СИСТЕМ ОБРОБКИ ІНФОРМАЦІЇ

ТА ПРИЙНЯТТЯ РІШЕНЬ

Шелуха О. О., Юрчук А. О., к.т.н. ………………………………………... 142

ЗАГАЛЬНІ ПРИНЦИПИ ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ ВІБРАЦІЇ

Лещенко О. І., к.т.н., доцент, Притуляк Е. М., Лещенко К. О.,

Янковський О. Г., к.т.н., доцент…………………………………………….. 144

10



АКТИВНЫЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЙ В ИНТЕГРИРОВАННОЙ

ИНФОРМАЦИОННО – ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЕ ПОДГОТОВКИ

ПРОИЗВОДСТВА ШТАМПОВ

Клещѐв Г. М., к.т.н., доцент, Гривачевский А. Г., к.т.н.,

Янковский О. Г., к.т.н., доцент, Папач И. В., Гонтарь А. А.,

Волосюк С. Ф., Шкорупеев С. Д.…………………………………..……….. 147

ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОТИ ОДНОГІРОСКОПНОГО ГРАВІМЕТРА ПІД

ВПЛИВОМ ГРАВІТАЦІЙНИХ АНОМАЛІЙ

Безвесільна О. М., д.т.н., проф., Коваль А. В., к.т.н., доцент,

Коваль Т. Л., к.ф.-м.н., доцент……………………………………………… 150

ОПТИМІЗАЦІЯ АЛГОРИТМУ ОПИТУВАННЯ ДАВАЧІВ

НАВІГАЦІЙНОЇ СИСТЕМИ МОБІЛЬНОГО РОБОТОТЕХНІЧНОГО

КОМПЛЕКСУ В АНАЛОГОВОМУ ІНТЕРФЕЙСІ

Рудик А. В., к.т.н., доцент……………………………………………………. 158

ІНТЕЛЕКТУАЛЬНИЙ ВИСОКОТОЧНИЙ ТЕРМОАНЕМОМЕТРИЧНИЙ

ВИТРАТОМІР БІОПАЛИВА

Безвесільна О. М., д.т.н., проф., Черепанська І. Ю., к.т.н., доцент,

Сазонов А. Ю., к.т.н., доцент, Добржанський О. О., к.т.н., доцент……... 164

ІНФОРМАЦІЙНО-ВИМІРЮВАЛЬНА СИСТЕМА ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

ЕФЕКТИВНОСТІ ФУНКЦІОНУВАННЯ ВІДНОВНИХ ДЖЕРЕЛ ЕНЕРГІЇ

Безвесільна О. М., д.т.н., проф., Сазонов А. Ю., к.т.н.,

Гордійченко О. В., Богдановський М. В. ………………………………….. 166

ПЕРСПЕКТИВИ ВИКОРИСТАННЯ РАДІОЛОКАЦІЙНОГО

ВИМІРЮВАЛЬНОГО ПРИСТРОЮ ДЛЯ УДОСКОНАЛЕННЯ

ПАРАШУТНО-РЕАКТИВНОЇ СИСТЕМИ

Адамов Ю. І., Дяченко О. Ф., к.т.н., с.н.с. …………………………………. 170

ВИКОРИСТАННЯ СТРУННОГО АКСЕЛЕРОМЕТРА В ЯКОСТІ

ЧУТЛИВОГО ЕЛЕМЕНТА ПРИЛАДОВОГО КОМПЛЕКСУ

СТАБІЛІЗАЦІЇ

Безвесільна О. М., д.т.н., проф., Нечай С. О., к.т.н., Чепюк Л. О., к.т.н. 173

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ

НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ПЕРЕКРЫТИЙ

ПОРТОВЫХ СООРУЖЕНИЙ

Лимаренко А. М., к.т.н., доцент, Солдо Б., д.т.н., проф., Кравчук В. С.,

к.т.н., доцент..…………………………………………………………………. 175

РОЗРОБКА МЕТРОЛОГІЧНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ МЕТОДУ

ГАЗОРОЗРЯДНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ В ЗАДАЧАХ

ДІАГНОСТИКИ ЗАЛІЗОДЕФІЦИТНИХ АНЕМІЙ

Глухова Н. В., к.т.н., доцент, Пісоцька Л. А., д.м.н., доцент…………….. 180

11



МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ИЗМЕНЕНИЯ ФАЗ СИГНАЛОВ В

ЗАДАЧЕ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ КООРДИНАТ

ЛОКАЛЬНЫХ ОТРАЖАТЕЛЕЙ

Братченко Г. Д., д.т.н., проф., Бугаев С. В., к.т.н., доцент,

Пивторак О. В., Постоварова В. Д. ………………………………………… 183

СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ СТРАТЕГИЙ

ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ

Банзак Г. В., к.т.н., доцент …………………………………………………... 186

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ АЛГОРИТМОВ КОМПЬЮТЕРНОЙ

ТОМОГРАФИИ ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ

СБОРОК РЕАКТОРА

Банзак О. В., к.т.н., доцент……………………………...…………………… 189

ШЛЯХИ РІШЕННЯ НЕКОРЕКТНИХ ЗАДАЧ МЕТОДОМ ДИНАМІЧНОЇ

РЕГУЛЯРИЗАЦІЇ ВИБІРКОВИХ ОЦІНОК КОРЕЛЯЦІЙНОЇ МАТРИЦІ

СПОСТЕРЕЖЕНЬ

Скачков В. В., д.т.н., проф., Братченко Г. Д., д.т.н., проф., Чепкій В. В.,

к.т.н., доцент, Єфимчиков О. М., к.т.н., доцент, Ткачук О. В.,

Павлович В. І. ………………………………………………………………… 192

ПРИНЦИПИ ПІДВИЩЕННЯ ЯКОСТІ ПІДЗЕМНИХ ТРУБОПРОВОДІВ

В УМОВАХ КОРОЗІЙНОЇ ВТОМИ

Юзевич Л. В. …………………………………………………………………... 195

АДАПТИВНЕ ВІДНОВЛЕННЯ РАДІОЗОБРАЖЕНЬ ПРОСТОРОВИХ

РУХОМИХ ОБЄКТІВ

Братченко Г. Д., д.т.н., проф., Смаглюк Г. Г., Григор’єв Д. В. ………… 197

СЕКЦІЯ 6 МЕТРОЛОГІЯ ТА МЕТРОЛОГІЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ 199

ТЕРМОАНЕМОМЕТРИЧНИЙ ДАТЧИК ШВИДКОСТІ ПОТОКУ

Сторожук Н. І., Кучерук В. Ю., д.т.н., професор………………………... 200

ФОТОЕЛЕКТРИЧНИЙ СЕНСОР ДИФУЗНОГО ТИПУ НА ОСНОВІ

ДЕТЕРМІНОВАНО-ХАОТИЧНОГО СИГНАЛУ

Мостовий Д. В. ………………………………………………………………... 204

СТАТИСТИЧНІ МЕТОДИ ОБРОБКИ РЕЗУЛЬТАТІВ ВИМІРЮВАНЬ ТА

ЇХ ЗАСТОСУВАННЯ ДЛЯ ОЦІНЕННЯ КОМПЕТЕНТНОСТІ

КАЛІБРУВАЛЬНИХ ЛАБОРАТОРІЙ

Омельчук І. А. ………………………………………………………………… 206

МЕТОДИКА ОЦІНЮВАННЯ ЗМІНИ ГЕОМЕТРИЧНИХ ПАРАМЕТРІВ

АВІАЦІЙНИХ ДЕТАЛЕЙ СКЛАДНОЇ ФОРМИ

Катаєва М. О., Редько О. О. .……………………….……………………….. 216

12



ЛІНІЙНИЙ НЕЙРОМЕРЕЖЕВИЙ ДІАГНОСТИЧНИЙ КОМПЛЕКС

ТЕРМОАНЕМОМЕТРИЧНОГО ВИТРАТОМІРУ

Безвесільна О. М., д.т.н., проф., Нечай С. О., к.т.н., Чепюк Л. О., к.т.н. 218

LINKING RESULTS OF COOMET AND CCEM KEY COMPARISONS OF

AC/DC VOLTAGE TRANSFER REFERENCES

Velychko O. M., DSc, Prof., Zeinalov M., Hasanov Y., DSc, Prof. …………. 220

ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ НЕОПРЕДЕЛЁННОСТИ В

МЕТРОЛОГИИ

Коломиец Л. В., д.т.н., проф., Новикова А. И., Злобин Р. В.,

Новиков В. И. …………………………………………………………………. 226

ВПЛИВ ЕСТЕТИЧНИХ ПОКАЗНИКІВ ЯКОСТІ ПАКУВАННЯ НА

ПОПИТ ПРОДУКЦІЇ

Калініна О. С., Байцар Р. І., д.т.н., проф. ………………………………….. 230

ІДЕНТИФІКАЦІЯ ГОРІЛЧАНИХ ВИРОБІВ

Походило Є. В., д.т.н., проф., Юзва В. З. …………………………………... 232

ПРОБЛЕМИ АТЕСТАЦІЇ ВИПРОБУВАЛЬНИХ СТЕНДІВ, В ЯКИХ

ВИКОРИСТОВУЄТЬСЯ ПЕРЕТВОРЮВАЧ ЧАСТОТНИЙ

ВЕКТОРНИЙДЛЯ ТРИФАЗНОГО ЕЛЕКТРОПРИВОДУ

Боряк К. Ф., д.т.н., доцент, Перетяка Н. О. ……………………………….. 234

АНАЛІЗ МЕТОДІВ ПРЕДСТАВЛЕННЯ ЗНАНЬ ПРИ РОЗРОБЦІ

ЕКСПЕРТНОЇ СИСТЕМИ ДЛЯ ВИКОРИСТАННЯ У ГАЛУЗІ

МЕТРОЛОГІЧНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

Сахарова С. В., к.т.н., Крижановська Г. О., к.т.н. ……………………….. 238

СЕКЦІЯ 7 ФУНДАМЕНТАЛЬНІ ТА ГУМАНІТАРНІ НАУКИ В

ПІДГОТОВЦІ ФАХІВЦІВ З МЕТРОЛОГІЇ ТА ТЕХНІЧНОГО

РЕГУЛЮВАННЯ 241

ОБ‘ЄКТ, ОБ‘ЄКТНЕ ТА ОБ‘ЄКТИВНЕ У ПРАВОВІЙ СВІДОМОСТІ ЯК

ФОРМІ СУСПІЛЬНОЇ СВІДОМОСТІ

Большакова О. В., к.філос.н. ….....…….……………………………...…….. 242

НАДІЙНІСТЬ – ОСНОВА ЯКОСТІ ТЕСТОВОГО КОНТРОЛЮ ЗНАНЬ

Кисельова О. І., к.пед.н., доцент……………………………………...……... 244

ТЕОРІЯ ВЗАЄМОДІЇ І ОСВІТНІ СТАНДАРТИ В НАВЧАННІ

Сафонова Н. В., к.пед.н., доцент, Садковська І. Ю., Асабашвілі С. Д. ... 246

МЕТОДИКА ЗАСТОСУВАННЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ КАРТ НА

ЗАНЯТТЯХ З ВИЩОЇ МАТЕМАТИКИ

Лінкова О. В., Гарбуз А. І. …………………………………………………… 248

13



ІНСТРУМЕНТИ УПРАВЛІННЯ ЯКІСТЮ ОСВІТНІХ ПОСЛУГ

Оленєв М. В., к.т.н., доцент, Гуслякова І. П. ……………………...……… 250

ТОРГІВЕЛЬНО-ЕКОНОМІЧНІ ВІДНОСИНИ В ТЕХНІЧНОМУ

РЕГУЛЮВАННІ ПОТРЕБУЮТЬ ФАХІВЦІВ З ТОВАРОЗНАВСТВА

Чурсіна Л. А., д.т.н., проф., Тіхосова Г. А., д.т.н., проф.,

Путінцева С. В., к.т.н., доцент……………………………………………….. 252

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ШИРИНЫ ЗАПРЕЩЕННОЙ ЗОНЫ ПОРИСТОГО

КРЕМНИЯ, СФОРМИРОВАННОГО НА ПОДЛОЖКЕ С

КРИСТАЛЛОГРФИЧЕСКОЙ ОРИЕНТАЦИЕЙ (110)

Мирошниченко А. И. ………………………………………………………… 254

НОВІТНІ МЕТОДИ ТА ЗАСОБИ ВИМІРЮВАЛЬНОЇ ТЕХНІКИ В

РАМКАХ ІННОВАЦІЙНОЇ ПІДГОТОВКИ СПЕЦІАЛІСТІВ ТА

МАГІСТРІВ РАДІОТЕХНІЧНИХ СПЕЦІАЛЬНОСТЕЙ

Троцишин І. В., д.т.н., проф., Шокотько Г. Ю. ……………......………….. 256

ПРОФЕСІЙНА ПІДГОТОВКА МАЙБУТНІХ ВИКЛАДАЧІВ ВИЩИХ

ТЕХНІЧНИХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДІВ: МЕТОДОЛОГІЧНЕ

ОБГРУНТУВАННЯ

Єрмакова С. С., д.пед.н., проф. ……………………………………………... 261

ФОРМУВАННЯ ЦІННОСТЕЙ ОСВІТНЬОГО ГУМАНІЗМУ В

КОНТЕКСТІ КОНЦЕПЦІЇ ЕЛІТАРНОГО СУСПІЛЬСТВА

Іванова О. С., к.філос.н., доцент…………………………………………….. 263

14



НАРИС ПРО ДІЯЛЬНІСТЬ A. О. ЛЕБЕДЄВА

Анатолій Олексійович Лебедєв – відомий український учений в області

механіки деформованого твердого тіла, міцності матеріалів і елементів конс-

трукцій, академік НАН України, доктор технічних наук, професор, Заслужений

діяч науки і техніки України, лауреат Державних премій України і СРСР в об-

ласті науки і техніки, лауреат премії НАН України ім. С. П. Тимошенко. З його

ім‘ям пов‘язані найважливіші результати досліджень по закономірностях дефо-

рмації і руйнування твердих тіл при складному напруженому стані в широкому

діапазоні температур, розробці аналітичних і експериментальних методів оцін-

ки граничної несучої здатності і залишкового ресурсу відповідальних елементів

конструкцій сучасної техніки.

Анатолій Олексійович народився 1 лютого 1931 року в сім‘ї службовців на

Смоленщині (с. Сущево, Темкінського району Смоленської області, Російська

федерація). Середню освіту здобув в м. Києві, після закінчення середньої школи

в 1949 році поступив в Київський політехнічний інститут на механічний факу-

льтет.

Після закінчення інституту в 1954 році був залишений викладачем кафедри

«Деталі машин, теорія механізмів і машин і підйомно-транспортні машини»,

читав курси лекцій і керував курсовими проектами по цих дисциплінах. Одно-

часно навчався на вечірньому відділенні фізичного факультету Київського дер-

жавного університету ім. Т. Г. Шевченко. У 1959 році був переведений на ви-

кладацьку роботу в Київське вище артилерійське інженерне училище ім.

С. М. Кірова, де працював старшим викладачем, в. о. доцента, читав курси

«Опір матеріалів» і «Деталі машин».

У цей період з‘являються його перші наукові роботи, які були присвячені

дослідженню механічних і технологічних властивостей пластмас, а також за-

стосуванню цих матеріалів в різних областях техніки.

У 1960 році Анатолій Олексійович поступив в аспірантуру Інституту мета-

локераміки і спеціальних сплавів АН УРСР за фахом «Опір матеріалів і будіве-

льна механіка» у відділ високотемпературної міцності, керований Г. С. Писаре-

нко. В аспірантурі A. О. Лебедєв займався однією з найважливіших проблем

механіки деформованого твердого тіла – дослідженням закономірностей дефо-

рмації і руйнування матеріалів при складному напруженому стані в різних тем-

пературних умовах.

Опубліковані в 1960 – 1964 роках наукові праці Лебедєва присвячені ви-

вченню особливостей впливу виду напруженого стану при високих температу-

рах на міцність жароміцних сталей і крихких металокерамічних матеріалів, пе-

рспективних для використання в ракетній і космічній техніці, і розробці крите-

ріїв їх граничного стану. В результаті цих досліджень запропоновані узагальне-

ні критерії короткочасної і тривалої статичної міцності конструкційних матері-

алів різних класів, що відрізняються високою фізичною достовірністю. Викона-

ні дослідження і отримані результати лягли в основу його кандидатської дисер-

тації на тему «Дослідження міцності жароміцних матеріалів при складному на-

пруженому стані в умовах нормальних і високих температур», яку він успішно

захистив в 1963 році.

15



У 1964 році Інститут металокераміки і спеціальних сплавів АН УРСР був

перейменований в Інститут проблем матеріалознавства, а в 1966 році на базі

його сектора високотемпературної міцності створений Інститут проблем міцно-

сті АН УРСР. Надалі наукова і науково-організаційна діяльність A. О. Лебедєва

була нерозривно пов‘язана з колективом цього інституту, в якому він пройшов

шлях від молодшого наукового співробітника до керівника відділу статичної

міцності і пластичності конструкційних матеріалів. А. О. Лебедєв вніс великий

вклад до становлення і розвитку інституту як крупного науково-дослідного

центру АН УРСР в області міцності матеріалів і елементів конструкцій, в якому

успішно вивчають закономірності деформації і руйнування твердих тіл в екст-

ремальних умовах як основи вирішення важливих прикладних завдань,

пов‘язаних із забезпеченням міцності і надійності виробів нової техніки.

У 1969 році A. О. Лебедєв спільно з Г. С. Писаренко видав монографію

«Опір матеріалів деформації і руйнуванню при складному напруженому стані»,

в якій узагальнені результати теоретичних і експериментальних досліджень

пластичності і міцності конструкційних матеріалів при багатовісному наванта-

женні з врахуванням впливу температури, режиму і часу вантаження, анізотро-

пії властивостей і інших чинників.

Шестидесяті і початок сімдесятих років ознаменувалися крупними досяг-

неннями в освоєнні космічного простору, відкриттям і інтенсивним освоєнням

потужних родовищ нафти і газу в Сибіру і на Крайній Півночі, пріоритетним

розвитком криогенного, хімічного машинобудування. Це зажадало розробки

науково обґрунтованих методів розрахунку на міцність елементів конструкцій,

експлуатованих в умовах низьких температур. Проте для вирішення цієї про-

блеми у вітчизняній і зарубіжній практиці не було досить досконалої експери-

ментальної техніки для низькотемпературних випробувань матеріалів при бага-

товісному навантаженні.

У зв‘язку з цим під керівництвом М. В. Новікова і А. А. Лебедєва були

створені нові методи і засоби випробувань матеріалів і елементів конструкцій в

умовах, що імітують експлуатаційні, розроблені основи проектування експери-

ментального устаткування для дослідження характеристик міцності, пластично-

сті і тріщиностійкості матеріалів при двовісному навантаженні в умовах висо-

ких і низьких температур. Розроблені пристрої, установки і випробувальні ком-

плекси відрізняються істотною новизною, більшості з них не мають аналогів у

світовій практиці.

До числа створених найбільш ефективних випробувальних засобів слід ві-

днести серію установок типу СНТ для дослідження матеріалів на трубчастих

зразках при їх комбінованому вантаженні осьовою силою, внутрішнім тиском і

моментом, що крутить, в діапазоні температур – 77...1400 К, оснащених систе-

мами автоматичного вантаження випробовуваного об‘єкту з реалізацією зада-

них програм в істинній напрузі і деформаціях, а також системою збору і оброб-

ки на ЕОМ експериментальних даних; випробувальний комплекс «Ліра» для

дослідження кінетики деформації і міцності листових матеріалів при двовісно-

му розтягуванні в умовах низьких (до –23 К) температур. Розроблені системи

відрізняються оригінальним конструктивним виконанням, їх новизна і корис-

ність підтверджені авторськими свідоцтвами. Вони неодноразово експонували-

ся на ВДНХ УССР і СРСР і міжнародних виставках.

16



Питання розробки нових методів і устаткування для дослідження міцності

і деформативності матеріалів і конструктивних елементів при складному на-

пруженому стані знайшли відображення в монографії «Механічні випробування

конструкційних матеріалів при низьких температурах», підготовленою

А. О. Лебедєвим спільно з М. В. Новіковим і Б. І. Ковальчуком, перевиданою в

Японії, а також в книзі A. О. Лебедєва «Методи механічних випробувань мате-

ріалів при складному напруженому стані».

Розроблені методики і нове устаткування дозволили A. A. Лебедєву із

співробітниками провести унікальні випробування широкого кола конструкцій-

них матеріалів, включаючи вуглецеві, хромисті і хромонікелеві сталі, алюмініє-

ві, титанові і магнієві сплави, чавуни феррито-перлитної групи, металокераміч-

ні композиції та ін.

A. О. Лебедєв спільно з Б. І. Ковальчуком, В. П. Ламашевським і Ф. Ф. Гі-

гіняком уперше отримали нові результати про вплив низьких температур на ха-

рактер деформаційного зміцнення і граничний стан матеріалів різних класів –

пластичних, квазікрихких, неоднорідних, метастабільних і інших – при склад-

ному напруженому стані. Зокрема, було встановлено, що міра впливу темпера-

турно-силових умов вантаження на кінетику деформаційного зміцнення металу

при низькій температурі залежить від його природи і структурного стану. При

цьому загальні закономірності низькотемпературної деформації неокрихчую-

чих матеріалів при простому і складному вантаженнях якісно залишаються ти-

ми ж, що і при нормальній температурі. Для окрихчуючих матеріалів з пони-

женням температури характерні систематичні відхилення від основних гіпотез

теорії пластичності. Вивчення характеру зміни граничних поверхонь плинності

і руйнування конструкційних матеріалів у зв‘язку з впливом температури до-

зволило встановити, що у міру зниження температури вплив кульового тензора

і виду девіатора напруги на опір деформуванню збільшується, в результаті па-

раметри, що визначають форму граничної поверхні, змінюються.

А. О. Лебедєв спільно з А. Я. Красовским і Ф. Ф. Гігіняком докладно ви-

вчили зв‘язок міцності і пластичності сталей при складному напруженому стані

в умовах низьких температур з їх структурою (розмір зерна), механізмами де-

формації (ковзання і двійникування) і руйнування (зародження і розвиток трі-

щин). Отримані нові дані, що характеризують вплив на форму граничних пове-

рхонь плинності і руйнування матеріалу особливостей мікромеханізмів пласти-

чної течії і руйнування, встановлені засадничі принципи впливу виду напруже-

ного стану на критичну температуру крихкості металу.

A. О. Лебедєв уперше провів глибокий аналіз відомих критеріїв міцності з

точки зору їх геометричної інтерпретації в просторі напруги, обґрунтував вимо-

ги, яким повинна задовольняти геометрія граничної поверхні, і, отже, достовір-

ність відповідних критеріїв.

На основі теоретичного узагальнення відомих і власних експерименталь-

них даних, а також сучасних фізичних уявлень про кінетику процесу руйнуван-

ня, як одночасно протікаючих і взаємопов‘язаних актах відриву і зрушення,

A. A. Лебедєв спільно з Г. С. Писаренко сформулювали нову концепцію грани-

чного стану матеріалів, що отримала широке визнання фахівців, і розробили

узагальнені критерії граничного стану матеріалів, що мають високу достовір-

ність, у тому числі при описі процесів повзучості, що встановилася, міцності

17



при статичному і динамічному вантаженні. Вказані критерії, а також запропо-

новані рівняння кривих граничних амплітуд, при циклічному вантаженні вико-

ристані в нормах розрахунку відповідальних виробів нової техніки на втому і

циклічну довговічність.

Дослідження, присвячені розробці методів опису процесів деформації

пружнопластичності і критеріїв граничного стану конструкційних матеріалів,

лягли в основу докторської дисертації A. A. Лебедєва на тему «Пластичні де-

формації і руйнування конструкційних матеріалів при складному напруженому

стані в широкому діапазоні температур», яку він успішно захистив в 1971 році.

Результати досліджень цього періоду узагальнені А. О. Лебедєвим спільно з

Г. С. Писаренко в монографії «Деформація і міцність матеріалів при складно-

му напруженому стані». Великі фактичні дані про властивості матеріалів, що

містяться в книзі, забезпечили їй широке використання різними організаціями

країни і за кордоном як при проведенні наукових досліджень, так і в інженерній

практиці.

Після організації відділу статичної міцності і пластичності конструкційних

матеріалів A. О. Лебедєв зосередив увагу, наукового колективу, який очолив, на

проблемі теоретичного і експериментального обґрунтування норм розрахунків

на міцність елементів конструкцій, працюючих в різних умовах температурного

і силового вантаження, що несуть. Особливу увагу він приділив подальшому

розвитку методик, вдосконаленню випробувальної техніки і автоматизації екс-

периментальних досліджень.

Під керівництвом A. A. Лебедєва і при його безпосередній участі викона-

ний великий об‘єм досліджень по експериментальному обґрунтуванню матема-

тичних моделей, що описують механічну поведінку конструкційних матеріалів

у зв‘язку з впливом температури,виду напруженого стану і режиму вантаження.

Особлива увага приділена вивченню фундаментальних законів теорії пластич-

ності в низькотемпературній області, зокрема постулату ізотропії, принципу

запізнювання, законів зміцнення, принципу градієнтальності. Так, на основі ви-

вчення законів зміцнення, що описують еволюцію поверхні плинності в прос-

торі напруги при низьких температурах, у тому числі при неізотермічному ван-

таженні, встановлена інваріантність подальших поверхонь плинності по відно-

шенню до історії температурної дії, знайдена структура функціональних залеж-

ностей параметрів,що визначають розміри, положення і форму поверхні від мі-

ри пластичної деформації і поточний значення температура. Ці результати до-

зволили внести відповідні корективи в математичні моделі деформації реальних

матеріалів при низьких температурах і звузити необхідний об‘єм інформації

про матеріал при проведенні інженерних розрахунків.

На особливу увагу заслуговують роботи A. О. Лебедєва, присвячені розро-

бці моделей деформації пружнопластичності і критеріїв міцності конструкцій-

них матеріалів, що зважають на специфіку їх реальних властивостей, а саме ані-

зотропію, структурну неоднорідність і метастабільну, неоднаковий опір розтя-

гуванню і стискуванню та ін. На основі аналізу геометрії граничних поверхонь

анізотропних матеріалів A. О. Лебедєв показав, що загальні принципи побудови

умов пластичності і крихкого руйнування можуть бути поширені на матеріали,

що мають анізотропію механічних властивостей, і запропонував критерій міц-

ності анізотропних тіл з різним опором розтягуванню і стискуванню.

18



A. О. Лебедєв – автор досліджень деформаційної анізотропії конструкцій-

них сталей з урахуванням рівня пластичної - деформації і температури. Їм екс-

периментально встановлений ефект повороту головних осей анізотропії матері-

алу при зниженні температури. На основі аналізу результатів експерименталь-

ного дослідження скалярних і векторних властивостей алюмінієвих і титанових

сплавів, а також метастабільних аустенітних хромонікелевих сталей при склад-

ному напруженому стані A. A. Лебедєвим спільно з Б. И. Ковальчуком і

В. В. Косарчуком розроблені визначальні співвідношення деформаційних тео-

рій пластичності початкових анізотропних і структурно нестабільних середо-

вищ, конкретизована структура функцій, що описують вплив температури, кі-

нетики фазових перетворень і виду напруженого стану на поведінку матеріалів

кріогенної техніки в області пружнопластичності.

Результати дослідження міцності і деформативності матеріалів при склад-

ному напруженому стані в широкому діапазоні температур, виконаних при уча-

сті і під керівництвом A. A. Лебедєва, стали складовою частиною колективної

монографії «Міцність матеріалів і елементів конструкцій в екстремальних умо-

вах». У складі авторського колективу цієї монографії в 1982 році А. О. Лебедє-

ву присуджена Державна премія СРСР в галузі науки і техніки.

У 1983 році А. О. Лебедєв спільно з Ф. Ф. Гігіняком, Б. І. Ковальчуком і

В. П. Ламашевським видав той, що не має аналогів в нашій країні і за кордоном,

довідник «Механічні властивості конструкційних матеріалів при складному на-

пруженому стані», у якому коротко викладені питання теорії міцності матеріа-

лів в умовах складного напруженого стану і приведені великі довідкові дані про

фізико-механічні властивості практично більшість конструкційних матеріалів і

сплавів, використовуваних в СРСР. Відмітна особливість довідника – представ-

лення характеристик опору деформації і руйнуванню матеріалів у зв‘язку з

впливом різноманіття чинників, характерних для реальних умов експлуатації

металів і сплавів, а також інформація про аналоги цих конструкційних матеріа-

лів в різних країнах (США, Англія, Німеччина, Франція, Японія). Цей довідник

в переробленому і доповненому варіанті був перевиданий в США і в Україні.

A. A. Лебедєв – ініціатор впровадження принципово нових методів і ви-

пробувальних засобів для дослідження механічних властивостей конструкцій-

них матеріалів на завершальній стадії деформації. Це дозволило уточнити іс-

нуючі моделі накопичення ушкоджень, що враховують неізотермічність умов

вантаження, вид напруженого стану, температуру і так далі; розповсюдити їх на

складніші процеси деформації. На базі цих досліджень спільно з Н. Г. Чаусо-

вым розроблені експрес-методи оцінки тріщиностійкості матеріалів на малога-

баритних зразках за параметрами спадаючих ділянок діаграм деформації, вста-

новлена постадійність процесу руйнування і дані кількісні оцінки опору матері-

алів розвитку тріщин на різних стадіях.

У восьмидесяті роки A. О. Лебедєвим спільно з A. B. Жваво, Л. Н. Карпен-

ко і Н. Р. Музико виконаний цикл експериментальних досліджень за визначен-

ням граничного стану елементів тонкостінних конструкцій з дефектами типу

тріщин складної форми (у тому числі із зламами і взаємноперетинами), працю-

ючих в умовах двовісного розтягування. Для проведення цих досліджень роз-

роблений принципово новий метод випробувань листових матеріалів і створено

спеціальне устаткування для дослідження різних аспектів тріщиностійкості

19



конструкційних матеріалів при двовісному статичному і циклічному розтягу-

ванні, що дозволяє вивчати кінетику розвитку тріщин, довільно орієнтованої

відносно головної напруги.

У 1987 році A.О. Лебедєв в співавторстві з Б.І. Ковальчуком і С.Е. Умансь-

ким видав монографію «Механіка непружної деформації матеріалів і елементів

конструкцій», у якій систематизовані моделі структури і механічних властивос-

тей матеріалів, проведений аналіз результатів досліджень процесів деформації

сталей і сплавів при складному напруженому стані, представлені фізичні рів-

няння, що описують непружну деформацію конструкційних матеріалів різних

класів, а також критерії міцності. Приведені ефективні чисельні методи розра-

хунку напружено-деформованого стану елементів конструкцій.

Великий цикл досліджень, виконаних A. О. Лебедєвим спільно з Ф. Ф. Гі-

гіняком по розробці фізично обґрунтованих методів оцінки циклічної довговіч-

ності конструкційних матеріалів, дозволив розробити і експериментально об-

ґрунтувати новий деформаційно-кінетичний підхід до прогнозування довговіч-

ності матеріалів в умовах пульсуючого багато вісного навантаження за резуль-

татами обмеженого числа базових дослідів. Результати цих досліджень були

узагальнені в монографії «Міцність конструкційних матеріалів при малоцикло-

вому навантаженні за умов складного напруженого стану», підготовленою спі-

льно з Ф. Ф. Гігіняком і О. К. Шкодзінским.

A. О. Лебедєв є ініціатором розробки і впровадження нових методів не-

руйнівного контролю поточного стану конструкційних матеріалів на різних

стадіях експлуатації. За останній час розроблена модель, в якій уперше за осно-

вний параметр поточного стану середовища, що деформується, використана

міра "розпушування", запропоновані нові способи оцінки кінетики накопичення

ушкоджень середовища в процесі напрацювання за рахунок зміни кількості

окремих хімічних елементів в матеріалі, внесені окремі корективи в методики

оцінки деградації матеріалів по зміні характеристик пружності та ін., розробле-

ний і впроваджений новий ефективний метод визначення пошкодженості мате-

ріалу – метод LM - твердості. Метод базується на визначенні параметрів розсі-

яння значень твердості при масових вимірах з подальшим визначенням статис-

тичних параметрів розсіяння її величин, по яких судять про міру деградації ме-

талу. Фізична обґрунтованість цього методу і простота практичної реалізації

свідчать про великі можливості його застосування для діагностування стану

технічних виробів.

Разом з науковими дослідженнями A. О. Лебедєв багато уваги приділяв ро-

зробці нормативно-технічних документів по методах визначення механічних

характеристик конструкційних матеріалів при складному напруженому стані і

після методик розрахунків на міцність і довговічність елементів конструкцій,

працюючих в умовах складного термосилового вантаження. При активній учас-

ті ученого і під його керівництвом розроблений і виданий ряд нормативних до-

кументів, затверджених Держстандартами України і СРСР.

Характерною особливістю творчої діяльності A. О. Лебедєва являється тіс-

ний зв‘язок наукових досліджень, що проводяться, з потребами практики. Його

цілеспрямована багаторічна наукова діяльність увінчалася засадничими науко-

вими результатами, що збагатили науку про міцність матеріалів і елементів

конструкцій і забезпечили авторові широку популярність.

20



Практична реалізація наукових розробок A. О. Лебедєва дозволила створи-

ти високоефективні алгоритми розрахунку на міцність елементів сучасної тех-

ніки (кріогенне устаткування, об‘єкти ракетної і авіаційної техніки, посудини

високого тиску і т. п.), що несли, працюючих в умовах високих і низьких тем-

ператур, а також оптимізувати процеси складних технологічних операцій,

пов‘язаних з виготовленням виробів і створенням матеріалів з наперед задани-

ми властивостями. Уперше отриманий великий фактичний матеріал істотно до-

повнив інформацію для розрахунку і оптимального конструювання виробів но-

вої техніки, працюючої в складних температурно-силових умовах. За розробку

новітніх методів оцінки міцності і довговічності елементів конструкцій

A. О. Лебедєву в 1997 році у складі творчого колективу присуджена Державна

премія України в галузі науки і техніки.

Праці А. О. Лебедєва широко відомі і визнані як в нашій країні, так і за ко-

рдоном. Результати наукових досліджень він доповідав на міжнародних конфе-

ренціях в Японії, ФРН, ГДР, Польщі, Угорщині, Чехословаччині і опублікував

(понад 85 робіт, у тому числі 3 монографії) за кордоном. На методичні розроб-

ки і результати випробувань отримані запити з дослідницьких центрів Швейца-

рії, Нідерландів, Японії, Франції та ін. країн.

A. О. Лебедєв значну увагу приділяв вихованню молодого наукового поко-

ління і розвитку створеної ним наукової школи. Ним підготовлені 7 докторів і

36 кандидатів наук, працюючих нині як в Інституті проблем міцності ім.

Г. С. Писаренко НАН України, так і в інших наукових організаціях, установах і

ВНЗ України, у тому числі за кордоном. Упродовж багатьох років A. О. Лебе-

дєв читав курс лекцій для студентів Національного технічного університету

України «КПИ» за фахом «Динаміка і міцність машин». Ним підготовлені і ви-

дані навчальні посібники, у 2001 році йому присвоєно звання почесного докто-

ра НТТУ «КПІ», а в 2007 році – почесного доктора Одеського державного ін-

ституту вимірювальної техніки (нині Одеської державної академії технічного

регулювання та якості).

Визнанням наукових досягнень ученого є обрання A. О. Лебедєва в 1978

році членом-кореспондентом, а в 1988 році академіком НАН України.

Багато сил і енергії A. О. Лебедєв приділяв науково-організаційній роботі.

Він був головою Наукової ради з проблеми «Механіка деформованого твердого

тіла» при Відділенні механіки НАН України, членом Національних комітетів з

теоретичної і прикладної механіки України і Російської федерації, Нью-

йоркської академії наук, Європейського суспільства цілісності конструкцій

(ESIS), Американського суспільства металів (ASM Intematrional), Міжнародно-

го радого з фізики міцності і пластичність матеріал, технічний комітет

EURASEM – європейський асоціації по експериментальний механіці, Спеціалі-

зованих вчених рад із захисту докторських дисертацій Інституту проблем міц-

ності ім. Г. С. Писаренко НАН України, Національного технічного університету

України «КПІ» і Севастопольського національного університету ядерної енергії

і промисловості, експертом INTAS, членом редакційних колегій журналів

«Проблеми міцності», «Проблеми машинобудування і автоматизації», «Техніч-

на діагностика і неруйнівний контроль», «СтандартЪ», дійсним членом Росій-

ської академії наук по проблемах якості і Санкт-Петербурзької академії по про-

21



блемам міцності, членом Наглядової ради Одеської державної академії техніч-

ного регулювання та якості.

За досягнення в розвитку науки і підготовці наукових кадрів Анатолій

Олексійович Лебедєв нагороджений орденом «Знак Пошани», Почесною гра-

мотою Президії Верховної Ради УРСР і багатьма медалями.

Ректор ОДАТРЯ, д-р техн. наук, професор,

Заслужений працівник сфери послуг України Леонід Коломієць

Нарис підготовлено на підставі Бібліографії вчених України:

22



УДК 539.4

Модель накопления повреждений в металлических материалах

при статическом растяжении

А. А. Лебедев, Н. Г. Чаусов, С. А. Недосека, И. О. Богинич

Институт проблем прочности НАН Украины, Киев, Украина

Деформирование материала, протекающее при температурно-силовых

воздействиях, сопровождается сложными, далеко еще не изученными процес-

сами на субмикро-, микро- и макроуровнях: химическими флуктуациями, из-

менениями структуры, зарождением, локализацией и слиянием микротрещин,

пор, образованием макротрещины и ее развитием с последующим разделением

тела на части.

Для современных методов механики твердых деформируемых тел харак-

терен высокий уровень схематизации структурных трансформаций в материа-

ле. Так, стадия, отличающаяся развитием рассеянного (диффузного) поврежде-

ния, описывается моделями в виде кинетических уравнений, в которых повре-

жденность материала характеризуется формально некоторым параметром,

представляемым в скалярной, векторной или тензорной формах [1 – 3]. Заклю-

чительная стадия разрушения схематизирована в моделях механики разруше-

ния, на основании которых устанавливают условия потери устойчивости уже

сформировавшихся или искусственно созданных макротрещин. Эти модели

используются при разработке современных методов оценки живучести кон-

струкций, содержащих трещины.

Существенным пробелом в упомянутых выше подходах является отсут-

ствие необходимого физического обоснования моделей и, как следствие, их

недостаточная достоверность. Поэтому в механике материала особенно акту-

альным следует признать экспериментальное изучение кинетики зарождения и

развития разрушения, особенно на стадии зарождения микродефектов (поры,

микротрещины). В исследованиях этого направления основное внимание уде-

лялось фрактографии изломов, значительно меньше работ посвящено построе-

нию моделей накопления повреждений с необходимым экспериментальным

обоснованием [4-8]. При этом значительным сдерживающим фактором служи-

ло отсутствие надежных систем, позволяющих останавливать процесс дефор-

мирования образца на стадии разупрочнения.

В последнее время обширные исследования кинетики зарождения и разви-

тия разрушения, в частности пластичных материалов, выполнены в Институте

проблем прочности НАН Украины путем испытаний образцов в условиях рав-

новесного деформирования. Как оказалось [9 – 11], экспериментально получа-

емые ниспадающие участки полных диаграмм содержат большой объем объек-

тивной информации о физических процессах, протекающих в деформируемом

материале на различных масштабных уровнях.

Опираясь на эту информацию, в том числе полученную путем металло-

графического анализа структуры материала на различных стадиях деформиро-

вания, можно построить физически достоверные аналитические модели накоп-

23



ления рассеянных повреждений и описать на их основе трансформации струк-

туры, вплоть до образования макротрещины; дальнейшее развитие которой

рассматривать с позиций уже разработанного аппарата механики трещин.

Заметим, что эти исследования имеют большое практическое значение, так

как поврежденность материала, связанная с образованием дефектов структур-

ного уровня, должна быть отнесена к категории представительных показателей

его качества. Деформационное разрыхление компактных в исходном состоянии

металлических материалов, адекватное их поврежденности [12], является при-

чиной изменения физико-механических свойств: упругости, твердости, вязко-

сти разрушения, температуры хрупкости, стойкости в отношении агрессивных

сред и др.

Существующие модели накопления рассеянных повреждений предлага-

лись в основном применительно к длительной работе материала при статиче-

ском или циклическом нагружении, причем в качестве меры наработки прини-

мались, как правило, время или число циклов нагружения, а за условие пре-

дельного состояния - достижение одним или несколькими параметрами, харак-

теризующими поврежденность, некоторого значения, являющегося константой

материала.

Ниже рассматривается кратковременное статическое деформирование, ко-

гда представительной характеристикой материала служит деформация, при

этом состояние структуры материала, его поврежденность, оценивается степе-

нью деформационного разрыхления.

Исследуем одноосное растяжение тела в предположении о его макроско-

пической однородности. Пренебрегая упругой деформацией ввиду ее малости

по сравнению с остаточной, т.е. принимая жестко-пластическую модель тела с

упрочнением, рассмотрим структурные параметры а(ε) и β(ε), которые при об-

щей деформации

ε = εп + εр (1)

(ε, εn, εр - общая текущая деформация, пластическая деформация и дефор-

мация разрыхления) определяются соотношениями

а (ε) = εр/ε; β(ε) = εр/׀εn(2) .׀

На основании (1) и (2) получаем

а (ε) = β(ε)/[1+β(ε)]. (3)

Параметр β(ε) можно формально связать с коэффициентом поперечной де-

формации, который является одной из важных характеристик деформационных

процессов в материале, обусловленных изменением его плотности. Действи-

тельно, если ε ‗ - поперечная деформация, то

µ= -

= -

.

Учитывая, что рост пор происходит в основном в направлении действую-

щих напряжений, т.е. в осевом направлении, поперечной деформацией εр‘ от

разрыхления можно пренебречь. Тогда

24



µ= -

= -

=

=

.

Отсюда находим

β(µ) =

(4)

и на основании (3) имеем

а(µ) = 1 - 2µ (5)

Зависимости (4) и (5) графически представлены на рис. 1, а на рис.2 пока-

заны общий вид диаграммы деформаций жестко-пластического тела (кривая 1),

типичная зависимость коэффициента поперечной деформации от степени де-

формации (кривая 2) и соответствующая кривая 3, рассчитанная по формуле

(5) с учетом характера кривой 2. Там же кривая 4 иллюстрирует зависимость

εр = а(ε) ε (6)

при а(ε), изменяющейся в соответствии с кривой 3.

Рис. 1. Зависимость структурных параметров а (1) и β (2) коэффициента попе-

речной деформации

Заметим, что разрыхление материала приводит к изменению его объема,

причем если оперировать логарифмическими деформациями, при растяжении

цилиндрического образца, когда ε = 1n(l/l0), ε’ = 1 n(d/d0), получаем

=

= e

ε+2 ε’ = e

(1-2µ)ε = ,

то есть

εр = 1n(V/V0) (7)

где V0 ,V – исходный и текущий объемы деформируемого материала.

Для объяснения характера зависимости (6) (на рис. 2 кривая 4) рассмот-

рим, пренебрегая второстепенными деталями, физическую модель в виде

структурированной среды, одно-, двух- и трехмерные элементы которой в ис-

ходном состоянии касаются друг друга «без зазоров», а силы взаимодействия

между ними в плоскостях стыков обеспечивают целостность тела.

При нагружении тела сначала вследствие несогласованности размеров и

геометрических форм, а также анизотропии и различия свойств элементов

структуры в отдельных микрозонах возникают вспышки напряжений, приво-

25



и

эв

э- >р 1-

э-

дящие к локальным пластическим деформациям и надрывам в виде микропор и

микротрещин, размеры которых соизмеримы или меньше размеров элементов.

Дальнейшее нагружение сопровождается увеличением числа микродефектов,

однако темп роста их количества в процессе деформирования снижается в связи

с взаимной адаптацией структурных элементов и их самоорганизацией. Этот

период соответствует устойчивому упругопластическому деформированию на

стадии упрочнения (на рис. 2 участок слева от штрихпунктирной линии).

Рис. 2. Общий вид кривых, характеризующих процессы деформирования и раз-

рыхления материала при растяжении: 1- кривая деформаций; 2, 3, 4 – зависимо-

сти коэффициента поперечной деформации, структурного параметра а и де-

формации разрыхления от общей деформации.

В определенном интервале макродеформаций происходит насыщение тела

микродефектами до некоторого характерного для данного материала уровня,

при котором микроразрыхление за счет роста количества микродефектов сме-

няется разрыхлением за счет роста их размеров, в том числе путем слияния от-

дельных микропор и микротрещин. Темп разрыхления с ростом макродеформа-

ции начинает увеличиваться, и в конечном итоге приводит к образованию мак-

ротрещины, что соответствует характеру кривой εр(ε) на стадии разупрочнения

материала (на рис. 2 участок справа от штрихпунктирной линии).

Описанная модель внутренне не противоречива, хотя и не лишена недо-

статков. Она, в частности, не отражает в явном виде изменений в материале,

происходящих на дислокационном уровне, не учитывает возможности фазовых,

полиморфных и других превращений. Тем не менее модель неплохо согласует-

ся с известными экспериментальными данными и подходами [12-15 и др.].

Косвенным подтверждением 5-образного вида кривой накопления повре-

ждений является ее корреляция с характером изменения некоторых структурно-

чувствительных параметров процесса прохождения акустических сигналов по

деформируемому материалу.

Опыты проводили на круглых образцах из стали 20 в состоянии поставки.

Образцы подвергали одноосному растяжению до различной степени деформа-

ции, после чего их обтачивали для удаления возникшего при деформировании

искажения геометрической формы рабочей части, в том числе за счет шейки.

26



Затем на один торец образца прикрепляли датчик имитатора сигналов акусти-

ческой эмиссии, на другой торец - акустический датчик. От специального гене-

ратора подавались сигналы на имитатор, а параметры акустических сигналов,

воспринимаемые датчиком, регистрировались акустико-эмиссионной аппарату-

рой ―ЕМА‖ (совместное венгерско-украинское производство). В результате об-

работки опытных данных установлено, что с ростом деформации образца ам-

плитуда А воспринимаемых акустических сигналов затухает, а время R возрас-

тания сигналов до максимального значения амплитуды, т.е. длительность собы-

тия АЭ, наоборот, увеличивается (рис. 3).

Рис. 3. Зависимости амплитуды акустических сигналов (1) и длительности

события (2) от степени деформации (сталь 20).

При этом, что весьма важно, форма (геометрия) обеих кривых – А(ε) и R(ε)

– соответствует форме кривой εр(ε), построенной по уравнению (6) с учетом (5).

Практическое использование описанной выше модели иллюстрируют ре-

зультаты испытаний двух сталей разных классов и серого чугуна. На рис. 4 и 5

представлены данные испытаний стали 35 в состоянии поставки (опыты авто-

ров) и малолегированной стали 15ХГ2СФР, подверженной закалке и отпуску

[16].

Рис. 4. Результаты испытаний

стали 35.

Рис. 5. Результаты испытаний

стали 15ХГСФР.

27



На рисунках показаны экспериментальные кривые деформирования ука-

занных сталей и соответствующие кривые изменения коэффициента попереч-

ной деформации, а также рассчитанные по описанной выше методике кривые,

характеризующие процесс накопления повреждений (разрыхления) в деформи-

руемой стали.

Как видно, кинетика процесса разрыхления в обеих сталях качественно

одинакова. Однако темп роста повреждений в легированной стали заметно вы-

ше, точка перегиба на кривой соответствует деформации 2%, в то время как в

стали 35 ускоренный рост повреждений начинается в области деформаций 4%.

В результате при общей деформации 10% разрыхление легированной стали

приблизительно в 1,5 раза выше, чем стали 35.

К сожалению, отсутствие достоверной информации о характере кривой

µ(ε) на участке разупрочнения не позволяет провести необходимый анализ про-

цесса накопления повреждений вплоть до макроразрушения. Вместе с тем спе-

циально поставленные в рамках настоящей работы исследования показали, что

на участке, предшествующем образованию макротрещины, коэффициент попе-

речной деформации может снижаться до значений 0,10...0,15, а уровень дефор-

мации разрыхления достигает 20% и более, при общей деформации 25...30%.

Об этом свидетельствуют данные, полученные при испытания обточенных (с

целью устранения шейки) предварительно деформированных образцов из стали

20 (рис. 6).

Рис. 6. Зависимости коэффициента поперечной деформации и параметров

структуры стали 20 от степени деформации на конечном

участке стадии разупрочнения

Самостоятельный интерес представляет моделирование процессов разрых-

ления квазихрупких материалов, к которым могут быть отнесены и серые чугу-

ны. Определение коэффициентов поперечной деформации этих материалов за-

труднено ввиду их малой деформируемости, поэтому обработку опытных дан-

ных осуществляли следующим образом. Результаты непосредственных измере-

ний представляли в виде диаграмм деформаций ζ(ε1) и ζ(ε2), построенных в до-

28



статочно большом масштабе, по ним с интервалом по ε в 0,05% определяли ко-

эффициент поперечной деформации.

Как видно из рис. 7, на котором представлены результаты испытаний чу-

гуна в условиях растяжения и сжатия, при одноосном растяжении коэффици-

ент поперечной деформации в процессе деформирования уменьшается, что

свидетельствует об увеличении темпа разрыхления по мере деформирования, а

при одноосном сжатии, наоборот, рост деформаций сопровождается увеличе-

нием коэффициента µ и, следовательно, снижением темпа разрыхления.

На рис. 7 приведены, кроме того, кривые роста поврежденности чугуна

при деформировании, построенные по уравнению (6), а также кривые измене-

ния параметра а при растяжении и сжатии в зависимости от степени деформа-

ции.

Рис. 7. Диаграммы деформаций и зависимости параметров структуры серо-

го чугуна от степени деформации: 1 – 4 то же, что на рис. 2 (при растяжении);

5 – 8 – то же, что на рис. 2 (при сжатии)

Характер кривых εр(ε) говорит о том, что процесс накопления рассеянных

повреждений у материалов типа серых чугунов в условиях растяжения протека-

ет более интенсивно, чем при сжатии, причем в условиях сжатия поврежден-

ность при определенных уровнях общей деформации может достигать некото-

29



рого насыщения, при котором наступает квазиравновесное структурное состоя-

ние материала – образование новых пор компенсируется закрытием (залечива-

нием) ранее образовавшихся дефектов. Такое состояние, естественно, не может

быть устойчивым и при дальнейшем росте деформации заканчивается образо-

ванием макротрещин, что приводит к окончательному разрушению тела.

Резюме Обговорюється нова феноменологічна модель накопичення пошкоджень в

металевих матеріалах при статичному розтязі. За основний параметр поточного

стану матеріалу, якому ставиться у відповідність міра розпушування, прийнято

коефіцієнт поперечної деформації на стадії знеміцнення (на спадаючій ділянці

кривої деформування).

Запропонована модель задовільно описує результати спеціально поставле-

них експериментів.

Summary

A new phenomenological model for damage accumulation in metallic materials

under static tension is discussed, A transverse strain factor at the loosening, stage (de-

scending portion of the stress-strain curve) is taken as a key parameter of the material

current state which is associated with the degree of loosening.

The model proposed describes adequately the results of the experiments for the

purpose.

1. Ильюшин A. A., Победря Б. E. Основы математической теории термо-

вязкоупругости. – М.: Наука, 1970. – 280 с.

2. Болотин В, В. Ресурс машин и конструкций. – М.: Машиностроение,

1990. – 447 с.

3. Павлов П. А. Механические состояния и прочность материалов. – Л.:

Изд-во Ленигр. ун-та, 1980. – 175 с.

4. Гэрсон. Континуальная теория вязкого разрушения, обусловленного об-

разованием и ростом пор. Ч. 1. Критерий текучести и законы течения для пори-

стой пластической среды // Теор. основы инж. расчетов. – 1977. – 1. – С. 1 –

17.

5. Perzyna Р., Novak Z. Evaluation equation for the void fraction parameter in

necking region // Arch. Mech. – 1987. – 39, N 1 – 2. – P. 71 – 89.

6. Marini B., Mudry F., Pineau A. Experimental study of cavity growth in duc-

tile rupture // Eng. Fract. Mech. – 1985. – 22, N 6. – P. 989 – 996.

7. Kong X., Zhao H., Holland D., Dahl W. The effect of triaxial stress on void

growth and vield equations of power-hardening porous materials // Steel research. –

1992. – N 3. – P. 120 – 125.

8. Holland D., Kong X, Schluter N., Dahl W. Investigations concerning quanti-

tative determination of local damage in ductile materials 11 Steel research. – 1992. –

N 8. – P. 361 – 367.

9. Лебедев А. А., Чаусов Н. Г., Зайцева Л. В. Влияние вида напряженного

состояния на кинетику разрушения и трещиностойкость мартенситно-

стареющей стали. Сооб. 1. Исследование стадийности процесса разрушения //

Пробл. прочности. – 1991. – 8. – С. 3 – 13.

30



10. Влияние вида напряженного состояния на кинетику накопления повре-

ждений и трещиностойкость корпусной стали 15Х2МФА в разных состояниях.

Сообщ. 1. Стадийность процесса разрушения стали КП60 / А. А. Лебедев, Н. Г.

Чаусов, Л. В. Зайцева, А. В. Гетманчук // Там же. – 1993. – 3. – С. 5 – 11.

11. Влияние вида напряженного состояния на кинетику накопления повре-

ждении и трещиностойкость корпусной стали 15Х2МФА в разных состояниях.

Сообщ. 2. Стадийность процесса разрушения сталей КП80 и КП100 / А. А. Ле-

бедев, Н. Г. Чаусов, Л. В. Зайцева, В. Гетманчук // Там же. – 1993. – 3. –

С. 13 – 20.

12. Колмогоров В. Л. Механика обработки металлов давлением. - М.: Ме-

таллургия, 1986. – 508 с.

13. Черемский П. Г., Селезов В. В., Бетехтин В. Я. Поры в твердом теле. –

М.: Энергоатомиздат, 1990. – 376 с.

14. Пластическая деформация и разрушение кристаллических тел. Сообщ.

1. Деформация и развитие микротрещин / В. И, Бетехтин, В. И. Владимиров,

А.Г. Кадомцев, А. И. Петров // Пробл. прочности. – 1979. – 7. – С. 38 – 45.

15. Черепанов Г. П. Механика хрупкого разрушения. - М.: Наука, 1974. –

640 с.

16. Флоря С. А. Исследование коэффициента поперечной деформации ста-

ли 15ХГ2СФР в упругой и пластической области // Совершенствование строи-

тельных конструкций и строительного производства.- Кишинев, 1984. – С. 69 –

71.

перепечатка: Проблемы прочности, 1995, 7, с. 31 - 40.

31



СЕКЦІЯ 1

ПРОБЛЕМИ ТА ПЕРСПЕКТИВИ РОЗВИТКУ

СФЕР ТЕХНІЧНОГО РЕГУЛЮВАННЯ,

СПОЖИВЧОЇ ПОЛІТИКИ ТА

МЕНЕДЖМЕНТУ ЯКОСТІ

32



ВИЗНАЧЕННЯ КРИТЕРІЇВ ОЦІНКИ ЯКОСТІ РОБОТИ ВИКЛАДАЧА В

СИСТЕМІ МЕНЕДЖМЕНТУ ЯКОСТІ ВНЗ

Бондаренко Г. Г., Чернобай Н. В., Сіроклин В. П., к.т.н.

Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського

«Харківський авіаційний інститут»,

м. Харків

Якість освіти або отримання на виході затребуваного роботодавцями фахі-

вця в першу чергу залежить від якості роботи викладача.

Система забезпечення вищими навчальними закладами якості освітньої ді-

яльності та якості вищої освіти (система менеджменту якості) згідно з законом

України «Про вищу освіту» 1556-VII від 01.07.2014 ст. 16 п. 2 зокрема пе-

редбачає здійснення щорічного оцінювання науково-педагогічних працівників

вищого навчального закладу та регулярне оприлюднення результатів таких оці-

нювань.

В освітніх установах України застосовуються різні критерії оцінки якості

роботи педагогічних працівників [1 – 5]. Як правило, результати оцінювання за

цими критеріями використовують для визначення можливості займати ту чи

іншу посаду конкретним викладачем, при проходженні процедури конкурсного

відбору на заміщення вакантних посад, для визначення рейтингу кожного ви-

кладача. Слід зазначити, що наразі уніфікованого та / або нормованого переліку

критеріїв для оцінки якості роботи викладача вищого навчального закладу не

визначено. Тому розробка такого переліку критеріїв є актуальною.

У Національному аерокосмічному університеті ім. М. Є. Жуковського

«Харківський авіаційний інститут» розроблена і впроваджена рейтингова сис-

тема оцінювання науково-педагогічних працівників (далі – НПП). Рейтингове

оцінювання діяльності НПП, кафедр і факультетів Університету – одна із форм

кількісного аналізу та контролю розвитку і підвищення якості діяльності Уні-

верситету з урахуванням вкладу в нього всіх НПП, кафедр та факультетів, що

забезпечує ефективний моніторинг [6].

Система передбачає оцінювання за показниками, які відносяться до особи-

стих даних НПП (науково-педагогічний стаж, вчене звання, загальна кількість

наукових публікацій) та діяльності НПП у поточному навчальному році (навча-

льні доручення, навчально-методична робота, науково-дослідна робота, органі-

заційно-методична робота, виховна робота, підвищення кваліфікаційного рівня,

нагороди і гранти).

Комплексні показники системи рейтингу забезпечують прозорість, досту-

пність для НПП, достовірність (враховуються лише ті види діяльності, резуль-

тати яких можуть бути документально підтверджені) але не враховують вимог

студентів, які теж є учасниками освітнього процесу (зацікавленою стороною) і

мають право брати участь в оцінюванні якості освітньої діяльності [7].

Для вдосконалення рейтингового оцінювання діяльності НПП в Націона-

льному аерокосмічному університеті ім. М. Є. Жуковського «Харківський авіа-

ційний інститут» проведено анкетування студентів 2 – 5 курсу.

33



Студентам було запропоновано оцінити значущість критеріїв за двома гру-

пами (рейтингової системи і групи показників, які стосуються професійних та

особистих якостей викладача вищої школи).

До першої групи увійшли такі критерії:

1) наявність вченого звання (с.н.с, доцент, професор ХАІ, професор);

2) лауреат Державної премії, Володар почесного звання України;

3) кількість наукових публікацій;

4) наявність патентів, корисних моделей, свідоцтв та інше;

5) керівництво роботою студента (дипломники з оцінкою відмінно);

6) керівництво дипломами магістрів в рамках наукових проектів за про-

грамами Темпус та Еразмус +;

7) отримання міжнародного гранту, Державні нагороди та інше;

8) підвищення кваліфікації;

9) кількість балів (позиція) в рейтинговій системі;

10) робота в наукових радах, в редколегії наукових журналів, інше.

За результатами досліджень методик, які застосовують інші ВНЗ [8 – 9], в

основу другої групи покладено такі критерії:

1) манера спілкування (тактовність, доброзичливість, інше);

2) особисті якості (чуйність, наявність почуття гумору тощо);

3) професійна грамотність та компетентність;

4) реалізація міждисциплінарних зв‘язків;

5) логічна послідовність викладання лекційного матеріалу;

6) творчий підхід до викладання;

7) актуальність матеріалу, його документування та візуалізація;

8) прозорі та об‘єктивні критерії оцінювання досягнення студентів;

9) стимулювання активності та творчого мислення;

10) уміння не тільки вислухати студента але і погодиться з ним;

11) орієнтування на використання наданого матеріалу в майбутній профе-

сійній діяльності;

12) складність та об‘єм контрольних заходів.

Для оцінювання використовувалися кількісна семибальна шкала Лікерта та

якісна трибальна шкала.

За результатами опитування критерії першої групи отримали від 3,9 до 5,0

балів за шкалою Лікерта і від 1,5 до 2,3 за трибальною, а критерії другої групи –

від 5,1 до 6,6 балів за шкалою Лікерта і від 1,9 до 2,9 за трибальною.

Результати інтерв‘ювання наглядно демонструють, що рейтингова система

охоплює не всі критерії, за якими на думку студентів, повинна здійснюватися

оцінка діяльності викладачів. Зокрема жоден з критеріїв діючої рейтингової си-

стеми не набрав найвищий рівень значущості за шкалою Лікерта.

На думку опитуваних студентів критерії другої групи виявилися більш ва-

жливими.

На підставі отриманих результатів, для вдосконалення, уніфікації, підви-

щення об‘єктивності і ефективності системи рейтингового оцінювання науково-

педагогічних працівників ВНЗ пропонується доповнити існуючий перелік кри-

теріями з другої групи.

34



Література

1. Положення про щорічну рейтингову оцінку роботи професорсько-

викладацького складу Одеської національної академії зв‘язку ім. О. С. Попо-

ва [Електронний ресурс]. – Режим доступу:

https://onat.edu.ua/dif_files/inform/polojennya_reitung.doc.

2. Тимчасове положення щодо визначення рейтингу науково-Педагогічних пра-

цівників. Національний технічний університет України «Київський політех-

нічний інститут» [Електронний ресурс]. – Режим доступу:

http://naeps.kpi.ua/kbis.metod.mater/4.doc.

3. Тимчасове положення щодо визначення рейтингу науково-Педагогічних пра-

цівників Одеська державна академія будівництва та архітектури. [Електрон-

ний ресурс]. – Режим доступу: http://www.ogasa.org.ua/info/401-timchasove-

polozhennya-schodoviznachennya-reytingu-naukovo-pedagogchnih-

pracvnikv.html.

4. Положення про визначення рейтингу діяльності викладачів та роботи кафедр

за результатами навчальної, наукової, методичної, виховної та організаційної

роботи в Комунальному закладі «Харківська гуманітарно-педагогічна акаде-

мія» Харківської обласної ради [Електронний ресурс]. – Режим доступу:

http://www.hgpa.kharkov.com/upload/normatyvni/pologennya-reyting.pdf.

5. Положення про рейтингове оцінювання викладача, кафедри, факультету (ін-

ституту) у Східноєвропейському національному університеті імені Лесі

Українки [Електронний ресурс]. – Режим доступу:

http://ed.eenu.edu.ua/documents/download/42.

6. Положення «Рейтингове оцінювання діяльності науково-педагогічних пра-

цівників, кафедр і факультетів» [Електронний ресурс]. – Режим доступу:

http://www.khai.edu/uploads/editor/1/2/sitepage_16/files/xai_reytynhove_otsinyuv

annya_diyalnosti_naukovo_pedahohichnykh_pratsivnykiv_kafedr_i_fakultetiv_20

15.pdf.

7. Чернобай Н. В., Бондаренко Г. Г., Сіроклин В. П. Залучення студентів до

оцінювання якості роботи викладачів. Матеріали Міжнародної науково-

практичної конференції «Інноваційні технології одержання виробів різного

функціонального призначення, їх стандартизація та сертифікація», м. Херсон.

– Херсон: вид-во ПП Вишемирський В. С., 2016. – С. 25 – 29.

8. «Преподаватель глазами студента». Об изучении мнений студентов о качест-

ве педагогической деятельности преподавателя [Електронний ресурс]. – Ре-

жим доступу: www.culturalnet.ru/main/getfile/1338.

9. Опрос «Преподаватель глазами студентов» [Електронний ресурс]. – Режим

доступу: http://www.iktrd.hneu.edu.ua/Statistics/rating/content/anketa.html.

35

https://onat.edu.ua/dif_files/inform/polojennya_reitung.doc

http://www.khai.edu/uploads/editor/1/2/sitepage_16/files/xai_reytynhove_otsinyuvannya_diyalnosti_naukovo_pedahohichnykh_pratsivnykiv_kafedr_i_fakultetiv_2015.pdf





http://www.culturalnet.ru/main/getfile/1338

http://www.iktrd.hneu.edu.ua/Statistics/rating/content/anketa.html



ОСНОВНІ АСПЕКТИ ВПРОВАДЖЕННЯ СИСТЕМ УПРАВЛІННЯ

ЯКІСТЮ В ОРГАНІЗАЦІЯХ

Карбівнича Т. В., к.т.н., доцент, Сподар К. В., к.т.н., старший викладач

Харківський державний університет харчування та торгівлі,

м. Харків

На сьогоднішній день поняття якості трактується по різному. Міжнародна

організація по стандартизації визначає якість «як сукупність властивостей і ха-

рактеристик продукції чи послуг, що надають їм здатність задовольняти обумо-

влені чи передбачувані потреби» (стандарт ІSО-8402). Тобто якість – це ком-

плексне поняття, яке характеризує ступінь ефективності сторін діяльності та

сукупне визначення властивостей продукції, що зумовлюють міру її здатності

задовольняти потреби людини відповідно до свого призначення.

Відповідно до Держстандарту управління якістю продукції «система

управління якістю на підприємстві – це взаємопов‘язаний комплекс заходів для

встановлення, забезпечення і підтримання потрібного рівня якості продукції під

час її розроблення, виробництва, експлуатації або споживання, здійснюваних

шляхом систематичного контролю якості і цілеспрямованого впливу на умови і

чинники, що зумовлюють якість продукції» [1].

Серія стандартів ДСТУ ISO 9000-9004 є національними та використову-

ються в якості еталону під час оцінювання системи забезпечення якісних харак-

теристик продукції, що виготовляється [2]. Спираючись на основні вимоги да-

ної серії стандартів визначаються обов‘язкові мінімальні вимоги, які висува-

ються до постачальників для гарантування споживачам отримання продукції

відповідно до його запитів.

Згідно Настанови щодо застосування ДСТУ ISO 9001:2001 у виробництві

харчових продуктів та напоїв «впровадження системи управління якістю по-

винне бути стратегічним рішенням найвищого керівництва організації. На роз-

роблення і впровадження організацією системи управління якістю впливають

зміна потреб, конкретні цілі, продукція, яку постачають, застосовувані процеси,

а також розмір та структура організації». Цей державний стандарт ґрунтується

на восьми принципах управління якістю [2].

Використання основних принципів управління якістю дає змогу робити

важливі внески в управління основними витратами та виробничими ризиками,

що забезпечує безпосередні переваги на ринку.

В світовій практиці існує типова модель системи управління якістю, в ос-

нову якої покладено процес, який «показує, що зацікавлені сторони відіграють

важливу роль у визначенні вимог як входів. Моніторинг задоволеності зацікав-

лених сторін вимагає оцінювання інформації, пов‘язаної зі сприйняттям заціка-

вленими сторонами того, як виконала організація їхні вимоги» [3]. Дана модель

не деталізує процеси.

При оцінці досконалості організації на основі сучасної філософії та ідеоло-

гії бізнесу найчастіше використовують Європейську модель досконалості

(TQM).

Проте міжнародна практика показує, що для успішного функціонування

організації однієї системи сертифікації недостатньо, тому сертифікацію систем

36



якості необхідно удосконалювати та впроваджувати за допомогою методів і

принципів TQM.

Система TQM є комплексною системою, яка орієнтована на мінімізацію

виробничих витрат, постійне підвищення якості, постачання продукції у визна-

чений договором строк. Основна філософія TQM базується на принципі – по-

ліпшенню немає межі. У системі TQM використовуються прямопропорційні

цілям методи керування якістю, де однією з головних особливостей системи є

використання колективних форм та методів пошуку, аналізу та рішення про-

блем, постійна участь усього колективу організації в поліпшенні якості.

При розробці систем управління якістю в організаціях на основі принципів

TQM залучається більша частина співробітників організації, які під час втілен-

ня даної системи повинні застосовувати сучасні управлінські, організаційні, ін-

формаційні, експертні технології. Процес перебудови системи управління якіс-

тю вимагає тривалого періоду та узгодженістю її етапів.

Основуючись на показниках моніторингу впровадження та сертифікації

систем управління, можна зробити висновок, що використання методології

TQM забезпечує, в першу чергу, підвищення рівня задоволеності клієнтів про-

дукцією, що є обов‘язковою вимогою стандартів. Також дана методологія збі-

льшує прибуток та соціальний ефект, підвищує продуктивність праці, забезпе-

чує економічну стійкість організації, підвищує рівень якості управлінських рі-

шень, впровадження сучасних досягнень у технологіях та техніці [4].

На сьогодні впровадження систем управління якістю на підприємствах, що

основуються на вимогах міжнародних стандартів, незмінно визначає загальну

ідею, курс, методи та принципи, складові елементи загального процесу управ-

ління будь-якою організацією, що надає ряд економічних, соціальних, управ-

лінських, рейтингових переваг для вітчизняних організацій. Підтвердженням

цього є зростаюча кількість підприємств, що прагнуть виробляти конкурентно-

здатну продукцію та тривалий час працювати на внутрішньому та зовнішньому

ринках. Урахування впливових чинників у процесі розроблення та впроваджен-

ня систем управління якістю за міжнародними стандартами забезпечить його

оптимізацію, зменшення витрат і досягнення відповідних переваг підприємства

на ринках.


1. ДСТУ ISO 9001-2001. Системи управління якістю. Вимоги. – На заміну

ДСТУ ISO 9001-95, 9002-95, 9003-95. – К.: Держстандарт України, 2001. –

24 с.

2. Законодавство України про стандартизацію, метрологію і сертифікацію: за-

кони і законодавчі акти/ Редкол.: В. С. Ковальський (гол.), В. Г. Гончаренко

та ін. – К.: Юрінком Інтер, 2003. – 446 с.

3. Віткін Л. Світовий досвід упровадження та сертифікації систем управління //

Стандартизація. Сертифікація. Якість. – 2010. – 2. – с.43 – 49.

4. Хмель В., Бараболя Л. Упровадження та сертифікація систем управління. По-

казники моніторингу / В. Хмель, Л. Бараболя // Стандартизація, якість. –

2013. – 2. – С. 49 – 52.

37



НОРМАТИВНО-ПРАВОВЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ІННОВАЦІЙНОГО

РОЗВИТКУ МЕТРОЛОГІЧНОЇ СИСТЕМИ УКРАЇНИ

Серьогіна М. Є., магістр, Криль М. О., магістр,

Зубрецька Н. А., д.т.н., професор

Київський національний університет технологій та дизайну,

м. Київ

Розвиток національної метрологічної системи, як складової частини систе-

ми технічного регулювання, є важливим для інноваційного розвитку науково-

технічного потенціалу України, оскільки інноваційний рівень виробництва,

боєздатності військової техніки, безпечність умов праці та навколишнього се-

редовища залежить від рівня довіри до результатів вимірювання. Інноваційна

діяльність у цій сфері, спрямована на модернізацію наявних засобів вимірюва-

льної техніки (ЗВТ), удосконалення процедур їх застосування, використання та

комерціалізацію наукових розробок, визначає перспективи розвитку національ-

ної системи метрологічного забезпечення (МЗ), її організаційно-функціональної

структури, технічної та нормативно-правової складових.

Нормативне та правове забезпечення інноваційної діяльності в сфері мет-

рології, що складається з низки законодавчих та нормативних документів (НД)

різного рівня, впливає на ефективність функціонування системи МЗ. У резуль-

таті аналізу встановлено, що на даний момент нараховується близько 200 НД,

що регламентують порядок впровадження та поширення інноваційних розробок

для організації процесів та процедур метрологічного контролю України – під

час проведення оцінки відповідності продукції, випробування та калібрування

ЗВТ. Масив цих документів охоплює низку ухвалених указів президента, зако-

нів України та підзаконних актів [1 – 4].

Аналіз показав, що сьогодні фонд НД національної метрологічної системи

нараховує майже 2400 документів, проте понад більшість з них (80%) є застарі-

лими та не відповідають тенденціям розвитку цієї сфери, гальмують її системні

зрушення, обумовлені процесами євроінтеграції [5]. Крім того, існуюча націо-

нальна система МЗ не відповідає сучасним вимогам щодо організації та управ-

ління промисловим виробництвом продукції різного цільового призначення.

МЗ сьогодні повинно задовольняти умови щодо оптимізації управління техно-

логічними процесами і підприємством в цілому, стабілізувати процеси, підтри-

мувати якість під час виготовлення продукції за рахунок попереджування не-

відповідностей на основі впровадження прогресивних інформаційно-

вимірювальних технологій, сучасних інтелектуальних засобів та систем оброб-

ки і аналізу вимірювальної інформації.

Відповідно до вимог нової редакції Закону України «Про метрологію та

метрологічну діяльність», існуючі НД потребують внесення змін, розробки но-

вих, гармонізації з відповідними міжнародними, в першу чергу, з документами

МОЗМ (OIML), Міжнародної організації зі стандартизації (ISO), Міжнародної

електротехнічної комісії (IEC) та ін. Цей закон регламентує розмежування ре-

гуляторних та наглядових функцій у сфері метрології; розмежування адмініст-

ративних та господарських послуг; гармонізацію законів та НД з документами

організації Європейської співпраці із законодавчої метрології (WELMEC); зву-

38



ження сфери нормативного та законодавчого регулювання метрологічної діяль-

ності; розширення механізмів акредитації для підтвердження компетенції

суб‘єктів, що здійснюють цю діяльність. Впровадження Директив Європейсь-

кого Союзу та розроблення на їх основі технічних регламентів є перспективним

напрямком для розвитку метрології. Це задовольнить умови європейських ор-

ганізацій щодо визнання результатів вимірювань і випробувань вітчизняної

продукції на міжнародному рівні.

У результаті аналізу масиву нормативно-правових актів України у галузі

метрології встановлено, що, незважаючи на кризові явища в соціальному, полі-

тичному та економічному житті країни, протягом 2014 – 2016 років прийнято

низку законодавчих документів [6]. Аналіз їх ключових положень та вимог по-

казав, що найбільш вагомими є закони України «Про метрологію та метрологі-

чну діяльність», «Про стандартизацію», Постанови КМУ про затвердження ни-

зки технічних регламентів, накази Міністерства економічного розвитку та тор-

гівлі про діяльність метрологічних служб та про особливості організації проце-

дур вимірювання та метрологічного нагляду. Метою міжнародних норм, вклю-

чених до Закону України «Про метрологію та метрологічну діяльність» є ско-

рочення невиправданого втручання державних суб‘єктів метрологічної системи

в діяльність підприємств і організацій [7].

Прийняття вище зазначених документів дає можливість пришвидшити пе-

рехід національної системи МЗ на шлях інноваційного розвитку та ввести і ви-

користовувати норми міжнародного законодавства у нормативно-правовому

забезпеченні метрологічної діяльності Україні. Розвиток національної метроло-

гічної системи відповідно вимог сучасної інноваційної нормативної бази сти-

мулює ефективне функціонування системи технічного регулювання, підвищен-

ня конкурентоспроможності продукції національного виробника та регулюва-

тиме норми захисту інтересів та прав споживачів від наслідків недостовірних

результатів вимірювань.


1. Закон України «Про інноваційну діяльність» від 04.07.2002 40-VII: Редак-

ція станом на 05.12.2012.

2. Закон України «Про пріоритетні напрями інноваційної діяльності в Україні»

від 16.10.2012 3715-17 (Редакція станом на 05.12.2012).

3. Закон України «Про інвестиційну діяльність» від 18.09.1991 1560-ХІІ: Ре-

дакція станом на 06.11.2014.

4. Закон України «Про наукову і науково-технічну діяльність» від 26.11.2015

848-VIII: Редакція станом на 01.08.2016.

5. Павленко В.П. Метрологічна система України. Стан та перспективи розвитку

// Метрологія-2012. –2012 – С. 4–8

6. Нормативно-правові акти з метрології. [Електронний ресурс]. – Режим до-

ступу: http://www.me.gov.ua/

7. Закон України «Про метрологію та метрологічну діяльність» від 05.06.2014

1314-VII : Редакція станом на 10.02.2016.

39

http://www.me.gov.ua/Documents/Detail?lang=uk-UA&id=54c1d37f-ebd5-4558-8e65-2f0f0e2fdce3&title=NormativnopravoviAktiZMetrologii



ШЛЯХИ ПОКРАЩЕННЯ ЯКОСТІ МОРСЬКИХ ТРАНСПОРТНИХ

ПЕРЕВЕЗЕНЬ В УКРАЇНІ

Зборовська І. А.1, к.т.н., доцент, Давидова Д. Д.

2, менеджер

1 – Одеська державна академія технічного регулювання та якості

2 – ТОВ «Формаг»,

м. Одеса

Морські перевезення – один із найбільш розповсюджених та ефективних

засобів міжнародних вантажних перевезень на далекі відстані. Він надійний,

вантажі можуть зберігатися та перевантажуватися, усі операції перевезень уз-

годжені, знаходяться в ланцюзі складної транспортної схеми від постачальника

вантажу до пункту його призначення.

Головна мета забезпечення якості морських перевезень – це необхідна

продукція у визначеному місці, в назначений термін, при мінімальних затратах

та в задовільному стані з дотриманням існуючих екологічних нормативів.

Мета статті. Проаналізувати сучасний стан морської транспортної логіс-

тики та її складових, запропонувати заходи щодо поліпшення якості морських

транспортних перевезень.

Морські транспортні перевезення є складовою частиною економіки Украї-

ни і поєднують її зі світовою економікою, тому якість надання послуг в цій га-

лузі має великий вплив на конкурентну спроможність Української економіки в

цілому. Так як морські перевезення – це комплексна система, в яку входить ба-

гато складових, то якість перевезень залежить від багатьох факторів: якості ро-

боти транспортних засобів, доставки вантажу в порти, роботи портів, терміна-

лів, складів, фрахту суден, страхування грузів та їх таможене очищення, відс-

теження грузів. Доставка грузів в точно призначені строки при мінімізації ви-

трат на транспортування, їх безпека та збереження – основні напрямки удоско-

налення транспортних технологій в сфері руху товарів, інтеграцїї виробничих

та транспортних процесів.

За останнє десятиріччя в Україні прийнято ряд законодавчих актів щодо

питань морської галузі та її реорганізації.

Основними законодавчими та нормативними актами в сфері морського го-

сподарства, що діють на території України, є: Кодекс торгового мореплавства

України, Закон України «Про транспорт»; Водний кодекс України; Транспортна

стратегія України на період до 2020 р.; Постанова Кабінету Міністрів України

від 5 березня 2009 р. 227: «Питання Державної адміністрації морського і річ-

кового транспорту», Закон України «Про морські порти України» та інші.

Існують фактори, які негативно впливають на якість надання послуг в мор-

ській галузі України, серед яких особливе значення мають: відсутність єдиної

комплексної програми розвитку морської галузі як в цілому, так і в окремих її

складових; різна підвідомча підпорядкованість підприємств і закладів, які здій-

снюють діяльність в морській галузі; відсутність системної інформаційної та

методичної підтримки суб‘єктів ведення господарства, діяльність яких

пов‘язана з морегосподарським комплексом регіону, нестача спеціалістів висо-

кої кваліфікації по суміжним професіям.

40



Забезпечення високої якості перевезення вантажу та задоволення потреб

клієнта – є головною задачею сучасних логістичних компаній. На даний момент

галузь перенасичена кількістю компаній, що пропонують транспортно-

експедиторські послуги. Лише в Одесі зареєстровано більше ніж 300 компаній.

У цей час, у зв‘язку із теперішніми подіями у країні, кількість імпорту та екс-

порту стрімко падає, що спричиняє також і зменшення попиту на дану послугу.

Для збереження клієнтів та приваблювання нових, компанії зобов‘язані по-

стійно розвиватися та покращувати якість послуг, що надають. Стандарти ISO

9000 базуються на конкретних принципах управління якістю, але не кожна

компанія у повній мірі розуміє та використовує їх.

В роботі [1] перераховані основні принципи покращення якості послуг; які

повинні використовуватись і в галузі морських перевезень. Це – концентрація

уваги на клієнтові, лідерство, активна участь персоналу у роботі компанії, про-

цесний та системний підхід, постійне поліпшення, ухвалення рішень на основі

фактів, постійний аналіз виконаної роботи, взаємовигідні зв‘язки з постачаль-

ником.

При використанні вказаних принципів в роботі транспортно-

експедиторських компаній значно покращується якість транспортних послуг –

сукупність характеристик, що визначаються її здатністю задовольняти потреби

як відправників так і прийомщиків грузів, покращується технологія морських

перевезень.

Технологія транспортного перевезення – це реалізація людьми конкретно-

го перевізного процесу шляхом розподілення його на систему послідовних вза-

ємно пов‘язаних етапів і операцій. Задачі технології – очистити процес переве-

зення від зайвих операцій, зробити його більш цілеспрямованим.

Технологію вантажоперевезень характеризують такі ознаки [2]:

1. розподіл процесу перевезення вантажу на етапи;

2. координація і поетапність дій, що направлені на досягнення поставленої

конкретної мети.

Одним із засобів покращення якості при перевезенні вантажів морським

транспортом являється застосування контейнерного виду перевезень. Він має

безперечні переваги (зручність і компактність вантажних операцій, універсаль-

не застосування до майже всіх видів вантажів, збереження вантажів, з‘єднує три

види транспорту: морський, залізничний, автомобільний.

Хоча вартість контейнерного терміналу майже втричі дорожча вартості

традиційного причалу, з урахуванням сукупної вартості всіх складових, кон-

тейнерні перевозки є оптимальними не тільки за критерієм часу, а й за критері-

єм вартості. Вони широко розповсюджені в зарубіжних транспортних компані-

ях, де застосовується високопродуктивна техніка та сучасні технології заванта-

жувально-розвантажувальних робіт.

На рисунку 1 приведені порівняльні данні при перевезенні вантажу з Оде-

си до Хо Ши Міна: 1000 т зерна насипом та контейнером.

41



Рисунок 1 – Перевезення вантажу насипом і контейнером

Незважаючи на явні переваги контейнерного способу перевезення грузів, в

Україні його використовують неповністю через недорозвинені структури мор-

ських перевезень.

При правильній організації функціонування усіх складових системи та під-

вищення якості вантажоперевезень Україна може наповнити існуючі транспор-

тні коридори необхідним вантажопотоком і стати ключовою ланкою в організа-

ції інтермодальних транспортно-логістичних схем доставки вантажів на марш-

рутах Європа – Азія, Північ – Південь, Європа – Азія – Кавказ і назад.

Висновки. Для підвищення якості морських транспортних перевезень в

Україні (на нашу думку) необхідно: створення нових контейнерних терміналів,

або активна модифікація та розширення вже існуючих; залучення іноземних

інвесторів для приватизації територій торговельних морських портів; доступ-

ність морських шляхів для іноземних судохідних компаній; спрощення проце-

дури виходу судохідних ліній на український ринок; застосування системного

підходу до організації роботи компанії в цілому; розвиток кожного сегменту,

залученого до процесу організації перевезення; проведення сертифікації фірм,

що займаються морською логістикою для забезпечення лідерства на ринку, під-

вищення рівня довіри клієнтів та залучення іноземних інвестицій; підвищення

ролі та професіоналізму персоналу транспортних компаній.


1. Величко О. М., Коломієць Л. В., Гордієнко Т. Б. «Забезпечення якості та си-

стеми управління». Підручник. – Одесса: ВМВ, 2014. – 508 с.

2. Практическая логистика. Морские перевозки. [Электронный ресурс]. – Ре-

жим доступа: http: // www.hvac-school.ru.

Перевезення насипом 1000 тон зерна: Перевезення контейнером 1000 тон зерна:

повільна швидкість завантаження; висока швидкість завантаження розвантаження 12+12;

повільна швидкість розвантаження; зручність зберігання на терміналі;

час транспортування 54-57 діб; висока швидкість доставки;

небезпека і незручність зберігання; можливість доставки на баржах в важкодоступні місця.

небезпека псування та вигоряння вантажу.

42



ОСОБЛИВОСТІ ЗАСТОСУВАННЯ ЕСКПЕРТНИХ ОЦІНОК ПРИ

ВИМІРЮВАННІ ЯКОСТІ ВИЩОЇ ОСВІТИ

Тверитникова О. Є., к.і.н., доцент, Дроздова Т. В.

Національний технічний університет

«Харьківський політехнічний інститут»,

м. Харків

У системі вищої освіти України останнім часом можна виділити наступне

коло проблем:

низький приплив абітурієнтів на деякі спеціальності, що приводить до

зниження (або відсутності) конкурсу при вступі у вуз, тому доводиться навчати

студентів з низьким базовим рівнем знань;

зниження кількості студентів, що навчаються по напрямках роботодав-

ців, що приводить до недоліку місць проходження студентами переддипломних

практик і низкою закріплюваністю випускників;

недостатня якість професійної освіти в навчальних закладах, що приво-

дить до низької конкурентоспроможності випускників на біржі професійної

праці;

небажання роботодавців брати на практику студентів і на роботу моло-

дих фахівців без досвіду практичної діяльності, що веде до збільшення числа

випускників, зареєстрованих у центрах зайнятості населення [1].

Такі песимістичні реалії змушують більш детально розглядати питання

якості освіти, що нерозривно пов‘язане з процесом вимірювання та оцінювання

за допомогою експертів-кваліметрологів. Неоднозначність усіх цих змін і про-

цесів передбачає пошук нових підходів для відновлення сучасної технічної

освіти. На сучасному етапі модернізації вищої школи України питання освітніх

перетворень усе більше привертають увагу дослідників. На практиці квалімет-

ричний аналіз і контроль якості функціонування освітньої системи як об‘єкта

дослідження відбувається в умовах відсутності достатньої статистики, складно-

сті математичної моделі об‘єкта, необхідності обліку деяких факторів, що не

формалізуються або складно формалізуються. В [2] зазначено, що особливістю

технології експертного оцінювання показників якості освітніх послуг є їх об-

меженість в часі та обсязі. Рівень складності систем керування якістю такими

об‘єктами настільки високий, що використання відомих стохастичних і детер-

мінованих моделей не забезпечує кваліметрично адекватний аналіз.

У таких випадках математична модель системи може ґрунтуватися на тео-

рії нечітких множин, яка дозволила б синтезувати інтелектуальну систему ме-

неджменту якості (ІСМК) [3]. Це приводить до необхідності вимірювання, оці-

нювання й подальшого відновлення кваліметричних характеристик процесу на-

вчання студентів на всіх його етапах. Найбільш складними є питання діагнос-

тики сформованості компетенції як «на виході» випускника, так і на проміжно-

му етапі навчання − після вивчення дисциплін, професійних модулів тощо [1].

Технологія експертного оцінювання при нормуванні та оцінюванні показників

якості освітніх послуг передбачає виявлення найбільш визначних областей та

періодів проведення даних оцінок для кожного показника якості протягом про-

цесу надання освітніх послуг.

Численними теоретичними й емпіричними дослідженнями закономірнос-

43



тей формування навчання як процесу навчання в цілому займалися Р. Аткінсон,

Л. Брайєн, Р. Вудвортс, В. Ф. Венда, Р. Буш, Ф. Мостеллер, А. М. Новіков,

В. П. Беспалько та інші. Серед учених-сучасників слід зазначити Л. М. Віткіна,

Г. І. Хімічеву, А. С. Зенкіна, А. Н. Бакуліну, К. Н. Маловік та ін.

Оскільки невизначеність та обмеженість є головними особливостями екс-

пертного оцінювання освітніх послуг, слід їх розглянути більш детально. Неви-

значеність може бути об‘єктивною, яка властива всім реальним величинам, і

суб‘єктивною, яка властива людській природі в цілому, і особливо можливос-

тям людини оцінювати інформацію. Причинами суб‘єктивної невизначеності,

зокрема, є:

− неповнота знань експерта про властивості об‘єкта;

− недостатній ступінь впевненості в правильності своїх оцінок;

− суперечливість експертних знань;

− нечіткість представлення інформації;

− семантична невизначеність, що пов‘язана з недовизначеністю понять і

термінів;

− особливості агрегування індивідуальних експертних оцінок тощо.

Крім неточності для вимірюваних величин виділяється ціла низка характе-

рних НЕ-факторів. Їх можна поділити на дві групи. До першої відносяться ті,

що проявляються в судженнях експертів у явному вигляді: невизначеність, не-

чіткість, неточність, недовизначеність. До другої – ті фактори, для виявлення

яких слід застосовувати спеціальні механізми: неповнота, немонотонність, про-

тирічливість, некоректність, ненормованість, недетермінованість. Усі зазначені

характеристики об‘єднуються терміном «розмитість» [4].

Таким чином, можна зазначити, що процес оцінювання якості надання

освітніх послуг ускладнюється такими особливостями, як невизначеність і об-

меженість у часі та обсязі. Тому при розробці процедури експертного оціню-

вання освітніх систем необхідно чітко визначити всі критерії та фактори, що

призводять до розмитості результатів експертних оцінок.


1. Кондрашов С. И. Нечетко-вероятностная модель восстановления квалимет-

рических характеристик образовательного процесса / С. И. Кондрашов,

Т. В. Дроздова // «Метрологія та прилади» науково-виробничий журнал. Те-

матичний випуск. – Харків, 2014. − 1 II (45). − С. 120 – 123.

2. Бакулина А. Н. Квалиметрия в образовательных услугах высших учебных

заведений : Учеб. Пособие / А. Н. Бакулина, К. Н. Маловик, С. Б. Смирнов,

М. Н. Стригунова. – Севастополь : СНУЯЄиП, 2010. – Т.1. – 372 с.

3. Кондрашов С. И. Анализ учета систематической и случайной составляющих

погрешности экспертных оценок при фаззификации / С. И. Кондрашов,

Т. В. Дроздова // Системи обробки інформації. – Харків: Харківський уні-

верситет повітряних сил ім. Івана Кожедуба, 2013. – 3(110) – С. 52–55.

4. Гнатієнко Г. М. Експертні технології прийняття рішень : Монографія /

Г. М. Гнатієнко, В. Є. Снитюк. – К. : ТОВ «Маклаут», 2008. – 444 с.

44



СУЧАСНИЙ СТАН МЕНЕДЖМЕНТУ ЯКОСТІ ПРОДУКЦІЇ

Морозюк Н. С., к.е.н., доцент

Одеська державна академія технічного регулювання та якості,

м. Одеса

Перехід України на принципи ринкової економіки передбачає зміни рам-

кового оточення, насамперед законодавчого та адміністративного і створення в

нашій країні умов щодо забезпечення належного рівня якості продукції.

У визначенні рівня життя в країні, її конкурентоспроможності на міжнаро-

дному ринку, стабільності національної валюти, яка є чинником національної

безпеки, якість товарів національного виробника грає першочергову роль.

Великий внесок у розробку теорії управління якістю продукції зробили ві-

тчизняні та іноземні вчені, такі як П. Калита [1], В. О. Мозолюк [2], М. І. Шапо-

вал [3], та ін.

Визначається якість дією багатьох об‘єктивних та суб‘єктивних чинників

як внутрішнього так і зовнішнього характеру. Система менеджменту якості

призначена для забезпечення стабільного високого рівня якості продукції. Для

цього необхідно здійснити сукупність заходів постійного впливу на процес

створення і поліпшення рівня якості.

Необхідним та упередженим показником та елементом організації вироб-

ництва вважається якість товарів, що безпосередньо пов‘язано з менеджментом

якості продукції.

Існує три основні підходи до створення системи менеджменту якості:

- створення системи власними силами (підприємство самостійно спромож-

не вирішувати необхідність залучення зовнішніх та внутрішніх спеціалістів для

розробки системи);

- створення системи за допомогою зовнішніх консультантів (підприємство

достатньо платоспроможне для залучення зовнішніх спеціалістів, тому для роз-

робки системи менеджменту якості запрошують сторонні організації);

- створення системи об‘єднаними зусиллями з використанням власних ре-

сурсів і залученням зовнішніх консультантів на певні етапи створення системи

менеджменту якості» [3].

Світова фінансова криза, яка на теперішній час існує в Україні – це криза

платоспроможного попиту. Обґрунтовують можливість використання активної

соціальної політики як провідного фактора економічного зростання згідно ву-

зькості внутрішнього ринку. Розроблено поетапне погашення заборгованостей з

грошових виплат, що дасть можливість оздоровити соціальний клімат у суспі-

льстві. Малозабезпечені верстви населення потребують індексації доходів, що

допоможе підвищити довіру до уряду, що може частково зняти перешкоди на

шляху зростання з боку попиту

Для більшої привабливості інвестиційних проектів важливою умовою є

активізація соціальної політики, інвестування та визначеність фінансування пі-

дприємств. В нестабільних умовах господарювання, заборгованості підпри-

ємств, різноманітної кількості оподаткування, залишок коштів, що надходить

на підприємства послаблює монетарну політику, навантажує платоспромож-

ність населення та фінанси одразу витікають до державного бюджету. Збіль-

45

http://ua-referat.com/%D0%9D%D0%B0_%D1%88%D0%BB%D1%8F%D1%85%D1%83

http://ua-referat.com/%D0%9D%D0%B0_%D1%88%D0%BB%D1%8F%D1%85%D1%83



шення соціальних видатків без забезпечення сприятливого підприємницького

та інвестиційного клімату неспроможне розірвати замкнене коло соціального

забезпечення [1].

Урядом країни для розвитку малих підприємств розробляються проекти

державної підтримки через компенсації частини витрат на розробку та впрова-

дження діючих систем за рахунок бюджетних коштів. Також, надаються консу-

льтаційні послуги щодо створення систем управління консалтинговими фірма-

ми, що необхідно для стимулювання робіт із впровадження систем управління

якістю.

Ведучими Міністерствами і відомствами проводиться підготовка фахівців

з якості для здійснення моніторингових досліджень, впровадження і сертифіка-

ції систем управління якістю підприємствами згідно світових стандартів, на

яких розміщують державні замовлення на поставку їх продукції.

В країні відповідно до міжнародних стандартів поступово створюються

сприятливі умови для впровадження систем управління якістю продукції та

ефективної реалізації політики менеджменту якості.

Щодо розвитку країни, потрібно узгоджувати розвиток соціальної та виро-

бничої сфер, використання моніторингових інструментів щодо соціальної полі-

тики як чинника зростання неможливі без протидії ревальвації гривні та відмо-

ви від обмежувальної грошово-кредитної політики. Необхідне запровадження

не тільки страхових фінансових схем, а й інвестиційних проектів, які сприяти-

муть зростанню інвестиційного попиту.

«Перетворення заощаджень на реальні інвестиції вимагає досконалого фо-

ндового ринку та сприятливого інвестиційного клімату. За теперішніх умов

примусове збирання коштів до приватних страхових фондів означатиме додат-

кове вилучення платіжних ресурсів із реального сектора економіки до фінансо-

во-спекулятивної сфери» [2].

Переваги у бізнесі, які надає підприємствам впровадження моделі системи

управління якістю широко використовуються методах та моделях сучасної еко-

номіки. Це потребує додаткового вивчення, задоволення та передбачення пот-

реб споживача, чітко розподіляє відповідальності та повноваження зацікавле-

них сторін, дисциплінує працювати «строго за регламентами», тобто ліквідує

дублювання функцій та пов‘язані з цим витрати, має попереджуючий ефект,

ліквідує причини невідповідностей, що піднімає якість продукції та збільшує

ефективність роботи.

В умовах ринкового господарювання прибуткова теорія бізнесу нині

втратила свою актуальність, тому нова модель управління підприємством ба-

зується не на кількості виробленої продукції, а на її якості. Процеси в Україні

щодо сфери менеджменту якості та її пріоритетного місця відповідають міжна-

родним. Наша держава виходить на новий рівень економічного розвитку.


1. Калита П. Сходження до європейської досконалості / П. Калита // Світ якос-

ті України. – 2005. – 6 – 7. – С. 140 – 143.

2. Системне управління якістю: Навч. посіб. / В. О. Мозолюк; Нац. у-т кораб-

лебудування ім. Адмірала Макарова. – Миколаїв, 2005. – 103 с.

3. Шаповал М. І. Менеджмент якості : Підруч. / М. І. Шаповал. - 3-є вид., ви-

правл. і доповн. - К. : Знання, 2007. - 471 c.

46



ВОПРОСЫ КОНТРОЛЯ БЕЗОПАСНОСТИ ДЕТСКИХ ИГРУШЕК

Ёлдашев Б. М., аспирант, Сычев М. И. к.х.н., доцент

Одесская государственная академия технического

регулирования и качества,

г. Одесса

Игрушки известны человечеству с глубокой древности, они были обна-

ружены археологами при раскопках остатков древних цивилизаций. История

игрушек имеет такую же длинную летопись, как и история самого человека.

Можно сказать, что игрушки появились одновременно с появлением челове-

ка. В ХХ-ом веке появились пластмассы, которые стали основным материа-

лом для изготовления игрушек. Эти игрушки не всегда соответствуют нор-

мам безопасности. В них были обнаружены вредные вещества: фталаты, фо-

рмальдегид, тяжелые металлы: сурьма, мышьяк, барий, кадмий, хром, сви-

нец, ртуть и селен. Поэтому пластмассы стали предметом пристального вни-

мания при определении безопасности детских игрушек. При производстве

пластмасс в их состав вводят пластификаторы, стабилизаторы, которые и яв-

ляют собой предмет обсуждения химической безопасности пластика.

К пластификаторам относят фталаты, молекулы которых химически не

связаны с полимерными цепями основного материала пластмассы и высво-

бождаются из материала игрушек.

В 2004 году Европейский Союз запретил применение фталатов, а в 2015

году принят закон о полном запрете на использование фталатов в игрушках.

В Украине использование фталатов не запрещено (лишь указана пре-

дельно допустимая концентрация), что дает возможность производителям

добавлять фталаты в состав продукции.

В Европе с 2008 года действует регламент REACH (Registration, Evalua-

tion, Authorisation and restriction of CHemicals) − Регистрация, Оценка, Раз-

решение и ограничение Химических веществ). И его действие, что очень ва-

жно, распространяется на производство детских игрушек. Основные положе-

ния данного регламента подкрепляет Директива 2005/84/EC – Директива по

фталатам.

Регламент REACH накладывает ограничения по использованию химиче-

ских веществ и особенно тех, которые имеют опасные свойства, в производ-

стве товаров. На страны, не входящие в Европейский Союз данная система

не распространяется, однако под его действие попадают все товары, предна-

значенные на экспорт в эти страны.

На, рынки регулярно попадают товары для детей, которые, по результа-

там испытаний, содержат запрещенные фталаты и фенолы.

«…Фенол через слизистые оболочки попадает в органы и ткани, воздей-

ствует на головной мозг. Наблюдаются слабость, утомляемость, плохой сон,

головные боли, головокружение, нарушения центральной нервной системы,

деятельности желудка, дерматиты. Фенол может являться причиной онкоза-

болеваний...» [3]. Регулярно публикуются сообщения об отравлениях фено-

лом, фенол называют лидером среди химических загрязнителей в игрушках.

47

http://www.ecovostok.ru/reach/reach1.php

http://rospotrebnadzor.ru/c/journal/view_article_content?groupId=10156&articleId=168708&version=1.0



Запрет на содержание в детских игрушках относится и к формальдеги-

ду, который обнаруживают в игрушках. Госпотребстандарт Украины еще в

2005 году предлагал запретит на ввоз в Украину игрушек без исследования

на содержание указанных токсичных соединений, однако данного запрета в

пока нет.

Кроме указанных токсичных соединений важным является стирол, об-

наруженный в игрушках из полистирола из-за неполной конденсации и по-

лимеризации материала при производстве. Стирол – яд общетоксического

действия, поражает нервную систему, систему кроветворения, пищевари-

тельный тракт, нарушает обмен веществ, обладает неприятным запахом [3].

Результаты испытаний, проведенные в ходе выполнения международно-

го проекта «Мама-86» показали наличие в игрушках опасных элементов:

свинца, ртути, кадмия, сурьмы, мышьяка и хрома. Тестирование игрушек,

купленных в странах ВЕКЦА, на содержание в них токсичных веществ не

контролируется на регулярной основе [8].

В Украине безопасность игрушек обеспечивается выполнением Техни-

ческого регламента безопасности игрушек [4].

В разделе «Требования к химическим свойствам» Технического регла-

мента говорится, что «количество вещества в растворимой форме, которое

может попасть в организм ребенка во время пользования игрушкой, не дол-

жно превышать таких значений (миллиграммов в день): сурьмы – 0,2, мышь-

яка – 0,1, бария – 25, кадмия – 0,6, хрома – 0,3, свинца – 0,7, ртути – 0,5, се-

лена – 5 или других значений для этих или других веществ, показатель ток-

сикологического риска которых может быть научно обоснован и определен в

документах центрального органа исполнительной власти в сфере здравоох-

ранения».

Также с 1 марта 2008 г. в Украине действует Национальный стандарт

ДСТУ EN 71-3:2005, идентичный EN 71-3:1994 Safety of toys – Part 3:

Migration of certain elements с изменением A1:2000 (Безопасность игрушек.

Часть 3. Миграция определенных элементов), который входит в перечень

стандартов, добровольное применение которых является доказательством

соответствия продукции требованиям технических регламентов [5].

Национальный стандарт ДСТУ EN 71-3:2005 определяет требования и

методы испытаний миграции следующих химических элементов: мышьяка,

сурьмы, бария, кадмия, хрома, свинца, ртути и селена из материала игрушек

и частей игрушек за исключением недоступных материалов игрушек.

Государственные санитарные правила и нормы ГСанПиН 5.5.6.012-98

распространяются на ассортимент игрушек и игр для детей и подростков и

устанавливают требования и нормы безопасности для здоровья, а также по-

рядок проведения государственной санитарно-гигиенической экспертизы на

этапах разработки, производства, хранения, реализации и методов исследо-

ваний [10].

В отличие от требований европейского Регламента, разрешается исполь-

зовать сырье и материалы, допущенные в производство пищевых продуктов,

что по мнению МОЗ Украины соответствуют требованиям качества и безо-

пасности по Технического регламенту безопасности игрушек.

48



Уровень запаха в игрушках контролируется комиссией дегустаторов,

которые определяют его бальность и допустимый уровень. Игрушки не дол-

жны выделять летучие и растворимые вещества, соединения и быть устойчи-

выми к действию слюны, пота и влажной обработки с применением нейтра-

льного мыла – детское, хозяйственное, в том числе и при купании.

Анализируя положения нормативных документов относительно безопа-

сности детских игрушек (на примере Украины) можно сделать вывод о су-

ществующем несоответствии их требований и положений нормам Европейс-

кого Союза. Так, в Техническом регламенте не выделены положения об опа-

сности ряда органических соединений, присущих пластмассам и представ-

ляющим угрозу здоровью детей – фталатов, фенола, формальдегида, стиро-

ла, категорический запрет на наличие которых отражен в требованиях стран

Европейского Союза. Дополняющие Технический регламент методы испы-

таний игрушек также противоречивы. Так в Национальном стандарте ДСТУ

EN 71-3:2005 изложены методы испытаний, имитирующие ситуацию попа-

дания игрушки в желудок ребенка, а в требованиях ГСанПиН 5.5.6.012-98 – в

условиях попадания игрушки в рот ребенка – по слюне. Методы лаборатор-

ных анализов достаточно сложные и не обоснованы современными способа-

ми. Сами же требования ГСанПиН 5.5.6.012-98 допускают наличие в игруш-

ках высокотоксичных соединений фталатов, фенола, формальдегида, ряда

аминов и предусматривают химико-аналитическое определение кроме них

еще более 50 химических веществ, что совершенно нереально. Бальная оце-

нка запахов и перечень 55 ароматических веществ, что вызывают аллергию,

тоже нереальны при их определении дегустаторами, так как существуют со-

временные методы их идентификации методами хроматографии.

Вывод

Требования качества безопасности детских игрушек должны быть обос-

нованы с учетом норм и требований Европейского Союза.

В Техническом регламенте на детские игрушки должны быть пропи-

саны нормы использования сырья для производства игрушек на основании

требований регламента REACH (Registration, Evaluation, Authorisa-tion and

restriction of CHemicals), а не сырья и материалов, допущенных МОЗ Украи-

ны для производства товаров, предназначенных для контакта с пищевыми

продуктами, которые по показателям государственной санитар-но-

гигиенической экспертизы соответствуют требованиям качества и без-

опасности. В самих же игрушках должны быть установлены нормы содержа-

ния металлов-токсикантов, а не те, что переходят в воде при купании, в ро-

товой полости слюной ребенка или в его желудке, а также полного отсутст-

вия фенолов, фталатов, формальдегида, аминов и прочих веществ.

Литература

1. Игрушки. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.znaytovar.ru/.

2. Безопасность пластиковых игрушек .[Электронный ресурс]. – Режим досту-

па: http://toyinbox/ru/.

3. Пластиковый яд. [Электронный ресурс]. – Режим доступа:

http://www.fraza.ua/news.

49

http://www.ecovostok.ru/reach/reach1.php

http://www.znaytovar.ru/

http://toyinbox/ru/



4. Постанова Кабінету Міністрів України від 11 липня 2013 року, 515 «Про

затвердження Технічного регламенту безпечності іграшок».

5. Національний стандарт ДСТУ EN 71-3:2005, ідентичний EN 71-3:1994

Safety of toys – Part 3:Migration of certain elements с изменением A1:2000

(Безпечність іграшок. Частина 3. Міграція певних елементів).

6. Сертификация детских игрушек в странах Европейского Союза. [Электрон-

ный ресурс]. – Режим доступа: http://www.icqc.tu/ru CE-certification-of-

compliance.php.

7. Директива 2009/48/ЕС по безопасности игрушек (с 20 июля 2011 года).

8. ВЕГО «МАМА-86». Компания по химической безопасности детских игру-

шек. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.mama-86.org.ua/.

9. Сичов М. І. Якість та токсикологічна безпека дитячих іграшок / М. І. Сичов //

Збірник наукових праць ОДАТРЯ. – Одеса, 2015. – Вип. 2(7) – С. 17-21.

10. Державні санітарні правила і норми безпеки іграшок та ігор для здоров'я

дітей. Державні санітарні правила і норми ДСанПіН 5.5.6.012-9. Затвер-

джено Постановою Головного державного санітарного лікаря України

30.12.1998, 12.

50

http://www.mama-86.org.ua/



КАЧЕСТВО ЖИЗНИ КАК КЛЮЧЕВОЙ ФАКТОР МИГРАЦИИ

Пелымская В. П.



г. Одесса

Миграционные процессы обрели сегодня глобальные масштабы. Они охва-

тывают все континенты, социальные слои общества, сферы общественной жиз-

ни. Стоит отметить, что движущей силой, влияющей на отток или приток лю-

дей, является качество жизни населения.

Категория «качество жизни» стала использоваться сравнительно недавно –

примерно в середине 20 века. Согласно словарям, качество жизни (англ. –

quality of life, сокр. – QOL; нем. – Lebensqualitat, сокр. LQ) – это категория, с

помощью которой характеризуют существенные обстоятельства жизни населе-

ния, определяющие степень достоинства и свободы личности каждого человека

[1].

Качество жизни нетождественно уровню жизни, включая и наиболее изощ-

ренные виды его определения, например, жизненные стандарты (living

standarts), поскольку различные экономические показатели дохода выступают

только одним из многих (как правило, не менее 5-ти), критериев качества жиз-

ни [2].

Заданное качество жизни можно реализовать путем введения на государ-

ственном уровне стандартов (индексов) качества жизни. Стандарты качества

жизни включают три блока индикаторов:

1 – демографическое благополучие населения и его здоровье (уровень

рождаемости, ожидаемая продолжительности жизни и пр.);

2 – удовлетворенность населения жизненными условиями (жилье, питание,

достаток и пр.) и положением дел в стране (безопасность существования, до-

ступность образования и здравоохранения);

3 – оценка духовного состояния общества (количество инновационных

проектов и творческих инициатив, частота нарушений общечеловеческих нрав-

ственных заповедей). Стоит отметить, что самый высокий процент оттока насе-

ления наблюдается именно в тех странах и регионах, в которых не обеспечива-

ются все вышеперечисленные комплексные индикаторы. Приток же населения

наблюдается там, где качество жизни в большей мере отвечает потребностям,

профессиональным возможностям и культурным традициям людей.

Для определения Индекса качества жизни (англ. quality-of-life index) стра-

ны часто используют дополнительные факторы: материальное благополучие

(ВВП на душу населения); политическая стабильность; гарантия работы (уро-

вень безработицы); политическая свобода; гендерное равенство; семейная

жизнь (уровень разводов); климатические условия.

Аналогом индекса качества жизни является индекс человеческого развития

(ИЧР, human development indicator – HDI) или индекс развития человеческого

потенциала (ИРЧП). В числе основных его составляющих: средняя ожидаемая

продолжительность жизни при рождении; уровень образования населения;

среднедушевой валовой внутренний продукт, рассчитанный с учетом паритета

51



покупательной способности национальной валюты [1].

Ежегодно, начиная с 1990 года, Организация Объединенных Наций публи-

кует Доклад о качестве жизни человека в различных странах мира, в котором

представлен рейтинг государств по ИЧР (его называют также «рейтингом стран

мира по уровню качества жизни населения»). Государства в нем разделены на

несколько групп: страны с очень высоким, средним и низким уровнем индекса

человеческого развития. Ведущие места в данном рейтинге занимают Норвегия,

Австралия и США; последние – Мозамбик, Нигер и Конго.

Необходимо отметить, что рейтинг по уровню жизни 2015 года не соответ-

ствует действительности, так как составлялся он задолго до терактов в Париже,

до нападения на женщин в Кельне и до того, как Европу накрыла волна бежен-

цев из Азии и Ближнего Востока.

Рассматривая взаимосвязь качества жизни населения и миграционных про-

цессов, стоит остановиться на проблемах, которые возникают. Считается, что

миграции являются тем механизмом, который позволяет выровнять некоторые

диспропорции между странами с высоким и низким уровнем качества жизни

населения. Но на самом деле с определенными проблемами сталкиваются как

страны, принимающие мигрантов, так и страны, экспортирующие их. Демогра-

фическое и социально-экономическое напряжение снимается только в странах

происхождения мигрантов (значительная часть зарубежных доходов расходует-

ся на приобретение отечественных товаров и услуг, оказывая стимулирующее

воздействие на экономику, сокращается количество безработных). В странах-

реципиентах миграция также имеет некоторые положительные последствия

(например, пополнение трудовых ресурсов).

Однако существуют и определенные издержки, в первую очередь, соци-

ального характера. Например, для многих жителей Европейских государств са-

мо присутствие слабо адаптированных к европейским стандартам людей со

своими традициями, религией и менталитетом снижает ощущение комфорта,

что, в свою очередь, снижает рейтинг благополучия. Жители многих европей-

ских стран считают, что иммигранты, формируя изолированные этнические со-

общества, слабо интегрируются в общество и чужды европейской культуре.

Следует учесть и то обстоятельство, что принимающая иммигранта страна

обязана обеспечить его пособием, а зачастую средства, заложенные в бюджет,

не рассчитаны на мигрантов в таком объѐме. Становится ясно, что уровень до-

хода на душу населения в принимающей стране неизбежно снизится.

Поиски лучшего качества жизни заставляют людей перемещаться с одной

территории на другую. Можно констатировать, что процесс миграции напря-

мую связан с качеством жизни, и, в первую очередь, с экономической его со-

ставляющей.


1. Крыжановская А. Г. Теоретические подходы к определению качества жизни

населения / Финансы, денежное обращение и кредит. – 2009. – 5(54). –

С. 273 – 276.

2. Фахрутдинова Е. В., Васильев А. К. Потребности и качество жизни человека:

аспекты взаимодействия // Экономические науки. – 2009. – 59. – С. 90 –

93.

52



ПІДВИЩЕННЯ ТЕХНОЛОГІЧНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ ДІЯЛЬНОСТІ

ЗАЛІЗНИЧНОГО ТРАНСПОРТУ В УМОВАХ РЕФОРМУВАННЯ

Бузила Т. М.

ПАТ «Укрзалізниця», ВСП «Одеська дистанція зв’язку»,

м. Одеса

Перед публічним акціонерним товариством «Укрзалізниця» на сучасному

етапі реформування залізничного транспорту України висувається завдання –

підвищення ефективності роботи залізниць і зниження транспортної складової

в кінцевій ціні продукції, що випускається вітчизняною промисловістю.

Важливу роль в вирішенні цього завдання відіграють пристрої та системи

залізничної автоматики (ЗА), які не тільки забезпечують безпеку та

безперебійність руху потягів, а й своєчасну і безпечну доставку вантажів та

пасажирів до місця призначення.

Важливо констатувати, що господарство сигналізації, централізації та

блокування (СЦБ) вітчизняних доріг сьогодні не повною мірою відповідає

вимогам, що висуваються сучасною ринковою економікою. Залізничний

транспорт повинен конкурувати на ринку перевезень вантажів і пасажирів з

іншими перевізниками, так як інфраструктура СЦБ, яка створювалася в умовах

планової економіки стосовно до адміністративних методів керування галуззю,

не дозволяє ефективно організовувати технічну експлуатацію сучасних досить

складних систем залізничної автоматики, а тому потребує своєчасної

модернізації та вдосконалення [1].

Недостатньо висока якість технічної експлуатації системи залізничної

автоматизації вітчизняної залізниці може бути викликана низкою наступних

основних чинників:

• неефективним управлінням дистанцією СЦБ внаслідок неоптимальності її

розмірів;

• недосконалістю інфраструктури господарства СЦБ вітчизняної залізниці;

• впливом як об‘єктивних (які не регулюються), так і суб‘єктивних (регу-

льованих) факторів, що по-різному впливають на якість технічної експлуатації

системи залізничної автоматизації;

• наявністю конструктивних недоліків в найбільш ресурсномістких, з точки

зору технічної експлуатації, напольних пристроїв системи залізничної автома-

тизації [1].

Технічна експлуатація пристроїв та систем залізничної автоматики – це по-

вний комплекс робіт, необхідний для забезпечення високої якості функціону-

вання від пуску в експлуатацію до реконструкції, що включає в себе технологі-

чне і технічне обслуговування, ремонт, транспортування і зберігання з викорис-

танням відповідних технічних засобів.

Всі технологічні процеси, пов‘язані з технічною експлуатацією пристроїв

та систем залізничної автоматики виконуються за певними правилами, тобто

регламентуються відповідними документами. Тими ж документами регламен-

туються й технічні засоби (вимірювальні прилади, стенди, автоматизовані ро-

бочі місця), які повинні застосовуватися для тих чи інших робіт.

Системи залізничної автоматики являють собою комплекс пристроїв авто-

матики, телемеханіки і обчислювальної техніки та інформатики, призначений

53



для керування та регулювання руху поїздів з метою забезпечення безпеки та

безперебійності їх прямування при заданих пропускної і переробної здібності

перегонів і станцій залізниць.

Більшість систем залізничної автоматики, що експлуатуються на заліз-

ницях України, поєднують пристрої, виконані на релейно-елементній базі, на-

зиваються «пристрої залізничної автоматики». Накопичено великий досвід в

сфері технічного обслуговування і ремонту цих пристроїв. В останні роки на

залізницях України у все більших обсягах впроваджуються системи ЗА, побу-

довані на базі пристроїв обчислювальної техніки та інформатики (ОТІ). Досвід

експлуатації пристроїв ОТІ в господарстві залізничної автоматики на

сьогоднішній день недостатньо вивчений. Планування будівництва систем ЗА

на базі пристроїв ОТІ на вітчизняних залізницях вимагають якнайшвидшої ро-

зробки для них відповідних видів, методів і технологій технічної експлуатації.

Ймовірно, що в основу стратегії експлуатації нових мікропроцесорних систем

залізничної автоматики повинен бути покладений як позитивний досвід техніч-

ної експлуатації пристроїв залізничної автоматики на залізницях України, так і

досвід експлуатації систем залізничної автоматики на базі пристроїв ОТІ, наяв-

ний на вітчизняних і закордонних залізницях [2].

Технічна експлуатація систем залізничної автоматики здійснюється ди-

станціями сигналізації та зв‘язку залізниць, яка на правах структурних

підрозділів разом з дистанціями інших служб входять в відділення залізниці, на

території якого розташовані й обслуговуються дистанцією сигналізації і зв‘язку

ділянки залізниці [3].

Одну з головних задач, яку повинно вирішувати господарство залізничної

автоматики України найближчим часом, полягає в істотному скороченні витрат

на технічну експлуатацію пристроїв і систем залізничної автоматики, значному

підвищенні продуктивності праці працівників дистанцій сигналізації та зв‘язку

залізниць.


1. Каменев А. И. Типовой проект организации обслуживания и ремонта техни-

ческих средств железнодорожной автоматики и телемеханики / Д. В. Гавзов,

А. И. Каменев, Д. Е. Абрамов // Издание официальное МПС РФ. – М. Тран-

сиздат, 2003. – 160 с.

2. Сапожников В. В. Техническая эксплуатация устройств и систем железнодо-

рожной автоматики и телемеханики: Учеб. пособие для вузов ж.-д. трансп. /

В. В. Сапожников, Л. И. Борисенко, А. А. Прокуофьев, А. И. Каменев: Под

ред. В. В. Сапожников. – М: Маршрут, 2004. – 348 с.

3. Організація виробництва дистанції сигналізації та зв‘язку. Ел.ресурс. Режим

доступу: http://ukrefs.com.ua/print:page,1,66452-Organizaciya-proizvodstva-

distancii-signalizacii-i-svyazi.html.

54

http://ukrefs.com.ua/print:page,1,66452-Organizaciya-proizvodstva-distancii-signalizacii-i-svyazi.html

http://ukrefs.com.ua/print:page,1,66452-Organizaciya-proizvodstva-distancii-signalizacii-i-svyazi.html



ОТ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ – К ДЕЛОВОМУ СОВЕРШЕНСТВУ

Мурадьян Л. Л., Левченко П. Г.

Публичное акционерное общество Одесский кабельный завод

«Одескабель»,

г. Одесса

Качество никогда не возникает

случайно; оно всегда представляет

собой результат ясного намерения,

искреннего усилия, разумного

руководства и квалифицированного

исполнения; оно достигается мудрым

выбором из многих альтернатив.

Уилл Фостер

За время своей деятельности публичное акционерное общество Одесский

кабельный завод «Одескабель» прошло большой путь становления и

утвердилось как одно из ведущих предприятий кабельной отрасли. Залогом

успешного ведения бизнеса для предприятия стало воплощение эффективной

стратегии развития, ориентированной на максимальное удовлетворение

запросов потребителей, создания и изготовления продукции, показатели

качества которой отвечают ожиданиям всех заинтересованных сторон.

Качество невозможно купить, его можно только создать. Процесс

улучшения показателей качества продукции был, есть и будет определяющим

условием деятельности предприятия. То, насколько хорошо сделана наша

продукция, полностью определяет, придет ли клиент еще раз или навсегда

забудет о нас.

Для того чтобы выжить в конкурентной среде, в 1999 г. на предприятии

была разработана, внедрена и сертифицирована системы менеджмента качества

(СМК) согласно стандартов серии ISO 9000.

Целью внедрения СМК являлось построение такой системы управления,

которая обеспечила бы условия для постоянного ее улучшения с одной

стороны, а с другой стороны – раскрывала бы инновационный потенциал

предприятия.

Руководством предприятия прилагаются усилия по постоянному

улучшению СМК, что позволяет гибко реагировать на переменчивые

требования потребителей, и производить конкурентоспособную продукцию.

Развитие СМК на нашем предприятии направляется и возглавляется

первым руководителем и связано с его принципиальной позицией. Именно он

определяет единство целей и направлений деятельности предприятия,

принимая во внимание потребности всех заинтересованных сторон, формируя

четкое видения будущего, устанавливая конкретные цели и задачи, создавая и

поддерживая корпоративные ценности, и определяя этику поведения на всех

уровнях предприятия.

Для повышения эффективности деятельности предприятия насущной

необходимостью стало коренное изменение бизнес-процессов и

55



производственных систем. Внедрение высокотехнологичной производственной

базы позволяет не только обеспечивать качество выпускаемой продукции и

мобильно реагировать на возникающие запросы, но также влиять на

потребительскую политику, предлагая рынку собственные инновационные

продукты.

Руководителями всех уровней предприятия активно закрепляются в

сознании персонала идеи, что требования стандартов на системы менеджмента,

а также требования технических регламентов (европейских директив) и

стандартов на продукцию, являются только минимальным и необходимым

базисом.

Руководством предприятия поставлена задача на быстрейшее достижение

наивысших рубежей, а не тех, которые уже давно пройдены международными

лидерами, на основе кардинального роста делового совершенства предприятия

и развитой деловой культуры, что являются фундаментом

конкурентоспособности и социальной ответственности предприятия.

На предприятии внедрены механизмы управления постоянными улучше-

ниями, основываясь на объективных достигнутых показателях, в целях полного

раскрытия потенциала сотрудников через их участие в выработке решений

совещаний по качеству, формировании целей подразделений и других планах

совершенствования деятельности.

Принятие стратегических решений, оперативных целей, а также

объективная оценка качества продукции, в т. ч. ее оценка потребителями,

проводятся на основе анализа информации как от внешних, так и от внутренних

источников исходных данных, в т. ч. результатов независимых экспертиз и

мониторинга качества продукции основных конкурентов.

Одним из основных рычагов повышения качества выпускаемой кабельно-

проводниковой продукции является применение комплексного подхода при

планировании качества на всех стадиях жизненного цикла продукции, начиная

от маркетинговых исследований и заканчивая эксплуатацией готовых изделий.

Важную роль в обеспечении качества продукции, как одного из

краеугольных камней обеспечения устойчивого успеха предприятия, играют

взаимоотношения с заинтересованными сторонами, в первую очередь – с

поставщиками.

Требования к показателям качества закупаемых материалов установлены

на основании проведения многочисленных экспериментальных исследований и

опыта специалистов технологической службы.

Закупаемые материалы подвергаются входному контролю, который

проводится высококвалифицированными специалистами испытательной

лаборатории по показателям, оказывающим непосредственное влияние на

качество готовой продукции.

На всех этапах изготовления продукции, специалисты отдела технического

контроля подтверждают соответствие качества поступающих материалов, а

также полуфабрикатов и готовой продукции установленным требованиям как

по стандартизованным, так и по нестандартизованным методикам,

разработанным специалистами предприятия, а впоследствии согласованным и

аттестованным с метрологическими институтами, например, по измерению

56



длины волоконно-оптических кабелей через измерение оптического затухания

и других.

Для проведения сертификационных испытаний кабельно-проводниковой

продукции и медной катанки с 2006 г. испытательная лаборатория ПАО

«Одескабель» аккредитована по ДСТУ ISO/IEC 17025.

В настоящее время в область аккредитации испытательной лаборатории

включено более 80-ти методов испытаний.

Высокое качество работ, проводимых испытательной лабораторией,

подтверждается результатами межлабораторных сличений, а также

результатами внешнего аудита со стороны Национального агентства по

аккредитации Украины (НААУ).

Испытательные подразделения предприятия оснащены современным

оборудованием для проведения измерений и испытаний всей номенклатуры

изготавливаемой продукции, что позволяет квалифицированно и корректно

проводить испытания кабелей на стойкость к воздействию электрических,

физико-механических и климатических факторов в соответствии с

требованиями национальных и международных стандартов.

В процессе контроля качества используются новейшие средства

измерительной техники и испытательное оборудование:

уникальная установка для комплексного измерения параметров кабелей

для структурированных сетей (LAN-кабелей) AESA-9500 (фирмы AESA,

Швейцария);

оптико-эмиссионный спектрометр ARL 4460 (фирмы „Applied Research

Laboratorias», Швейцария) для определения массовой доли элементов в меди;

испытательный стенд SR-100 kV (фирма Dielec, КНР) для испытания

высоким напряжением и определения уровня частичных разрядов в силовых

кабелях с изоляцией из сшитого полиэтилена на рабочее напряжение до 35 кВ;

универсальная измерительная платформа MTS 6000 (фирма JDSU);

испытательные установки, изготовленные в единичных экземплярах на

предприятии, в частности по группе волоконно-оптических кабелей,

аттестованные в установленном порядке и многое другое.

Наряду с внедрением передовых технологий, современного

технологического оборудования и материалов, главной жизненно важной силой

предприятия являются компетентные сотрудники, обладающие достаточными

знаниями, имеющие достаточные полномочия для активного участия в

планировании и реализации целей, обеспечивающих выполнение требований к

показателям качества продукции.

Именно результаты «творческих порывов» сотрудников (инновации,

качественный сервис, эмоциональные отношения с клиентами и пр.) позволяют

предприятию выделиться среди конкурентов, завоевать клиентов

«приверженцев» бренда, а значит, стать лидерами рынка. Копировать это

невозможно, поэтому привлечение и удержание талантливых людей позволяет

предприятию сохранять и наращивать свои конкурентные преимущества.

Наше предприятие в 2014 г. признано победителем 10-го юбилейного

Международного турнира по качеству стран ЦВЕ по модели совершенства

Европейского фонда управления качеством (EFQM), а до этого уже

становилось победителем Премии по качеству стран СНГ за 2012-2013 г.г.

57

http://en.wikipedia.org/wiki/ISO/IEC_17025









Эта победа свидетельствует о признании высокого качества выпускаемой

продукции и о достигнутом высоком уровне совершенства нашего

предприятия, а также о его социально ответственном отношении к

заинтересованным сторонам, только при этих условиях можно рассчитывать

на успех в глобальном мире.

Преимуществом предприятия является то, что оно уже имеет

соответствующих специалистов европейского уровня, отработанные

инновационные технологии и оборудование, желание наследовать опыт

совершенствования лучших компаний и т. п.

Как победитель Турнира по качеству стран ЦВЕ мы должны и готовы

стать образцом подражания для предприятий Украины и стран ЦВЕ.

Следует учесть, что получение сертификатов и наград – не самоцель для

предприятия, а возможность получения внешней оценки сильных и слабых

сторон, чтобы определить области для непрерывного системного

совершенствования, повышения качества продукции и конкурентоспособности


Видением нашего предприятия является девиз «Мы создаем будущее»,

который реализуется на основе принятых стратегии, миссии и ценностей


Мы стремимся обеспечить лидирующее положение предприятия на рынке

и способствовать успешной деятельности наших потребителей, обеспечивая

качество, надежность и безопасность продукции, а также соблюдение запросов

и интересов коллектива предприятия и общества в целом, во имя процветания

нашей Украины.

58



СЕКЦІЯ 2

ГАРМОНІЗАЦІЯ НОРМАТИВНОЇ ТА

ТЕХНІЧНОЇ БАЗИ УКРАЇНИ ДО

МІЖНАРОДНИХ ВИМОГ

59



ВИЗНАЧЕННЯ ПОКАЗНИКА ЛІМІТУ ДОЗИ ДЛЯ ПРОФЕСІЙНОГО

ОПРОМІНЕННЯ РАДОНОМ–222 ПРАЦІВНИКІВ ГРАНІТОДОБУВНОЇ

ГАЛУЗІ В РАМКАХ ІМПЛЕМЕНТАЦІЇ ВИМОГ ДИРЕКТИВИ

2013/59/ЄВРАТОМ У НАЦІОНАЛЬНЕ ЗАКОНОДАВСТВО УКРАЇНИ

Григор’єва Л. І., д.б.н., професор

Чорноморський національний університет імені Петра Могили,

м. Миколаїв

Угодою про асоціацію між Україною, з однієї сторони, та Європейським

Союзом, Європейським Співтовариством з атомної енергії і їх державами-

членами, з іншої сторони, передбачено імплементація в національне законодав-

ство Директиви 2013/59/Євратом [3].

Нова Директива Ради 2013/59/Євратом від 5 грудня 2013 року (далі: Дире-

ктива) розроблена на основі Основного стандарту безпеки МАГАТЕ GSR Part 3.

[1] Директива набула чинності 6 лютого 2014. Цілями нової Директиви висту-

пають:

врахування останніх наукових розробок (наприклад – Публікація 103

МКРЗ), технологічного розвитку, а також накопиченого досвіду в забезпечені

радіаційної безпеки,

регулювання всіх джерел випромінювання, що піддаються (amenable to)

регулюючому контролю, в тому числі – природних джерел (NORM),

розширення сфери регулювання та деталізація вимог до захисту в усіх

ситуаціях опромінення (планові, існуючі та надзвичайні),

інтеграція підходів до захисту працівників, населення, пацієнтів і на-

вколишнього середовища,

гармонізація числових критеріїв безпеки з новітніми міжнародними

стандартами.

Питанню захисту населення та працівників від радону приділено особливу

увагу в Директиві. Так, остання охоплює захист: працівників, зокрема на робо-

чих місцях з радоном та природними радіоактивними матеріалами, а також на-

селення від радону в житлових приміщеннях.

Як відомо, радіаційний ризик від радону на півдні України спричинений

геологічними особливостями північних районів регіону та підвищеним, внаслі-

док цього, вмістом природних радіоактивних елементів (233

U, 226

Ra, 232

Th) у гео-

логічних породах, у підземних водах, а також присутністю у регіоні підпри-

ємств гранітодобувної і гранітопереробної галузі. За оцінками НКДАР ООН

внесок радону з дочірніми продуктами розпаду у дозу опромінення населення

планети від природних джерел становить 54%. В Україні радон досягає 79%

(4,2 мЗв) величини вказаної дози і близько 60% середньої ефективної дози від

усіх джерел.

Нами проводилися широкомасштабні дослідження [2] з визначення еквіва-

лентної рівноважної об‘ємної активності (ЕРОА) 222

Rn всередині робочих при-

міщень і на робочих місцях основних груп працівників (оператор дробильної

установки, бурильник перфораторного буріння, каменяр, машиніст бульдозера,

машиніст екскаватора) гранітних кар‘єрів Миколаївщини (Первомайського гра-

нітного і Первомайського гранітнощебеневого кар‘єрів, Олександрівського,

60



Прибузького, Софіївського, Ново-Данилівського гранітних кар‘єрів), дослі-

дження ЕРОА 222

Rn у повітрі житлових приміщень цих працівників, результати

досліджень вмісту 222

Rn у питній воді, яка використовується цими працівника-

ми у житловому будинку і на гранкар‘єрі. Вимірювання ЕРОА 222

Rn виконува-

лися методом пасивної трекової дозиметрії. Експозиція детекторів в житлових

приміщеннях становила 6 – 12 місяців, на робочих місцях – не менше 30 діб. У

житлових приміщеннях трекові детектори встановлювалися в місцях найбіль-

шого перебування особи (вітальня, спальня), а на робочих місцях – в кабіні екс-

каватора, бульдозера, або розміщувались на верхньому одязі фахівця.

Отримані результати свідчили, що працівники гранітних кар‘єрів отриму-

ють подвійне радіаційне навантаження від 222

Rn (на робочих місцях і вдома).

Середньозважена за кар‘єрами величина радіаційного навантаження від інгаля-

ційного надходження 222

Rn з повітрям робочих місць становила 2,1 ± 0,2 мЗв

(при розкиді від 0,9 до 5,9 мЗв). Середньозважена за кар‘єрами річна еф-тивна

доза від інгаляційного надходження 222

Rn з повітрям житлових приміщень ста-

новила 4,1 ± 0,2 мЗв (при розкиді від 1,8 до 9,7 мЗв). Сумарна річна ефективна

доза внутрішнього опромінення від надходження 222

Rn з повітрям робочих і

житлових приміщень і з питною водою складала, в середньому, 6,5 ± 0,2 мЗв, а

максимальні величини досягали 21 – 23 мЗв.

На підставі проведених досліджень нами пропонується внести зміни у

принципи регламентації навантаження від 222

Rn для працівників гранітодобув-

них, гранітопереробних, уранодобувних підприємств: прийнятий показник лі-

міту дози для професійного опромінення 20 мЗв в будь-який окремий рік для

цих працівників має розраховуватися як інтегральна величина ефективної дози

від 222

Rn: ефективна доза, яку отримує працівник від радону-222 на своєму ро-

бочому місці і ефективна доза, яку отримує працівник від радону-222 вдома.


1. Council Directive 2013/59/Euratom of 5 December 2013. Режим доступу:

https://ec.europa.eu/energy/sites/ener/files/documents/CELEX-32013L0059-EN-

TXT.pdf.

2. Григор‘єва Л. І. Формування радіаційного навантаження на людину в умовах

півдня України: чинники, прогнозування, контрзаходи. / Л. Григор‘єва, Ю.

Томілін. – Миколаїв: Видавничий центр ЧДУ ім. Петра Могили, 2009. –

332 с.

3. Угода про асоціацію між Україною та ЄС : анотація основних розділів Угоди

[Електронний ресурс] // Міністерство закордонних справ України. – Режим

доступу: http://mfa.gov.ua/ua/aboutukraine/european-integration/ua-eu-

association.

61

https://www.google.com.ua/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwiFpZnCq5jPAhWI_SwKHfcbDtMQFggaMAA&url=https%3A%2F%2Fec.europa.eu%2Fenergy%2Fsites%2Fener%2Ffiles%2Fdocuments%2FCELEX-32013L0059-EN-TXT.pdf&usg=AFQjCNHfSqtlYW28N61gb14I8LsohjGCow&sig2=3BUVJJu4t48gJgIGGtNhQA&bvm=bv.133178914,d.bGg

http://mfa.gov.ua/ua/aboutukraine/european-integration/ua-eu-association

http://mfa.gov.ua/ua/aboutukraine/european-integration/ua-eu-association



ГАРМОНІЗАЦІЯ З МІЖНАРОДНИМИ СТАНДАРТАМИ

НОРМАТИВНО-ТЕХНІЧНОГО РЕГУЛЮВАННЯ ВИМОГ

ЩОДО ЯКОСТІ ІРИГАЦІЙНОЇ ВОДИ

Григор’єва Л. І., д.б.н., професор, Алексєєва А. О., ст. викладач

Чорноморський національний університет імені Петра Могили


На півдні України (Запорізька, Херсонська, Миколаївська, Одеська області)

актуальною постає проблема оцінки якості, зокрема радіаційної, іригаційної

води: ці території відносяться до зони нестійкого і недостатнього зволоження,

тому для зрошення використовується вода з поверхневих водоймищ, яка може

бути забруднена радіонуклідами чорнобильського, станційного (через скиди

Южноукраїнської та Запорізької АЕС) походження, радіонуклідами зі стічних

вод Криворізького гірничопромислового басейну, що несе ймовірність перенесення

радіонуклідних полютантів у зрошувані сільськогосподарські культури.

Міжнародною організацією зі стандартизації (ISO) розроблено більше

500 міжнародних стандартів для забезпечення безпеки і якості у водній сфері.

Вони встановлюють вимоги до якості води, очисних споруд, водопостачання

під час кризових ситуацій, іригації, зберігання та інфраструктури.

В Україні в нинішній час іригаційна оцінка якості води проводиться за

Державним стандартом України [3] і Відомчим нормативним документом [1].

Екологічні критерії регламентуються ще двома стандартами [4] і [5].

Відповідно до цих документів регламентація якості іригаційної води за

екологічними критеріями має здійснюватися за двома групами показників, при

цьому друга група має містити такі регламентуючі показники: еколого-

токсикологічні, санітарно-бактеріологічні та радіоактивні. Якщо відносно перших

двох груп показників у цих нормативно-технічних документах нормативи вста-

новлені, то відносно третьої групи констатовано, що оцінка якості іригаційної

води за вмістом радіоактивних речовин має здійснюватися за окремим спеціа-

льним нормативним документом. Однак, як відомо, єдиного НТД з оцінки якос-

ті іригаційної води за радіаційно-гігієнічними критеріями не існує.

Крім того, законодавство ЄС щодо радіаційної безпеки поповнилося новою

Директивою Ради 2013/59/Євратом від 5 грудня 2013 року, яка розроблена на

основі Основного стандарту безпеки МАГАТЕ GSR Part 3 і яка набула чинності

6 лютого 2014. Угодою про асоціацію між Україною, з однієї сторони, та Євро-

пейським Союзом, Європейським Співтовариством з атомної енергії і їх держа-

вами-членами, з іншої сторони, передбачено імплементація в національне зако-

нодавство Директиви 2013/59/Євратом. Оновлена Директива розширює вимоги

на цілий ряд джерел і категорій опромінення та охоплює, зокрема, захист насе-

лення та довкілля; має більш детальні вимоги, зокрема, до: оцінок впливу на

населення та довкілля, дозволів на викиди та скиди радіоактивних речовин до

довкілля, радіологічного моніторингу та демонстрації відповідності умовам лі-

цензії стосовно опромінення населення; вперше від регулюючого органу вима-

гається оцінка сумарної річної дози опромінення людини від всіх авторизова-

них джерел. Тому, зрозуміло, імплементація вимог Директиви 2013/59/Євратом

62



в національне законодавство України має передбачати встановлення радіацій-

но-гігієнічних критеріїв якості зрошувальної води.

Нами проводилися широкомасштабні радіоекологічні дослідження в агрое-

косистемах низов‘я басейну річок Південний Буг та Дніпро, ставків-

охолоджувачів Южноукраїнської (ЮУ АЕС) і Запорізької (ЗАЕС) АЕС, ставків-

біоочищення каналізаційної системи ЮУ АЕС, магістральних каналів і водой-

мищ Інгулецької, Південно-Бузької, Білоусівської, Каховської і Краснознамен-

ської зрошувальних систем протягом 1985 – 2010 рр. Використовуючи резуль-

тати цих досліджень та результати досліджень інших науковців, проведених в

останні роки на території цих зрошувальних систем, а також наші результати

при розробці подібного нормативно-технічного документу [2] нами пропону-

ється враховувати наступне: 1) основними факторами, від яких залежить вміст

радіонуклідів у зрошувальній воді є: радіоактивність води у джерелі іригаційно-

го водопостачання, мінеральний склад води водоймища, що відповідає за наяв-

ність-відсутність вторинного забруднення води через процеси сорбції-десорбції

радіонуклідів у водоймищі; 2) при розробці радіаційно-гігієнічного критерію

оцінки якості іригаційної води потрібно враховувати різноманітність шляхів

надходження радіонуклідів в агроекосистеми, які визначають величини концен-

трації радіонуклідів у водному джерелі зрошувальної води; відмінності у харак-

тері та інтенсивності накопичення радіонуклідів сільськогосподарськими рос-

линами зі зрошувальної води, з ґрунту; специфіку формування радіаційного

стану у водоймищах-резервуарах зрошувальної системи.


1. ВНД 33-5.5-02-97. Якість води для зрошення. Екологічні критерії. – Харків,

1998. – 15 с.

2. Временные рекомендации по контрольным (допустимым) концентраціям

радионуклидов в воде, используемой для полива сельхозугодий в районах

АЭС (затверджено МОЗ СРСР 14.01.1988р. і МОЗ України 16.02.1988р. за

050606 – 72).

3. ДСТУ 2730-94. Якість природної води для зрошення. Агрономічні критерії. –

К.; Держстандарт України, 1994. – 14 с.

4. ДСТУ 7286:2012. Якість природної води для зрошення. Екологічні крите-

рії. – К.: Мінекономрозвитку України, 2013. – 14 с.

5. ДСТУ Якість води для систем крапельного зрошення. Агрономічні і екологі-

чні критерії. – К.: Держстандарт України, 2015. – 17 с.

63



ГАРМОНИЗАЦИЯ НОРМАТИВНОЙ БАЗЫ УКРАИНЫ

С МЕЖДУНАРОДНЫМИ ТРЕБОВАНИЯМИ

К ПОКРЫТИЮ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

Солоненко И. П., к.т.н., Братченко П. Г.

Одесская государственная академия строительства и архитектуры,

г. Одесса

Современные автомобильные дороги представляют собой сложные инже-

нерные сооружения. Основные требования к автомобильным дорогам: обеспе-

чение безопасности движения транспортных средств, с расчетными скоростями

движения, независимо от погодных условий и интенсивности движения.

Материал покрытия оказывает значительное влияние на общую долговеч-

ность автомобильной дороги. Кроме того, покрытие автомобильной дороги

непосредственно воспринимает нагрузки от транспортных средств и обеспечи-

вает требуемые эксплуатационные показатели такие как: расчетная скорость

движения автомобилей, расчетная нагрузка, пропускная и провозная способ-

ность, проезжаемость дороги, а также показатели безопасности движения. Ма-

териал покрытия существенно влияет на стоимость строительства и содержание

автомобильных дорог (рисунок).

Рисунок 1 – Зависимость расхода на строительство и содержание

автомобильных дорог от типа покрытия

Как видно из рисунка, совместные затраты на строительство и содержание

автомобильных дорог с покрытием из цементобетона (ЦБ), значительно ниже

чем для дорог с покрытием из асфальтобетона (АБ).

Сравнительные данные по сроку службы автомобильных дорог в зависи-

мости от материала покрытия для некоторых стран мира представлены в

табл. 1.

64



Таблица 1 – Срок службы покрытия автомобильных дорог в зависимости

от материала

Страна Нормативный срок службы Фактический срок службы

Украина ЦБ – 18-25 лет,

АБ – 9-13 лет

ЦБ – норматив,

АБ не более 5-7 лет

США ЦБ – 26 лет,

АБ – 16 лет


АБ 12-15 лет

Германия ЦБ – 26 лет,

АБ – 18 лет


АБ – 15-16 лет

Проведенный анализ, показывает, что доля автомобильных дорог из ЦБ

постоянно увеличивается в наиболее развитых странах мира. Так удельный вес

дорожных одежд с ЦБ покрытием в США составляет 60%, Великобритании –

52%, Австрии – 46%, Германии – 46%, Украине – 6% [1].

Таким образом, улучшение качества автомобильных дорог нашей страны

может быть достигнуто за счет увеличения доли дорог с жестким покрытием, а

также проведением гармонизации существующей нормативной базы [2] с тре-

бованиями ЕС [3] (табл. 2).

Таблица 2 – Требования к материалу ЦБ для автомобильных дорог Украи-

ны и стран ЕС


1. Радовский Б. С. Строительство дорог с цементобетонными покрытиями в

США: новые тенденции (организация и направления исследований в облас-

ти цементобетонных покрытий) / Б. С. Радовский..: «Дородная техника». –

Санкт – Петербург, 2010. – 10. – С. 62 – 70.

2. ДБН В.2.3-4:2007. Автомобільні дороги. Частина І. Проектування. Частина

II. Будівництво. – [Чинний від 2008-03-01]. – К: Мінрегіонбуд України,

2007. – 92 с.

3. Бетон – Часть 1: общие технологические требования, производство и конт-

роль качества. (EN 206-1) пер. с англ. Ю. С. Волкова. – Брюссель, 2000. –

68 с.

Показатели Требования

ДБН EN

Водоцементное отношение 0,5 0,4

Классы по прочности на сжатие (МПА) В 35 52,5Н

Прочность на растяжение при изгибе (МПА) 4,4 6,5

Водонепроницаемость ≥ W6 -

Морозостойкость ≥ F 200 -

Истираемость ≤ 0,7 г/см2 -

Объем вовлеченного воздуха в бетонной сме-

си, %, для бетона

< 7% 4-7%

Обозначение цемента ПЦ 550-Д0-Н ЦЕМ I 52,5Н

65



АНАЛІЗ НОРМАТИВНО-ТЕХНІЧНИХ ДОКУМЕНТІВ, ЯКІ

РЕГУЛЮЮТЬ ЯКІСТЬ ВЗУТТЯ

Жеребцова Л. М., старший викладач


м. Одеса

Реформи України, які пов‘язані зі вступом в асоціацію Європейського Со-

юзу, зобов‘язують країну адаптувати національну систему технічного регулю-

вання з міжнародними та європейськими стандартами, а також розробляти тех-

нічні регламенти. При впровадженні технічних регламентів держава бере на

себе відповідальність за встановлення прийнятних для суспільства вимог без-

пеки та правил підтвердження відповідності продукції цим вимогам, які визна-

чаються на основі обліку ризику заподіяння шкоди від його використання.

Згідно з впровадженими Законами України «Про стандартизацію» та «Про

технічні регламенти та оцінку відповідності» повинні полегшитися умови робо-

ти вітчизняних суб‘єктів господарювання, тому що: вітчизняна система

оцінювання відповідності буде визнана більшістю країн світу і це дасть мож-

ливість експортній діяльності національних виробників; знімає дублювання по-

вноважень різних контролюючих органів; переглядається список продукції, яка

підлягає обов‘язковій сертифікації; державний ринковий нагляд і контроль не-

харчової продукції здійснюється на основі принципів, які відповідають євро-

пейським вимогам.

Згідно з цими законами будуть діяти такі категорії документів: національні

стандарти, які носять добровільний характер, а також стандарти підприємств. І

ті і інші повинні забезпечувати виконання вимог технічних регламентів. А от-

же, на вітчизняних виробників лягає відповідальність за виконання вимог тех-

нічних регламентів в процесі створення продукції та доказовість того, що ці

вимоги фактично виконуються, шляхом підтвердження відповідності.

Взуття, є дуже важливим споживчим товаром і для виходу його на світо-

вий ринок необхідно забезпечити виробництво та підтвердження відповідності

вітчизняного взуття Європейським вимогам.

Згідно з внесеними змінами Мінекомрозвитком від 06.05.2015 р. 451,

взуття виключено з переліку продукції, що підлягає обов‘язковій сертифікації, а

тому державою не регулюється, яке взуття надходить на ринки України.

Щоб хоч якось захисти споживача від неякісного товару в 2011 році поста-

новою Кабінету Міністрів України 632 був затверджений Технічний регла-

мент маркування матеріалів, що використовуються для виготовлення основних

складових взуття, яке надходить для продажу. Даний технічний регламент ро-

зроблений з урахуванням вимог Директиви Європейського Парламенту та Ради

94/11/ЄС від 23 березня 1994 р. «Про наближення законів, підзаконних актів та

адміністративних положень держав-членів про маркування матеріалів, що ви-

користовуються для виготовлення основних складових взуття, що надходить

для продажу споживачам». А з 2014 р. згаданий Технічний регламент зо-

бов‘язує вітчизняних та закордонних виробників інформувати споживачів про

сировину і матеріали з яких виготовлене взуття. Зокрема, на маркуванні треба

зазначати інформацію про матеріал, який би становив не менш як 80% площі

66



поверхні верху взуття, підкладки та устілки, а також 80% об‘єму зовнішньої

підошви [3].

На сьогодні в Україні діє 82 стандарти на взуттєві товари. Проаналізував-

ши нормативні документи на взуття, видно що основний відсоток стандартів

згідно з якими виготовляється та контролюється взуття – це ГОСТи, які були

створені ще за радянських часів і значно застарілі, а тому не відповідають су-

часним вимогам, а тим паче європейським.

Наказами Мінекономрозвитку 175, 182 – 188, які було прийнято 14

грудня 2015 р., скасовуються 12 776 ГОСТів, які були розроблені до 1992 року,

зокрема до переліку входять і стандарти на взуття. Більшість із них будуть чин-

ними ще 2 роки до початку 2018 року для того, щоб вітчизняний виробник

встиг пристосуватися до нових умов.

Скасування ГОСТів є ключовим кроком реформи системи технічного ре-

гулювання. Головним завданням реформи є перехід від обтяжливої й неефек-

тивної системи обов‘язкових державних стандартів до європейської моделі тех-

нічного регулювання, яка базується на застосуванні технічних регламентів та

добровільному використанні стандартів. Такий перехід відкриває

кові можливості для бізнесу, оскільки знімає обмеження щодо розробки то-

варів та послуг [4].

Висновки. На сьогодні державою регулюється тільки якість спеціального

взуття, а все інше взуття підлягає добровільній сертифікації і залежить від

відповідальності й добросовісності виробника. Угода про зону вільної торгівлі

між ЄС та Україною змушує вітчизняні підприємства переходити на

європейські та міжнародні стандарти. Цей перехід дасть змогу прибрати

бар‘єри та отримати вільний доступ на ринки ЄС. Тому необхідно провести

перегляд дійсних стандартів, удосконалити нормативну документацію на

взуття, привести рівень вітчизняних вимог у відповідність до рівня

міжнародних та європейських норм.


1. Закон України від 05.06.2014 1315-VII «Про стандартизацію» [Електрон-

ний ресурс]. – Режим доступу: http://zakon0.rada.gov.ua/laws/show/1315-18.

2. Закон України від 15.01.2015 124-VIII «Про технічні регламенти та оцін-

ку відповідності» [Електронний ресурс]. – Режим доступу:

http://zakon0.rada.gov.ua/laws/show/124-19.

3. Постанова Кабінету Міністрів України від 9 червня 2011 р. 632 «Про за-

твердження Технічного регламенту маркування матеріалів, що використо-

вуються для виготовлення основних складових взуття, яке надходить для

продажу» [Електронний ресурс]. – Режим доступу:

http://zakon0.rada.gov.ua/laws/show/632-2011.

4. http://csm.kiev.ua.

67



СЕКЦІЯ 3

МЕТОДИ ВИМІРЮВАННЯ ФІЗИЧНИХ

ВЕЛИЧИН. НАНОТЕХНОЛОГІЇ ТА

НАНОВИМІРЮВАННЯ

68



ОСОБЕННОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ ВОДОХОДНЫХ

КАЧЕСТВ, ПЛАВАЮЩЕЙ МАШИНЫ

Бугаев С. В.1, к.т.н., Хань С. П.

2

1 – Одесская государственная академия технического

регулирования и качества, г. Одесса

2 – ГП «Харьковское конструкторское бюро по машиностроению

им. А. А. Морозова», г. Харьков

Определение характеристик показателей специальной техники сложная

научно-техническая задача. Она проводится на этапе конструктивной прора-

ботки машины, при изготовлении опытного образца, при подготовке и выпуске

серийного образца, а также при модернизации существующей техники. ХКБМ

им. А. А. Морозова разработала значительное количество образцов специаль-

ной техники, каждый из которых подвергался испытаниям с целью определения

его тактико-технических характеристик.

В последние десятилетия в ХКБМ было разработано, модернизировано и

выпущено целый ряд образцов плавающей специальной техники (рис. 1). Осо-

бенности испытаний этой техники состоит в необходимости определения изме-

рений еѐ водоходных качеств.

а) б)

Рисунок 1 – Плавающие машины, разработанные ХКБМ им. А. А. Морозова:

а) БТР-3; б) БТР-4 «Буцефал»

Такие измерения проводятся на водоемах, глубина которых составляет не

менее 5-7 осадок машины, для исключения влияния дна водоема на обтекания

подводной части. Испытания проводится на спокойной воде при отсутствии

течения. Предварительно производится «замочка» машины (рис. 2, а). Объект

входит в воду до положения полного всплытия, после чего экипаж производит

наблюдение за герметичностью машины, ее осадкой, креном, деферентом, а

также работоспособностью водоходных движителей.

Испытание производится на оборудованном участке. Он оборудуется со-

гласно требованиям, описанным в работах [1, 2].

Во время испытаний водоходных качеств, плавающей машины, как прави-

ло, измеряются на:

69



- скорость движения на плаву при различных режимах работы двигателя

(рис. 2, б);

- управляемость машины на плаву, скорость движение задним ходом;

- величину ходового динамического дифферента и угла крена при циркуляции;

- угол входа в воду и выхода из воды на берег (рис. 3);

- расход топлива машины на плаву.

а) б)

Рисунок 2 – Испытание водоходных качеств БТР-4:

а) «замочка» машины; б) определение скорости движения

а) б)

Рисунок 3 – Испытание БТР-4 «Буцефал» на проходимость береговой линии:

а) входа в воду; б) выход из воды на берег

В мае 2016 г. проводились испытания БТР-4 на Салтовском водохранили-

ще. В исследованиях принимали участия представители ХКБМ и ОГАТРК. Ре-

зультаты проведенных измерений водоходных качеств, плавающей машины,

показали высокие характеристики. Был предложен и испытан ряд методов и

способов измерений показателей водоходных качеств, применительно к специ-

альной технике, разрабатываемой в Украине.


1. Бугаев С. В. Плавающая машина. Теория и эксперимент / С. В. Бугаев. – Оде-

са: Друк. ОДМУ, 2000. – 430 с.

2. Бугаев С. В. Гидродинамика плавающей машины / С. В. Бугаев. – Одеса:

«Печатный дом», 2007. – 295 с.

70


Збірник наукових праць 6-ої Міжнародної науково-практичної конференції

70

ДАТЧИК ТИПА FLUXQATE С ДВОЙНЫМ МАГНИТОПРОВОДОМ

КОМПЕНСАЦИОННОГО ТИПА

Любимов А. Я., ст. преподаватель, Волокитин В. Ф., к.т.н., доцент

Одесская государственная академия технического регулирования

и качества,

г. Одесса

Сегодня новейшие технологии измерительной техники бурно используют-

ся в таких областях, как электроника, информатика, строительство, сельское

хозяйство. Но, особенно важно, использовать современные достижения науки и

техники в медицине. Поскольку, здоровье – это самое большое богатство каж-

дого человека в отдельности, и государства в целом.

В современном медицинском оборудовании, совместно с магнитно-

резонансной томографией (МРТ), широко применяется датчик тока Fluxqfte c

двойным магнитопроводом компенсационного типа, тип датчика ITL900. Ранее

применяемый датчик тока, основаный на эффекте Холла, предыдущего поколе-

ниях МРТ сканеров не подходит. Это объясняется тем, что качество, чистота и

разрешение изображения напрямую связано с приложенными магнитными по-

лями и, как следствие, зависят от токов, подаваемых в градиентные катушки.

Одним из ключевых элементов цепи управления током является точность дат-

чика тока по всем параметрам.

В частности, критически важными являются следующие параметры тока:

– чрезвычайно низкая ошибка нелинейности (< 3 ррm от диапазона изме-

рений);

– очень низкий уровень белого шума (низкочастотный шум от 0,1 Гц до

1 кГц);

– очень низкий дрейф смещения и чувствительности в температурном диа-

пазоне (< 3 ррm/К);

– диапазон измерений (около 1000А в пике);

– полоса пропускания (200 кГц на уровне 3 дБ);

– напряжение питания ± 15 В;

– очень высокая стабильность смещения с течением времени. [1, 2]

Датчик тока ITL900 применяется совместно с МРТ сканером, в котором

используется ядерный магнитный резонанс. Чтобы наблюдать ядерный магнит-

ный резонанс, необходима определенная энергия, которая позволит атому пе-

рейти из состояния покоя в состояние возбуждения. Это достижимо посред-

ством воздействия высокочастотного магнитного поля Н1. Если частота Н1 рав-

на ларморовой частоте, возникает явление резонанса, и ядро переходит на бо-

лее высокий энергетический уровень.

Под воздействием Н1 ось спина ядра больше не сонаправлена с Н0 (осью z),

а двигается в плоскости х-у. После прекращения действия Н1, ось спина снова

выстраивается параллельно с Н0, а избыток энергии, полученной от возбужде-

ния, излучается в виде затухающих электромагнитных волн (это явление также

известно как релаксация). Антенна детектирует затухающую волну, извлекая

индуцированное напряжение, называемое спадом свободной индукции ССИ

(FreeInductionDecay, FID).

71



71

Этот ССИ-сигнал компъютер MPT преобразует в объемное изображение

или изображение поперечного сечения.

Статическое магнитное поле Н0, как уже отмечалось, должно быть очень

интенсивным, высокой стабильности и однородности в объеме апертуры МРТ

сканера, где находится пациент.

Большинство современных установок МРТ генерируют статическое поле

посредством сверхпроводящих магнитов, расположенных вокруг цилиндра

сканера. Катушки магнита сделаны из ниобий-титановых (NbTi) проводов, по-

груженных в жидкий гелий при температуре 4К.

Градиентные катушки накладывают на Н0 магнитный градиент для обес-

печения пространственного кодирования изображения. В данный момент вре-

мени отображается только одна плоскость или срез, и чтобы принимать сигна-

лы только от расположенных в этой плоскости ядер, в состояние резонанса

должны быть введены только ядра из этой плоскости.

Появление резонанса строго зависит от значения напряженности магнит-

ного поля Н0: градиентные катушки накладывают магнитное поле таким обра-

зом, чтобы результирующее магнитное поле было равно Н0 только в рассматри-

ваемой плоскости.

Для создания градиентного поля вдоль осей необходима пара катушек. В

каждой паре токи текут в противоположных направлениях (рисунок 1).

Рисунок 1 – Градиентные катушки повышают статическое поле с одного конца

и уменьшают его с другого, задавая плоскость, в которой результирующее поле

имеет необходимое значение

Фактически, вокруг установки МРТ расположены три пары градиентных

катушек для создания трех ортогональных магнитных полей. Благодаря этому

возможно настроить магнитное поле в любой точке в объеме цилиндра. Током

градиентных катушек управляют градиентные усилители, работающие по

принципу замкнутого контура серво-типа (рисунок 2).

Выходной сигнал от датчика тока в цепи обратной связи является основой

получения необходимого уровня точности градиентного усилителя тока.

Каждой установке МРТ, таким образом, необходимы три таких контура

управления током.

Как видно из принципа работы МРТ, кратко описанного выше, качество,

чистота и разрешение изображения напрямую связаны с приложенными маг-

нитными полями и, как следствие, зависят от токов, подаваемых в градиентные

катушки. Одним из ключевых элементов цепи управления током является точ-

72



72

ность датчика тока по всем параметрам.

Рисунок 2 – Схема управления током градиентных катушек

1 – сумматор; 2 – градиентный усилитель; 3 – одна пара катушек; 4 – дат-

чик тока высокой частоты.

Наравне с прецизионным управлением током, в градиентных усилителях

для получения изображений в медицинской области, датчик ITL900 также при-

меним для измерений тока обратной связи в прецизионных регулируемых ис-

точниках тока, при измерениях тока для анализа электропитания, при калиб-

ровке тестового оборудования, а также в лабораторном и метрологическом

оборудовании, которые требуют высокой точности измерения тока.

В современном состоянии, эта технология ограничена относительно узким

температурным диапазоном (как правило, от +10°С до +50°С) [3].

Тем не менее, применение датчика ITL900 в современных установках МРТ

позволит добиться более высокого качества и точности операций диагностики,

уменьшит погрешность измерений и упростит обслуживание медицинского

оборудования. Кроме того, обладая передовыми техническими характеристи-

ками, датчики тока найдут применение и при решении многих других задач.


1. Спектр С. А. Электрические измерения физических величин. Методы изме-

рений: Учеб. пособие для вузов / С. А. Спектр. – Л.: Энергоатомиздат. – Ле-

нингр. отделение. – 1987. – 330 с.

2. Данилов А. Современные промышленные датчики тока / А. Данилов // Сов-

ременная электроника. – 2004. – Вып. 10. – 35 с.

3. Каталог прецизионных датчиков тока. Прецизионные датчики тока. Компа-

ния LЕМ для прецизионного измерения тока. – 2016. – 29 с.

73



73

ЄДНІСТЬ ВИМІРЮВАННЯ ВОЛОГОСТІ ЗЕРНА ТА ПРОДУКТІВ ЙОГО

ПЕРЕРОБКИ

Петрище М. О., к.т.н., доцент, Бородулін С. О.


м. Одеса

Одним із важливих показників якості зерна та продуктів його переробки є

вологість. Цей параметр актуальний як при визначенні необхідності його під-

сушування при прийнятті на тривале зберігання, так і під час комерційних опе-

рацій.

Для визначення вологості в зерні та продуктах його переробки в Україні

наявний великий парк вологомірів та еталонів для визначення їх метрологічних

характеристик. Разом із тим основа для забезпечення єдності вимірювань в цій

галузі (національний еталон) відсутня.

Відповідно до [1] вихідним еталоном України є еталон, що складається з

установок вакумно-теплових УВТ та лабораторних ваг ВЛР-200 та належить

ДП «Одесастандартметрологія». Затвердження вказаного еталону як вихідного

еталону України відбулося відповідно до наказу Мінекономрозвитку 1112 від

07.09.2015).

За визначенням минулої редакції Закону України «Про метрологію та мет-

рологічну діяльність» вихідним еталоном вважався еталон з найкращими мет-

рологічними характеристиками.

Задовільні результати вимірювань та відповідність іноземним аналогам бу-

ла продемонстрована під час теми КООМЕТ 479/RU/09 «Пілотні звірення в га-

лузі вимірювань масової долі вологості в зерні та зерно продуктах». Звітом за

цією темою передбачені ключові звірення, взяти участь у яких планує ДП

«Одесастандартметрологія».

Зазначений еталон свого часу не був визнаний первинним лише на підставі

відсутності такої розробки в Державній програмі розвитку еталонної бази на

2011 – 2015 роки, що спричинило на сьогоднішній день наступну ситуацію:

еталон з найвищими метрологічними характеристиками в Україні не має офі-

ційного статусу, оскільки в чинній редакції Закону України «Про метрологію та

метрологічну діяльність» відсутній термін «вихідний еталон», хоча в Міжнаро-

дному словнику з метрології [2] такий термін наявний (reference measurement

standard, reference standard – вихідний еталон, опорний еталон).

Така ситуація не може бути прийнятною для такої важливої галузі, що опо-

середковано підтверджується статусами еталонів учасників згаданих вище зві-

рень:

- Російська Федерація – учасник ФГУП «УНИИМ» (Федеральне державне уні-

тарне підприємство «Уральський науково-дослідний інститут метрології») –

ГЭТ 173-2013 державний первинний еталон одиниць масової долі, масової (мо-

лярної) концентрації води в твердих та рідких речовинах та матеріалах;

- Республіка Білорусь – учасник БелГИМ (Білоруський державний інститут ме-

трології) – ИЭ РБ 20-10 вихідний еталон одиниці вологості зерна та зернопро-

дуктів;

74



74

- Казахстан – РГП «КазІнМетр» (Республіканське державне підприємство «Ка-

захстанський інститут метрології») – KZ.01.01.00039-2007 державний еталон

одиниці вологості зерна та зернопродуктів.

Як випливає з Постанови Кабінету Міністрів України від 17 червня 2015

року 398 «Про затвердження Порядку та критеріїв надання еталонам статусу

національних еталонів» (із змінами внесеними постановою Кабінету Міністрів

України від 7 жовтня 2015 року 807) (далі – Положення), наявний в ДП

«Одесастандартметрологія» еталон міг би отримати статус національного, пе-

ребуваючи у статусі первинного або вторинного, проте механізм отримання та-

кого статусу чітко не визначений. Відповідно до Закону України «Про метроло-

гію та метрологічну діяльність» створення та вдосконалення державних етало-

нів здійснюється відповідно до державних науково-технічних програм, які роз-

робляються центральним органом виконавчої влади, що забезпечує формування

державної політики у сфері метрології та метрологічної діяльності, з метою за-

доволення потреб життєдіяльності людини, економіки і оборони України та ін-

ших сфер.

Державні науково-технічні програми фінансуються з Державного бюджету

України. Їх участь у таких програмах є певною мірою економічно вигідною для

учасників. Проте, як випливає із презентації Положення, головною його перева-

гою є зменшення навантаження на Державний бюджет через зменшення витрат

на розробку та утримання національних еталонів завдяки залученню до їх роз-

робки, створення та утримання представників бізнесу [3]. У цьому сенсі завер-

шення дослідження еталону масової частки вологи в зерні та продуктах його

переробки в державному підприємстві та надання йому статусу національного,

яке взагалі не вимагає коштів Державного бюджету (що неодноразово деклару-

вало ДП «Одесастандартметрологія»), вбачається одним із пріоритетних при

формуванні програми робіт з розвитку еталонної бази України.


1. Метрологія. Державна повірочна схема для засобів вимірювання волості зе-

рна та продуктів його перероблення: ДСТУ 3871:2015 – [Чинний від

28.05.2015]. – Київ: ДП «УкрНДНЦ», 2014 – 4 с.

2. Международный словарь по метрологии. Основные и общие понятия и соо-

тветствующие термины. International vocabulary of metrology – Basic and

general concepts and associated terms (VIM) [Електронний ресурс]: GUIDE 99

Режим доступу до екрану: http://metrology.kiev.ua.

3. Постанова Кабінету Міністрів України від 17 червня 2015 року 398 [Еле-

ктронний ресурс]: Мінекономрозвитку. – 2016. – Режим доступу до екрану:

http://www.me.gov.ua.

75

http://www.me.gov.ua/



75

РОЗРОБЛЕННЯ ТА ВПРОВАДЖЕННЯ ЗАСОБІВ ТЕХНІЧНОЇ

ДІАГНОСТИКИ ТА НЕРУЙНІВНОГО КОНТРОЛЮ СТАНУ ВУЗЛІВ

РУХОМОГО СКЛАДУ

Ваганов О. І., д.т.н., професор, Добровольська С. В., ст. викладач


м. Одеса

На цей час пріоритетом на залізничному транспорті є забезпечення безпеки

рухомого складу на основі впровадження нових методів та технічних засобів

технічної діагностики та неруйнівного контролю основних вузлів локомотивів,

вантажних та пасажирських вагонів. [1 – 3]. Враховуючи потреби залізничного транспорту, на цей час основними пер-

спективними розробками для діагностики та неруйнівного контролю рухомого

складу є [4, 5]:

1. Неруйнівний акустичний контроль для оцінювання остаточного ресур-

су деталей рухомого складу. В першу чергу, це методи акустичної емісії для

неруйнівного контролю залізничних цистерн, які працюють під тиском, боко-

вих рам та надресорних балок візків вантажних вагонів.

2. Ультразвуковий контроль деталей вагонів та локомотивів. Засобами

ультразвукового контролю, розроблення та впровадження яких на цей час є

перспективним для залізничного транспорту, є ультразвукові дефектоскопи,

ультразвуковий товщиномір. Такі технічні засоби необхідні для контролю стану

цільнокатаних коліс, гребнів коліс, буксового вузла, зварних швів.

3. Магнітний неруйнівний контроль. Технічні засоби магнітного не-

руйнівного контролю необхідні для контролю стану втулок та фланців, шийок

осей колісних пар.

4. Контроль вібрації вузлів локомотивів. При реостатних випробуваннях

локомотивів є необхідність вимірювання вібрації тягових генераторів та турбо-

компресорів.

Для підвищення технічного рівня та якості ремонту рухомого складу;

впровадження нових засобів діагностики та неруйнівного контролю [6]:

1. Розробляється довгострокова програма модернізації систем технічної

діагностики та неруйнівного контролю рухомого складу.

2. Розробляється необхідна нормативна база використання систем техніч-

ної діагностики та неруйнівного контролю при ремонті та технічному обслуго-

вуванні рухомого складу.

3. Розробляються інформаційні технології для зберігання, оброблення от-

риманої інформації.

Роботи з розроблення та впровадження програмно-апаратних діагностич-

них комплексів спрямованні на забезпечення достовірної інструментальної

оцінки технічного стану вузлів рухомого складу, оцінки його взаємодії з

колією, на автоматизацію управління життєвим циклом рухомого складу. При

розробці нових діагностичних комплексів та систем неруйнівного контролю

вирішується конкретна задача – обсяги діагностичної інформації повинні бути

достатніми для кваліфікаційних рішень щодо обсягів технічного обслуговуван-

76



76

ня та ремонту рухомого складу.

На цей час є дві тенденції розроблення засобів технічної діагностики: у ви-

гляді багатопараметричних структур та систем з поглибленим дешифруванням

інформації. У першому випадку на об‘єкти діагностування встановлюється

значна кількість різних перетворювачів, за допомогою яких реєструють багато

параметрів для оцінки технічного стану об‘єкту. Такий підхід потребує значних

витрат часу на діагностування та знижує ймовірність безвідмовної роботи си-

стем діагностування та контролю.

Друга тенденція – це забезпечення мінімальної кількості перетворювачів

при поширенном аналізі інформації, що отримується. Сучасні технічні засоби

дозволяють реалізувати другу тенденцію, що значно скорочує матеріальні за-

трати при достовірному контролі.


1. Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник / В. В. Клюев,

Ф. Р. Сосник, В. Н. Фименов и др. – М.: Машиностроение, 1995. – 488 с.

2. Дробот Ю. Б. Неразрушающий контроль усталостных трещин акусто-

эмиссионным методом / Ю. Б. Дробот, А. М. Лазарев.-М.: Изд-во стандар-

тов, 1987. – 128 с.

3. Венцевич Л. Е. Локомотивные устройства обеспечения безопасности дви-

жения поездов и расшифровка информационных данных их работы / Л. Е.

Венцевич. – М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на же-

лезнодорожном транспорте», 2007. – 328 с.

4. Автоматизация локомотивов / Ю. В. Бабков, Ф. Ю. Базилевский, А. Ф. Гри-

щенко. – М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на желез-

нодорожном транспорте», 2007. – 323 с.

5. Крылов В. И. Тормозное оборудование железнодорожного подвижного сос-

тава / В. И. Крылов, В. В. Крылов, В. К. Ефремов, В. Н. Демушин. – М.:

Транспорт, 1989. – 265 с.

6. Бервиков В. И. Техническое диагностирование локомотивов / В. И. Берви-

ков. – М.: УМК МПС России, 1998. – 321 с.

77



77

ДАТЧИКИ СТРУМУ РОЗРОБЛЕНІ НА МІКРОСХЕМІ ASIC

Богун В. Д., ст. викладач кафедри НВТ,

Гонтар А. А., студентка


м. Одеса

У промисловості застосовуються датчики струму і напруги побудовані за

принципом:

датчики прямого посилення (ПРО/L);

датчики струму технології Еta;

компенсаційні датчики струму (З/L);

компенсаційні датчики струму, типу З;

компенсаційні датчики напруги ( З/L);

датчики струму РRiME;

датчики напруги, серія АV100;

датчика струму, IT.

Датчики можуть містити шину первинного провідника для отримання най-

кращого поєднання динамічних характеристик (частотний діапазон, час відгу-

ку...) і, в той же час, гарантувати високий рівень сумісності з сучасною силовою

електронікою. Навіть для біполярних перетворень, безліч датчиків струму, що

мають живлення + 5 В, мають вихід внутрішнього джерела опорної напруги і

вхід від зовнішнього джерела, щоб ця напруга могла бути використана мікро-

контроллером або АЦП [1].

Такі характеристики, як початкове зміщення, коефіцієнт посилення, дрейф

початкового зміщення можуть бути поліпшені завдяки використанню мікроко-

нтроллера. Щоб задовольнити ці специфічні вимоги ринку були розроблені

спеціалізовані мікросхеми АSIC (Application Specific Integrated Circuit). На ос-

нові мікросхем ASIC були розроблені нові серії датчиків, котрі працюють за

принципом прямого посилення і компенсаційного типу.

Мікросхеми – датчики струму ASIC вносять свій вклад у збереження енер-

гії завдяки живленню +5 В і низькому енергоспоживанню. Розроблені датчики

ASIC, що об‘єднують усі необхідні електронні компоненти традиційних датчи-

ків струму в інтегральній схемі: сенсори магнітного поля, усю активну електро-

ніку: операційні підсилювачі (ОП), транзистори, діоди, стабілітрони, джерело

опорної напруги. Завдяки досягненням напівпровідникової технології стали

можливі деякі специфічні функції і поліпшені характеристики, такі як: дрейф

початкового струму зміщення і дрейф коефіцієнта посилення.

Датчики ASIC стали хорошим помічником в подальшій мініатюризації, за-

вдяки інтеграції їх електроніки на єдиному чіпі. Вони забезпечили інновацій-

ний компактний дизайн, як в недавній моделі НМS(16 (Д) х 13.5 (Ш) х 12 (В)

мм, включаючи первинну шину). Менший розмір, кращі характеристики, вище

ізоляція, простіше сполучення з іншими електронними компонентами – це ак-

туальні вимоги сьогоднішньої силової електроніки.

Цей тип датчиків представляє інтерес в тих випадках застосування, коли

критерії інтеграції є головними: побутова техніка, кондиціонери тощо [1].

78



78

Більшість датчиків, що виконують біполярне перетворення, мають двохпо-

лярну напругу живлення :

Uc = 0. ±12 В ; 0.±15 В ; 0.± 24 В ;

Втім, завдяки розвитку силової електроніки та її вимог, а також появі

ASIC, розроблений широкий спектр датчиків для біполярних перетворень з на-

пругою живлення однієї полярності відносно нуля (0 В):

Uc = 0 … +5 В.

Це важливий чинник в зниженні енергоспоживання.

Точність – це основний параметр в електричних системах. Вибір правиль-

ного – це часто компроміс між декількома параметрами: точністю, частотним

діапазоном, вагою, ціною, розміром тощо. Точність перетворення датчиків за-

лежить, в першу чергу, від принципу роботи.

Датчики прямого посилення калібруються в процесі виробництва і зазви-

чай досягають точності вище 2 % в діапазоні номінального струму при 25 °С.

Датчики струму і напруги компенсаційного типу, завдяки принципу врів-

новаження магнітних полів, забезпечують відмінну точність при 25 °С (в осно-

вному, менше 1 % в номінальному діапазоні) та знижені похибки в заданому

температурному діапазоні.

Датчики типу IT – це датчики з відмінними характеристиками і винятко-

вою точністю 0,0002 % в їх діапазоні робочих температур 25 °С.

Частотні характеристики датчиків безпосередньо пов‘язані з технологією

перетворення. На частотний діапазон впливають кілька ключових факторів.

Датчики прямого посилення мають частотний діапазон до 50 кГц. Це

пов‘язано з геометрією магнітопроводу, числом і товщиною пластин в магніто-

проводі, матеріалом магнітопроводу.

Датчики компенсаційного типу, Eta, IT мають частотний діапазон до

200 кГц (і, в меншій мірі, тип С до 500 кГц).

Для технологій AV 100 та PRiME це питання меж можливостей електроні-

ки і частотний діапазон становить від 10 Гц до 6 кГц.

Для датчиків напруги частотний діапазон обмежений одиницями кГц вна-

слідок індуктивності первинного провідника [2].


1. Джексон Р. Г. Новейшие датчики.Перевод с английского под редакцией

В. В. Лучинина. – М.: ТЕХНОСФЕРА, 2007. – 376 с.

2. Промышленный каталог Датчики тока и напряжения для промышленности.

Женева, Изд. ЛЕМ. 2001. – 46 с.

79



79

ОЦІНКА ПОХИБОК БЕЗКОНТАКТНОГО МЕТОДУ ВИЗНАЧЕННЯ

ВНУТРІШНЬОЇ ТЕМПЕРАТУРИ ЗАРЯДІВ АРТИЛЕРІЙСЬКИХ

БОЄПРИПАСІВ

Міщенко А. С.

Національна академія сухопутних військ імені

гетьмана Петра Сагайдачного,

м. Львів

Постановка проблеми. Аналіз останніх досягнень і публікацій. В умовах

сучасних бойових дій основним засобом ураження противника є артилерійські

підрозділи [1]. З огляду на підвищення маневреності цілей, розвиток засобів

контрбатарейної боротьби, виконання завдань по ураженню цілей поблизу

розташування цивільного населення та своїх військ постійно підвищуються ви-

моги щодо точності та оперативності артилерії. Перед стрільбою артилерії з ме-

тою точного ураження цілі здійснюється підготовка даних. Одним із заходів,

які виконуються під час підготовки даних для стрільби є визначення темпера-

тури зарядів артилерійських боєприпасів для внесення відповідних поправок в

дані для стрільби [2]. Визначення температури зарядів за допомогою рідинного

термометра характеризується похибками, які досягають 4-5°С та вимагають

значних витрат часу [3].

З метою зменшення похибок вимірювання та витрат часу на його прове-

дення пропонується метод визначення температури заряду боєприпасу на

підставі інформації про зміну температури на поверхні гільзи [4].

Визначення температури заряду на основі диференційних рівнянь тепло-

провідності для однозначного вирішення вимагає інформації про початкову

конфігурацію температурного поля тіла, яку в більшості випадків встановити

не має можливості. Для вирішення даного протиріччя пропонується застосува-

ти теорію регулярного теплового режиму [5], яка базується на тому, що при не-

стаціонарному температурному режимі, через певний період часу, вплив

розподілу початкової температури тіла на подальшу зміну температури стає

практично непомітним, температура тіла характеризується в основному темпом

охолодження (нагрівання) тіла або системи тіл. В такому випадку для визна-

чення середньооб‘ємної температури заряду артилерійського боєприпасу отри-

мано залежність (1) [6]:

1

11

об об о

i n

об i i ii

з c

з з

б

mз

T m c V c V

c V

T T

e

, (1)

де з

T – середньооб‘ємна температура заряду в момент часу 2

;

обT – зміна температури оболонки боєприпасу протягом часу ;

– проміжок часу між вимірюваннями;

m – темп охолодження (нагрівання боєприпасу);

ic – питома теплоємність і-ої складової боєприпасу;

80



80

i – густина і-ої складової боєприпасу;

iV – об‘єм і-ої складової боєприпасу;

сT – температура навколишнього середовища.

Для визначення температури заряду запропонованим методом необхідно

визначити темп охолодження (нагрівання) системи тіл, з яких складається

боєприпас. З цією метою здійснюється двократне вимірювання температури

поверхні гільзи протягом певного часу. Темп охолодження визначається із за-

лежності (2):

1 2

1 2

ln lnоб обTm

T

, (2)

де 1об

T – температура оболонки в момент часу 1

;

2обT – температура оболонки в момент часу

2 ;

Значення фізичних величин, які входять до виразів (1) та (2) в якості

змінних визначаються із певними похибками, тобто, строго кажучи, є випадко-

вими. Для того щоб охарактеризувати точність запропонованого методу визна-

чення температури заряду артилерійського боєприпасу необхідно визначити

вплив даних характеристик на точність визначення температури .

Для оцінки величини похибки визначення з

T будемо використовувати се-

редньоквадратичне відхилення цієї випадкової величини.

Виходячи із фізичної суті процесу (різні прилади для здійснення вимірів,

відносно малі значення похибок, велика кількість факторів, яка впливає на зна-

чення величини) приймемо всі випадкові величини, які входять до виразів (1) та

(2) статистично незалежними та розподіленим за нормальним законом.

Для визначення сердньоквадратичного відхилення функції багатьох

змінних Z застосуємо вираз (3) [7]:

2

2 2

1i

i k

Z xii

Z

x

, (3)

де Z – середньоквадратичне відхилення величини Z;

k – число незалежних змінних, які визначають значення Z;

ix – незалежна змінна.

Розглянемо вплив на точність визначення температури заряду незалежних

змінних, які входять до виразу (2).

Безпосередньо середньооб‘ємна температура заряду визначається із

рівняння (2). Точність визначення температури із наведеної залежності визна-

чається точністю визначення темпу охолодження (нагрівання) та точністю

вимірювання температури поверхні. Розглянемо вплив цих похибок на точність

визначення середньооб‘ємної температури заряду в цілому.

Часткові похідні по температурі і значенню темпу охолодження виразу (2)

дорівнюють:

81



81

1 11

i i

об

з

з об об о

mз

б

з

m c V c VТ

Tc V

e

,

2 11

з об об обi i

б

з m

о

з з

m c V c V

Tc

Т

V

e

, (4)

2

)

1 1

(

1 1

з об об обоб

mm

i i об i i i

з з зз з з m

T c V T m c V c V

c V c

Т

V

m

ee e

2

)

11 1

(

1

об i i об iз об об об

mm

i i

з з зз з з m

T m c V T m m c V c V

c V c V

Т

ee e

З (3) та (4) отримуємо для визначення середньоквадратичного відхилення

температури заряду:

2 2

2 2 2

1 11 1

з

об об об об об обT T T

i i

m

i i

з з з з з mз

m c V c V m c V c V

c V c V

e e

2

22 2)

( )1 11 1

( об об обm

m

об i i об i i i

з з зз з mзm

T c V T m c V c V

c V c V ee e

(5)

2

2 2)( )

1 11 1

( об обоб i i об i i i

з з зз

б

mmз з

о

m

T m c V T m m c V c V

c V c V ee e

Отже при використанні достатньо точних приладів вимірювання темпера-

тури та часу, середньоквадратичні відхилення яких будуть відповідно ± 0,5 с

82



82

для вимірювання часу та ± 0,2 °С для вимірювання температури значення се-

редньоквадратичного відхиленя визначення температури заряду буде в межах

± 1 °С. Запропонований метод дозволяє із достатньою точністю визначати тем-

пературу заряду боєприпасу, в будь-який момент часу. Точність визначення

температури заряду даним методом, за умови використання достатньо точних

приладів визначення температури поверхні, значно зростає порівняно з існую-

чими методами вимірювання температури заряду. Крім того даний метод доз-

воляє використовувати для здійснення вимірювань прилади із малою тепловою

інерційністю, а отже підвищує оперативність підготовки даних для стрільби

артилерії.


1. Бойовий статут Сухопутних військ Збройних Сил України. Частина ІІ (бата-

льйон, рота). – К.: КСВ ЗСУ, 2010. – 216 с.

2. Правила стрільби і управління вогнем артилерії (група, дивізіон, батарея,

взвод, гармата). – К.: вид-во «Варта», 1995. – 304 с.

3. Трофименко П. Є. Шляхи підвищення точності вимірювання температури

зарядів у наземній артилерії / П. Є. Трофименко, В. І. Макеєв,

А. Ф. Раскошний // Системи озброєння і військова техніка. – 2011. – 1(25).

– С. 58 – 60.

4. Шабатура Ю. В. Математичні засади нового методу визначення температури

зарядів артилерійських боєприпасів / Ю. В. Шабатура, А. С. Міщенко // Сис-

теми озброєння і військова техніка. – 2015. – 3. – С. 56 – 60.

5. Кондратьев Г. М. Регулярный тепловой режим / Кондратьев Г.М. – М. : Го-

сударственное издательство технико-теоретической литературы, 1954. –

408 с.

6. Шабатура Ю. В. Визначення температури заряду артилерійського боєприпасу

на основі застосування теорії регулярного теплового режиму / Ю. В. Шаба-

тура, А. С. Міщенко // Військово-технічний збірник АСВ. – 2015. – 13. –

С. 73 – 76.

83



83

ИЗМЕРЕНИЕ ВЕЛИЧИН ХОДОВОГО ДИФФЕРЕНТА И

ВОЗНИКАЮЩЕГО МОМЕНТА ПРИ ДВИЖЕНИИ ПЛАВАЮЩЕЙ

МАШИНЫ ПО ВОДЕ, КОНСТРУКТИВНЫЕ МЕРЫ КОМПЕНСАЦИИ

Бугаев С. В.1, к.т.н., доц., Веретенников А. И.

2, к.т.н.,

Советник Генерального директора ХТЗ.



2 – ПАО «Харьковский тракторный завод», г. Харьков

Многолетний опыт модельных и натурных испытаний плавающей специ-

альной техники, в интересах еѐ разработки и производства, показывает, что при

движении этих плавающих машин (ПМ) по воде возникает ходовой дифферент.

Он, в основном, обусловлен особенностью обтекания водой подводной части

машины и значительно влияет на скорость еѐ движения.

Большинство существующих в настоящее время методик испытаний ПМ

базируется на ОСТ В 37.001.433-87. Они не включают в себя методы и способы

измерения величин угла ходового дифферента и соответствующего этому углу

момента. В аналогичном состоянии находятся и расчетные методы по определе-

нию ходовых качеств ПМ [1]. Анализ научных исследований в этом направле-

нии [2, 3] показал, что, несмотря на значительное количество результатов мо-

дельных и натурных испытаний, все расчетные методы по определению ходо-

вых качеств ПМ не учитывают влияние динамического ходового дифферента на

достижимую скорость движения машины [4, 5]. Опыт разработки ПМ показал,

что использование таких методов в инженерной практике ведет к существенной

ошибке по определению ходкости машины и, как следствие, приводит к сниже-

нию эксплуатационных характеристик, получаемых при испытаниях, в сравне-

нии с результатами расчетов и дополнительным экономическим потерям вслед-

ствие недоиспользования динамических возможностей ПМ.

Все выше перечисленное обусловило необходимость в разработке способов

и методов определения величин ходового дифферента и динамического момен-

та, вызванного движением машины по воде и их учета в практике конструиро-

вания ПМ.

Измерение рассматриваемых показателей чаще всего может производиться

при проведении модельных и натурных испытаний ПМ. В условиях соответ-

ствующих измерительных лабораторий (опытовый бассейн, аэродинамическая

труба, гидродинамический лоток) определение углов дифферента может произ-

водиться визуально, с использованием средств видео и фото контроля, а также с

использованием соответствующих измерительных комплексов. Определение ве-

личины динамического дифферента требует значительно более сложного изме-

рительного оборудования и большего объема проводимых исследований. Оно,

как правило, основывается на жесткой фиксации модели ПМ относительно по-

тока воды или воздуха при различных углах дифферента. Измерение величины

воздействующего на модель момента проводится при различных скоростях

движения потока воды или воздуха относительно модели с использованием со-

ответствующих датчиков и преобразователей.

Измерение величины угла ходового дифферента при испытаниях самоход-

ных моделей ПМ возможно производить с использованием гироскопических

84



84

датчиков с последующим преобразованием, обработкой и регистрацией их по-

казаний. Величина дифферентующего момента определяется расчетным путем

по предварительным результатам соответствия угла дифферента модели вели-

чине силы, дифферентующей еѐ на этот угол. При проведении натурных испы-

таний ПМ в качестве основных ставятся задачи не только определения угла

дифферента и динамического момента в зависимости от скорости движения ма-

шины, но также и разработки конструктивных мероприятий по компенсации их

негативного влияния на скорость движения ПМ. Исследования проводятся в

следующей последовательности: машина со штатной нагрузкой устанавливается

на поверхности воды и начинает двигаться с определенной подачей топлива.

После разгона она преодолевает измерительный участок, при этом фиксируются

показатели скорости и угла дифферента. Затем в носовой части ПМ устанавли-

вают полностью погруженный в воду понтон заранее определенного объема, и

опыты повторяются. Зная изменение величины ходового дифферента при соот-

ветствующих скоростях движения ПМ с понтоном и без него, определяют вели-

чину гидродинамического момента. По результатам исследований, на носовую

часть машины устанавливают дополнительную водообъемную конструкцию,

которая позволяет машине достигать заявленную скорость движения на плаву.

Такой подход позволяет при модернизации машин и установки на них нового

или дополнительного оборудования улучшить ходовые качества ПМ. Натурные

испытания БТР-4, проведенные в 2016 году, полностью подтвердили состоя-

тельность этого метода. Так изделие БТР-4Е (рис.1) при штатной загрузке,

вследствие уменьшения ходового дифферента по мере разгона на воде, в прак-

тической эксплуатации обеспечивало максимальную скорость плава до 6,5

км/час, хотя его энергетические возможности, согласно существующих методик

расчета, достаточны для достижения скоростей 8 – 10 км/час. Модификация

бронетранспортера (рис.2), проведенная путем установки дополнительных во-

доизмещающих конструкций на носовой части, с целью улучшения водоходных

качеств, на испытаниях показала максимальную скорость движения на плаву 10

км/час.

Рисунок 1 – Положение БТР-4 на воде в ходе движения при штатной загрузке

85



85

Рисунок 2 – Положение на воде в ходе движения БТР-4 с дополнительными

водоизмещающими конструкциями


1. Особенности расчета сопротивления движению боевой колесной машины на

плаву / А. И. Веретенников, Ю. М. Мущинский, А. В. Нефедов // Механіка та

машинобудування. – 2009. – 2. – С. 11 – 13.

2. Плавающие колесные и гусеничные машины / П. В. Аксенов, Ю. А. Кононо-

вич. – М.: Военное издательство МО СССР, 1963. – 269 с.

3. Конструкция и расчет плавающих машин / Степанов А. П. – М.: Машиност-

роение, 1983. – 196 с.

4. Плавающая машина. Теория и эксперимент / С. В. Бугаев. – Одеса: Друк.

ОДМУ, 2000. – 430 с.

5. Гидродинамика плавающей машины / С. В. Бугаев. – Одеса: «Печатный

дом», 2007. – 295 с.

86



86

ОКРЕМІ ПИТАННЯ ЩОДО МЕТОДИКИ ВИМІРЮВАННЯ

ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ

Петрище М. О., к.т.н., Бондаренко Г. С., Бородулін С. О.


м. Одеса

Вступ

Визначення похибок при вимірюванні електричної енергії є актуальним за-

вданням при зведені балансу при передаванні, розподілі та споживанню елект-

ричної енергії. Враховуючи, що в реальних умовах сумарна похибка залежить

не лише від метрологічних характеристик засобів вимірювальної техніки, але й

від параметрів кіл обліку, графіків навантаження та схеми підключення засобів

обліку. Об‘єднання всіх складових становить собою доволі важку задачу.

Аналіз

Відомо чимало рекомендацій, які встановлюють приблизно однакові мето-

ди обчислення похибок [1, 2]. Проте ці нормативні документи придатні лише

для незмінних режимів навантаження, чого в реальних умовах практично не

існує. Чинна в Україні типова методика [3] усуває цей недолік і пропонує в то-

му числі метод обчислення похибки вимірювання з урахуванням графіків нава-

нтаження

2 2 2 2 2 2 2

Л Л.О В.П

1

1,1l

W I U j

j

, (1)

де I – струмова похибка трансформатора струму, %;

U – похибка напруги трансформатора напруги, %;

– похибка викликана кутовими похибками трансформаторів струму та

напруги, %;

Л – похибка, викликана втратами напруги в лінії з‘єднання трансформа-

тора напруги та лічильника, %;

Л.О – основна похибка лічильника, %;

В.П – похибка визначення різниці показів лічильника, %;

j – додаткова похибка лічильника від j-ї впливної величини, %;

l – кількість впливних величин.

Загалом методика передбачає три рівня інформаційного рівня забезпечен-

ня:

- рівень А – визначення границь похибки вимірювання за нормованими в

технічній документації метрологічними характеристиками засобів вимірюваль-

ної техніки;

- рівень Б – визначення границь похибки вимірювання за графіками наван-

тажень об‘єкта та нормованими в технічній документації метрологічними хара-

ктеристиками засобів вимірювальної техніки;

- рівень В – визначення границь похибки вимірювання за графіками наван-

тажень об‘єкта та індивідуальними метрологічними характеристиками засобів

вимірювальної техніки.

87



87

Слід враховувати, що зазначена методика є обов‘язковою для використан-

ня через вимогу глави 5 Правил улаштування електроустановок (ПУЕ) щодо

виконання додаткових вимог до улаштування обліку електроенергії, встановле-

них в інших нормативних документах (зокрема, СОУ-Н МЕВ 40.1-00100227-

93:2014 (МВУ 031/08-2013) «Кількість електричної енергії та електрична поту-

жність. Типова методика виконання вимірювань» в цьому переліку зазначено

безпосередньо).

У процесі аналізу прикладів розрахунку кількості активної електричної

енергії та похибки вимірювання при відомому графіку навантаження та невідо-

мих індивідуальних характеристиках засобів вимірювальної техніки, що δW за-

лежить не стільки від метрологічних характеристик засобів обліку, скільки від

кількості періодів інтеграції. Для звичайного розрахункового інтервалу кіль-

кість годинних періодів інтеграції складає 720 для 30 календарних днів, що

зменшує δі приблизно в 27 раз. Враховуючи, що зменшувати період інтеграції

можливо майже до нуля та, відповідно, необмежено збільшувати кількість пері-

одів інтеграції, що в свою чергу зменшить δ до нуля, незалежно від метрологіч-

них характеристик засобів обліку та впливних величин.

Окрім наведеного вище, певний інтерес також становить значний вплив

похибки δВ.П.і. Її внесок переважає лише δθі, яка, в свою чергу, необґрунтовано

завищена через невдалий графік навантаження, який не відповідає реальним

умовам. За такого низького коефіцієнта потужності будь-яке підприємство в

першу чергу вживатиме заходи щодо його підвищення, після чого δθі суттєво

знизиться.

Виходячи із цього, необхідно переглянути алгоритми методики, за якими

визначаються складові сумарної похибки вимірювання електричної енергії, та

внести відповідні зміни до методики виконання вимірювань.

Висновки:

1. Визначено, що окремі положення чинної в Україні типової методики ви-

конання вимірювань електричної енергії не дозволяють адекватно визначати

похибку вимірювання.

2. Графіки навантаження при оцінюванні похибки вимірювання застосо-

вуються некоректно.

3. Методика виконання вимірювань повинна бути переглянута.


1. Методические указания по определению погрешности измерения активной

энергии при ее производстве и распределении: РД 34.11.325-90. – [Не чин-

ний в Україні]. – Москва: СПО ОРГРЭС, 1991. – 21 с.

2. Рекомендации. Автоматизированные системы контроля и учета электроэнер-

гии и мощности. Типовая методика выполнения измерений электроэнергии и

мощности: РД 153-34.0-11.209-99 – [Не чинний в Україні] – Москва: РАО

«ЕЭС России», 1999. – 78 с.

3. Метрологія. Кількість електричної енергії та електрична потужність. Типова

методика виконання вимірювань: СОУ-Н МЕВ 40.1-00100227-93:2014 (МВУ

031/08-2013) – [Чинний від 21.02.2016] – К.: Міненерговугілля, 2014. – 79 с.

88



88

ELECTRIC CHARGE AS A FUNCTION OF THE MOMENT OF MASS.

GRAVITATIONAL FORM OF COULOMB’S LAW

Timkov V. F.1, PhD, associate professor, Timkov S. V.

2, Zhukov V. A.

2,

1 – The Office of National Security and Defense Council of Ukraine

2 – Research and Production Enterprise «TZHK»

Introduction

As we know [1] the standard model of physics describes the electromagnetic,

strong and weak interactions, but does not describe the gravitational interaction. The

electromagnetic and weak interactions are unified in the theory of electroweak inter-

action. Currently there is no unified theory of physics of fundamental interactions.

Trying to combine the gravitational interaction with the electromagnetic, weak and

strong interactions on the basis of the theory of quantum gravity has not brought suc-

cess.

At the same time, some indirect evidence, for example, similar structure of Cou-

lomb‘s law and the law of universal gravitation, the presence of gravitational-

electromagnetic resonance [2, 3, 4, 5], allows to make the assumption that the basis

of the electromagnetic and gravitational of interactions have common processes and

phenomena.

According to law «Universal Plank Proportions» (law UPP) [2], in the observa-

ble Universe anybody having mass ,m creates a gravitational field that curves the sur-

rounding space with a radius of curvature S (actually S – is the length of a gravita-

tional wave) and introducing into this space time delay dmt in the dissemination of

signal. Body characteristics dmtSm ,, interconnected universal proportions Planck:

,;;;;; mm

ttS

l

ttm

m

lSt

t

lSt

t

mmS

l

mm

p

p

dm

p

p

dm

p

p

dm

p

p

dm

p

p

p

p (1)

where ppp tml ,, – is the Planck constant, respectively-length, mass and time.

Each body characteristics: dmtSm ,, separately from other uniquely determines

him the energy parameters:

dmep thSFmcE 2, (2)

where: c – is the speed of light in vacuum;

p

p

et

Eh – is the quantum of Planck

energy, where pE – Planck energy: 2cmE pp ; pF – is the Planck force:

ppp amF , where pa – is Planck accelerating: 2

p

p

pt

la , and for two bodies with

weight 1m and 2m , length of a gravitational wave 1S and 2S , the time delay 1dmt and

2dmt at a distance R from each other, the law of gravity is given by:

89



89

.

2

212

2

21

2

21

R

ttcF

R

SSF

R

mmGF dmdm

pp

(3)

Where G – is the gravitational constant, c – is the speed of light in vacuum.

Before this law, we know only one characteristic of the object – its mass. On the ba-

sis of the law UPP openly and confirmed by experiments a new property of matter –

its gravitational-electromagnetic resonance (GER) [3, 4]. It is known that today in

astrophysics is not possible to accurately determine the mass of distant objects ob-

servable Universe, and using the law UPP and the GER we can accurately calculate

their mass. It is sufficient to measure the frequency of the envelope of the radiation

spectrum [4]. On the basis of the law UPP and GER, we can create new sources of

energy. The versatility, efficiency, stability and repeatability of Planck of proportions

also lies in the fact that for the gravitational constant G , of constants of Planck:

ppp tml ,, , of the relevant characteristics of the observable Universe: UeR , UeM , UeT ,

as well as of the relevant characteristics of any her body: dmtmS ,, is true [5]:

.1067408.6 21311

2

3

2

3

2

3

skgmmt

S

TM

R

tm

lG

dmUeUe

Ue

pp

p

(4)

On the basis of the Planck of proportions, we can also go to the geometrical sys-

tem of units in physics, that additionally underscores their versatility.

Most dynamic physical processes have two basic states-steady state and transient

state. In the steady state (when there is no movement of the masses with an accelera-

tion when there is no merging of massive bodies) the gravitational field of the body,

which has a mass, bends space around itself [2, 5, 6, 7]. This forms a kind of standing

gravitational waves that are can be found only indirect methods, for example, based

on gravitational-electromagnetic resonance. The LIGO experiment observed the pro-

cess of transition, which occurred as a result of deformation of surrounding curved

space formed to move in space gravitational wave. The parameters of curved space in

steady state (standing gravitational waves) and the parameters of gravitational waves

in the transition process to the same bodies are different.

2. Electric charge as a function of the moment of mass

It is known [8, 9], that the charge of Planck pq is equal to :

,24 00

e

chcqp (5)

where: 2

7

04

10

c – electric constant,

p

pp

t

lmh

22 – Planck‘s constant,

p

pp

t

lmh2

2

– the reduced Planck‘s constant, e – elementary electric charge,

– fine structure constant.

90



90

Then, based on (5):

.10

2

210

2

10 7

27

72 mkglm

t

l

t

lm

c

he pp

p

p

p

pp

(6)

Or:

.10 2

1

2

1

7 mkglme pp (7)

The fractional dimension of physical quantities

2

1

2

1

mkg proved, for example,

in [10, 11, 12].

It is known [13], that the Bohr radius 0a is equal to:

,2

42

2

00

cm

h

ema

ee

(8)

where: em – is the mass of electron.

Then in view of (5) and (6) the Bohr radius is equal to:

,10

427

42

0

0

pppe

pp

tlmm

lma

Considering that: 0

72

4

10

c , then:

e

pp

e

pp

m

lm

mc

lmca

2

2

0 , (9)

or:

.;;;;0

00

0

0

a

lmm

m

mal

l

mam

ma

lmlmma

pp

e

p

ep

p

ep

e

pp

ppe (10)

From (10) it follows that the fine structure constant is the ratio of the moments of the

Planck mass and the electron mass that is the fine structure constant is a scale factor

between the values of these moments. The electron mass is uniquely determined by

the Planck constant: the length pl and mass mp, as well as the Bohr radius 0a and the

fine structure constant .

In view of (10) the reduced Planck constant is equal to:

91



91

.107

2

0

ce

mca e (11)

In view of (6, 7, 10) electric charge is equal to:

.10 0

272

emae (12)

Considering that the mass of the proton prm is: dmm epr , where

15267389.1836d [14], the formula (12) can be represented as:

.10 0

272

prmad

e

(13)

From (6, 7, 12, 13) it follows that the electric charge is a function of the moment

of mass.

3. Gravitational form of Coulomb’s law

Coulomb force module F for two point charges eee 21 , which are at a dis-

tance r12 from each other, equal to:

,2

12

2

r

ekF e (14)

where – ek is the proportionality factor (Coulomb‘s constant, or the electric

force constant ), which is in the international units SI is equal to [15]:

.106817649875517873.84

1 22319

0

Csmkgke

(15)

Represent ek through a system of units of Planck:

.1072

3

22

3

ppp

pp

pp

pp

elmt

lm

qt

lmk (16)

Then the Coulomb force module (14) is equal to:

.10

10 2

12

2

3

2

12

7

72

3

2

12

2

rt

lm

r

lm

lmt

lm

r

ekF

p

pppp

ppp

pp

e

(17)

Multiply (17) by

p

p

m

m and considering that 2

3

pp

p

tm

lG , the Coulomb force module is

equal to:

.2

12

2

2

12

2

r

mG

r

ekF

p

e (18)

From (18) it follows that:

92



92

.;2

2

2

2

e

mGk

m

ekG

p

e

p

e

(19)

In view of (10) the Coulomb force module through mass of the electron and the Bohr

radius is equal to:

.2

12

2

2

2

03

2

12

2

2

12

2

r

m

l

aG

r

mG

r

ekF e

p

p

e (20)

Module of Coulomb force through the proton mass, and Bohr radius is equal to:

.2

12

2

2

2

0

2

3

2

12

2

2

2

03

2

12

2

2

12

2

r

m

l

a

dG

r

m

l

aG

r

mG

r

ekF

pr

p

e

p

p

e

(21)

It is known [16] that the Bohr magneton B is equal to:

,2 e

Bm

e (22)

Then, if ,107

2

0

ce

mca e that the Bohr magneton B is equal to:

.1022

12

5

2

1

7

0

smkglma

t

l

m

epp

p

p

e

B

(23)

Formulas (7), (11) – (13), (16), (19), (21) and (23) shows that the mass is the ba-

sis of the gravitational and electromagnetic interactions.

4. Planck’s constants for electromagnetism, expressed in terms of units of

mass, of time and of length

Current of Planck pI :

,kg ,A 103.47892851 12

1

2

1

25

sm

t

qI

p

p

p (24)

where [15]: .1039116.5;101.875546 44-18 stCq pp

Voltage of Planck pV :

,,101.04295691 22

3

2

1

27

2

smkgV

q

cm

q

EV

p

p

p

p

p (25)

where [15]: .299792458;1017647.2 118 smckgmp

Impedance of Planck pZ :

.,529.9792567 11 smI

VZ

p

p

p (26)

Electric capacitance of Planck pC :

.,1011.79829675 2145- smFV

qC

p

p

p (27)

Inductance of Planck pL :

93



93

.,,10523.2324593922

1142-

2

2

2msH

I

cm

I

EL

p

p

p

p

p (28)

Module of magnetic induction of Planck pB :

,,10782.15249776 12

1_

2

1

53

smkgTl

cq

FB

p

p

p (29)

where [15]: .m101.616229;101.210295 35-21144

2

p

p

p

pp lsmkgt

lmF

Module of magnetic field strength of Planck pH :

,,101.7129 12

1

2

1

1159

0

smkgmA

BH

p

p

(30)

where 0 – is the magnetic constant, with [15] .1011.25663706 11-6

0

mH

Planck‘s constant for electromagnetism can be expressed in terms of units of

measurement: mass, length and time. This also means that the units of electromag-

netism: Coulomb, Volt, Ampere, Tesla, Ohm, Henry, Farad also can be expressed in

terms of units of measurement: mass, length and time.

5. Conclusions

Electromagnetic force interaction is a special case of gravitational force interac-

tion. This is based on the fact that:

1 Planck‘s constant for electromagnetism can be expressed in terms of units of

measurement: mass, length, and time;

2. There is a gravitational form of Coulomb‘s law;

3. The electric charge is a function of the moment of mass;

4. Experimentally confirmed the existence in nature of gravitational - electro-

magnetic resonance.

References

1. Emelyanov, V. M.,: Standard Model and its extensions, Moscow, FIZMATLIT,

2007, 584 p., ISBN 978-5-922108-30-0, in Russian.

2. Timkov, V. F., Timkov, S. V., Zhukov, V. A.,: Planck universal proportions. Grav-

itational - electromagnetic resonance., International scientific-technical magazine:

Measuring and computing devices in technological processes, ISSN 2219-9365, 3

(52), p.p. 7 – 11, 2015. http://journals.khnu.km.ua/vottp/pdf/pdf_full/vottp-2015-

3.pdf

3. Timkov, V. F., Timkov, S. V., Zhukov, V. A.,: Gravitational-electromagnetic reso-

nance of the Sun as one of the possible sources of auroral radio emission of the

planets in the kilometer range., International scientific-technical magazine: Meas-

uring and computing devices in technological processes, ISSN 2219-9365, 4 (53),

94

http://journals.khnu.km.ua/vottp/pdf/pdf_full/vottp-2015-3.pdf




94

p.p. 23 – 32., 2015. http://journals.khnu.km.ua/vottp/pdf/pdf_full/vottp-2015-4.pdf

4. Timkov, V. F., Timkov, S. V., Zhukov, V. A.,: Gravitational-electromagnetic reso-

nance of the Sun in the low-frequency of the radio spectrum of the Jupiter., Inter-

national scientific-technical magazine: Measuring and computing devices in tech-

nological processes, ISSN 2219-9365, 2 (55), P. 198 – 203, 2016.

http://journals.khnu.km.ua/vottp/pdf/pdf_full/2016/vottp-2016-2.pdf

5. Timkov, V. F., Timkov, S. V., Zhukov, V. A.,: Evaluation of the main spatial char-

acteristics of the observable Universe based on the law ―Planck Universal Propor-

tions‖., International scientific-technical magazine: Measuring and computing de-

vices in technological processes, ISSN 2219-9365, 1 (54), P. 144 – 147 , 2016.


6. Timkov, V. F., Timkov, S. V. Rotating space of the Universe, as the source of dark

energy and dark matter., International scientific-technical magazine: Measuring

and computing devices in technological processes, ISSN 2219-9365, 3 (52), P. 200

– 204, 2015. http://journals.khnu.km.ua/vottp/pdf/pdf_full/vottp-2015-3.pdf

7. Timkov, V. F., Timkov, S. V., Zhukov, V. A. Fractal structure of the Universe.,

International scientific-technical magazine: Measuring and computing devices in

technological processes, ISSN 2219-9365, 2 (55), P. 190 – 197, 2016.


8. Schiller Christoph, Motion Mountain, The Adventure of Physics, Volume IV, The

Quantum of Change, Edition 29.

http://www.motionmountain.net/quantum.html?gclid=CjwKEAjwmf6-

BRDi9fSN7Ijt1wUSJAASawcj6g2mbOA1RCAWMU3mOx5oXRyzUrtAQ4TWy

Ju-tUknOBoCw0nw_wcB.

9. Tomilin K. A. Planck values, Proceedings of the International Conference, M.:

NIA-Nature, 2002, P. 105 – 113, in Russian.

www.ihst.ru/personal/tomilin/papers/tom00phil.pdf

10. Оlson H. F. Dynamical analogies. – New York, D. Van Nostrand Co, 1943.

11. Olson H. F. Solution of Engineering Problems by Dynamical Analogies. – New

York, D. Van Nostrand Co, 1966.

12. Kogan I. Sh. Physical quantities and concepts (generalization and systematiza-

tion), in Russian. http://www.physicalsystems.org/index.html

13. Tomilin K. A. Fundamental physical constants in the historical and methodologi-

cal aspects, M: FIZMATLIT, 2006, in Russian.

14. http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Valuempsme.

15 http://physics.nist.gov/cuu/Constants/index.html.

16. Mahajan, Anant S.; Rangwala, Abbas A. (1989). Electricity and Magnetism.

McGraw-Hill. p. 419. ISBN 978-0-07-460225-6.

95






http://www.motionmountain.net/quantum.html?gclid=CjwKEAjwmf6-BRDi9fSN7Ijt1wUSJAASawcj6g2mbOA1RCAWMU3mOx5oXRyzUrtAQ4TWyJu-tUknOBoCw0nw_wcB



http://www.ihst.ru/personal/tomilin/papers/tom00phil.pdf

http://www.physicalsystems.org/index.html

http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Valuempsme

http://physics.nist.gov/cuu/Constants/index.html

https://books.google.com/?id=_tXrjggX7WwC&pg=PA419&lpg=PA419&dq=%22intrinsic+dipole+moment%22+and+electron+%22Bohr+magneton%22

https://en.wikipedia.org/wiki/McGraw-Hill

https://en.wikipedia.org/wiki/International_Standard_Book_Number

https://en.wikipedia.org/wiki/Special:BookSources/978-0-07-460225-6



95

ВИМІРЮВАННЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОТОКУ БІОЛОГІЧНОГО

ПАЛИВА ЗА ДОПОМОГОЮ ТЕРМОБАТАРЕЇ

Шавурський Ю. О., к.т.н., доцент

Житомирський державний технологічний університет,

м. Житомир

Чутливість сучасних електронних автоматичних потенціометрів не достат-

ня для вимірювання малих різниць температур за допомогою термопар чи ін-

ших резистивних перетворювачів. Термоелектрорушійну силу, що розвиває

термопара невелика і дорівнює 0,01…0,07 мВ / [1]. Удосконалення підсилю-

вальних і вимірювальних схем не може дати бажаних результатів через

зовнішні і внутрішні завади, сумірні із сигналом давача. Тому, малі різниці

температур біологічного палива запропоновано вимірювати за допомогою си-

стеми з кількох послідовно з‘єднаних термопар, які утворюють термобатарею.

Одну групу спаїв цієї термобатареї вводять у тепловий контакт проміжної

системи трубопроводу, де протікає потік біологічного палива по двом сторонам

трубопроводу А та В. У разі послідовного з‘єднання кількох термопар їх су-

марна термоелектрорушійна сила в ідеальних умовах у разів більша за термо-

ЕРС, яку розвиває кожна поодинока термопара. Тому завдяки використанню

термобатареї, точність вимірювання різниці температур підвищується у разів

в залежності від кількості використаних термопар. Проте, неоднорідність тер-

моелектронів і термополів через велику просторову протяжність термобатареї

призводить до збільшення похибки, що впливає на точність вимірювання вит-

рати біодизельного палива.

Кількість послідовно увімкнених термопар, які утворюють термобатарею,

залежить від значення вимірюваних температур біодизельного палива

, чутливості термопари і вимірювального приладу. Термо-ЕРС, що

розвиває термобатарея, складається з ідентичних послідовно увімкнених тер-

мопар:

[ ( ) ( )] ( ) , (1)

де ( ) і ( ) – термо-ЕРС, що їх розвивають спаї термопари за темпера-

тур біодизельного палива і , коли температура другого спаю становить

; і – температури відповідно робочих спаїв термобатареї; – чут-

ливість термопари (не є стала величина).

Коли , термо-ЕРС – має дорівнювати верхній межі

вимірювання приладу .

Отже, кількість термопар:

( )

. (2)

Величини і відомі. Значення – визначається за нормалізованими

градуювальними таблицями [2] для даної пари термоелектродів за температур

і біодизельного палива. За формулою (2) розраховано кількість послідовно

увімкнених термопар, які підбираються за допомогою градуювальних таблиць.

96



96

Порівнявши дані для вимірювання температурного потоку біодизельного

палива, які складають від –25 до +50 , термобатарея повинна мати 12-16

послідовно увімкнених термопар, щоб досягнути максимальної точності

вимірювання температурного потоку.

Сконструйована термобатарея, складається з 12 термоелектродів. Виготов-

лено термобатарею, яка містить 1000 мідь-константиновіх елементів і має чут-

ливість близько 40мВ/ .

Результат вимірювання температури відрізняється від її справжнього

значення [3] на величину

, (3)

яку називають абсолютною похибкою. Результат вимірювань можна отри-

мувати як у кельвінах так і в градусах Цельсія. Вимірюванна температура

біологічного палива, що проходить через трубопровід, може змінюватися з ча-

сом. В залежності від цього похибка вимірювання складається із статичної

і динамічної частин, тоді

(4)

Вхідну дію досліджуваного значення температури біопалива, чутливий

елемент первинного перетворювача перетворює на температуру, яка потім пе-

ретворюється на вихідний сигнал терморезисторного перетворювача, що над-

ходить на проміжний перетворювач ПП. Проміжний перетворювач виконує

функцію передавання і підсилення вимірювальної інформації. Вимірювальний

перетворювач перетворює її на вихідну величину у формі, придатній для

аналізу температурного режиму бологічного палива. Вихідна похибка

є сумою похибок елементів вимірювального кола, кожен з яких мо-

же мати свої похибки – методичну або інструментальну, систематичну або ви-

падкову. Оцінити досліджувальну похибку вимірювання температури є дуже

складно, бо потрібно з усіма подробицями аналізувати вимірювальне коло. То-

му дослідження похибок було проаналізовано етапами, враховуючи специфіку

вимірювання температурного балансу і застосування вимірювальних засобів

[4].


1. Цветков Ю. Н. Судовые термоэлектрические охлаждающие устройства /

Ю. Н. Цветков, С. С. Аксенов, В. М. Шульман. – Л.: Судостроение, 1972. –

192 с.

2. Иоффе А. Ф. Полупроводниковые термоэлементы / А. Ф. Иоффе. – М: Изд-

во АН СССР, 1960. – 188 с.

3. Rowe, D. M. (Ed.) CRC handbook of thermoelectrics vol. 1 (CRC Press, FL,

USA, 1995), 709 5 G. Min, D. M. Rowe, ‗A novel principle allowing rapid and

accurate measurement of a dimensionless thermoelectric figure of merit‘,

Measurement Sci. Technol.,12, 2001, 1261.

4. Покорный Е. Г. Расчет полупроводниковых охлаждающих устройств /

Е. Г. Покорный, А. Г. Щербина – Л.: Наука, 1969. – 206 с.

97



97

НОВІ ПІДХОДИ ПІДВИЩЕННЯ СТАБІЛЬНОСТІ ТЕМПЕРАТУРНИХ

ВИМІРЮВАНЬ

Крайовський В. Я., к.т.н., доцент

Національний університет «Львівська політехніка»,

м. Львів

Аналіз проблеми температурних вимірювань у широкому температурному

діапазоні показав, що визначальним фактором є стабільність структури матері-

алу чутливого елементу, яка у процесі експлуатації змінюється за рахунок рек-

ристалізаційних процесів. Проблема розширення діапазону температурних ви-

мірювань електрорезистивними та термоелектричними термометрами, підви-

щення їхньої чутливості, температурної та часової стабільності характеристик

лежить у площині пошуку нових термометричних матеріалів чутливих елемен-

тів, які будуть задовольняти окресленим вимогам.

Мета роботи – дослідити природу структурних дефектів термометричного

матеріалу n-ZrNiSn та запропонувати на цій основі механізм стабілізації його

термометричних характеристик.

Для дослідження механізму утворення структурних дефектів в n-ZrNiSn та

їхнього впливу на часову та температурну стабільності термометричних харак-

теристик, а також для прогнозування термоелектричних характеристик нових

матеріалів здійснено розрахунок електронної структури напівпровідника. Про-

ведено моделювання просторового розподілу атомів у структурі матеріалу

шляхом ітераційного наближення розрахованих енергетичних характеристик,

зокрема густини електронних станів на рівні Фермі g(εF), ширини забороненої

зони εg тощо для різних варіантів моделі структури, з отриманими експеримен-

тально при вимірюванні температурних та концентраційних залежностей кое-

фіцієнта термо-ЕРС та питомого опору.

Розрахунки електронної структури проводились напівемпіричним розши-

реним методом Хюккеля (EHTB), методом функцій Гріна (KKR) у наближенні

когерентного потенціалу (CPA) і локальної густини (LDA) та повнопотенціаль-

ним методом плоских хвиль (FP-LAPW) у наближеннях узагальненого градієн-

та (GGA) і локальної густини (LDA) та методом LMTO в рамках теорії функці-

оналу густини (DFT). Для розрахунків використовувалися значення постійної

ґратки на k-сітці розміром 10х10х10 та тип параметризації обмінно-

кореляційного потенціалу Moruzzi-Janak-Williams [1]. Число значень енергії для

розрахунку DOS становило 1000. Точність розрахунку положення рівня Фермі

εF становила ±8 меВ.

Розрахунок густини електронних станів (метод EHTB) n-ZrNiSn показав,

що основний вклад в густину станів вище рівня Фермі вносять атоми Zr, тоді як

нижче – атоми Ni. Для атомів Zr найбільший внесок у густину станів дають d-

стани, а внесок станів s і p є набагато меншим. Вклад dx2-y2, dz2 та dxy, dxz, dyz,

станів є різним, що зумовлено їх різною симетрією. Для атомів Ni, як і для Zr,

основний внесок у загальну густину станів вносять d-стани, тоді як внесок s і p

станів є незначним. У d-станах Ni також можна також виділити дві групи – dx2-

y2, dz2 та dxy, dxz, dyz, внески яких є різним. Внесок атомів Sn у загальну густину

станів сполуки ZrNiSn є найменшим і викликаний s- та p-станами (внесок станів

px, py, pz є однаковим через їх еквівалентність по симетрії).

98



98

Оскільки структурні дослідження [2] n-ZrNiSn підтвердила існування ста-

тистичної суміш атомів Zr та Ni у кристалографічній позиції атомів Zr (4a), а

склад матеріалу описується формулою (Zr0,99Ni0,01)NiSn, нами проведено розра-

хунок розподілу густини електронних станів (DOS) як для ідеальної структури

напівпровідника, так і для випадку дефектів донорної природи у позиції атомів

Zr (4a) (рис.). Як видно з рис. 1, у дефектній структурі рівень Фермі εF розташо-

вується в забороненій зоні, на відстані 95 меВ від краю зони провідності εC, а

ширина забороненої зони εg складає 302 меВ. Отримані результати узгоджу-

ються з результатами кінетичних характеристик n-ZrNiSn [3]: енергія активації

з рівня Фермі εF на рівень протікання зони провідності становить 97,5 меВ, а

ширина забороненої зони εg = 360 меВ.

а) б)

Рисунок 1 – Розподіл густини електронних станів (DOS) для ідеальної (а)

та дефектної (б) моделей структури n-ZrNiSn

Таким чином, шляхом моделювання електронної структури термометрич-

ного матеріалу n-ZrNiSn вперше встановлено, що його фізичні властивості, а

також природа нестабільності термометричних характеристик пов‘язана з стру-

ктурними дефектами донорної природи, які утворюються у процесі синтезу

термометричного матеріалу. Це, у свою чергу, підказує шлях до отримання

термометричних матеріалів на основі n-ZrNiSn – легування напівпровідника

атомами, які «заліковують» структурні дефектів у залежності від симетрії і за-

повнення зовнішніх електронних оболонок атомів термометричного матеріалу.

Таке легування n-ZrNiSn дозволить створити нові термочутливі елементи з по-

кращеними метрологічними характеристиками.


1. Moruzzi V.L. Calculated electronic properties of metals / V.L. Moruzzi, J.F.

Janak, A.R. Williams // NY, Pergamon Press, 1978, 348 р.

2. Romaka V.V. Peculiarites of Structural disorder in Zr- and Hf- Containing

Heusler and Half-heusler Stannides / V.V. Romaka, P. Rogl, L. Romaka, Yu.

Stadnyk, A. Grytsiv, O. Lakh, V. Krayovskyy // Intermetallics. – 2013. – Vol. 35.

– P. 45 – 52.

3. Uher C. Transport properties of pure and doped MNiSn (M = Zr, Hf) / C. Uher, J.

Yang, S. Hu, D.T. Morelli, G.P. Meisner // Phys. Rev. B. – 1999. – Vol. 59. –

P. 8615-8624.

99



99

ІНФОРМАЦІЙНА СИСТЕМА ПЕРЕДАЧІ НАЦІОНАЛЬНОЇ ШКАЛИ

КООРДИНОВАНОГО ЧАСУ З ВИКОРИСТАННЯМ ІР-МЕРЕЖ

Величко О. М.1, д.т.н., професор, Коваль В. В.

2, д.т.н., професор,

Кальян Д. О.2, Самков О. В.

3, д.т.н., професор

1 – Науково-виробничий інститут вимірювань електромагнітних величин

та оцінки відповідності засобів вимірювальної техніки

ДП «Укрметртестстандарт»

2 – Національний університет біоресурсів і природокористування України

3 – Інститут електродинаміки НАН України,

м. Київ

Високі темпи розвитку національної науки і техніки характеризуються ін-

тенсивним використанням еталонних значень шкали часу і частот, за допомо-

гою яких, в багатьох випадках, забезпечується синхронне функціонування ви-

сокотехнологічних систем та комплексів [1].

В Україні існує державна служба єдиного часу і еталонних частот (ДСЧЧ),

до якої входить ДП «Укрметртестстандарт», яка відповідно до Закону України

«Про метрологію та метрологічну діяльність» (в редакції від 15 червня 2004 р.

1765-IV) здійснює міжрегіональну і міжгалузеву координацію та виконання

робіт, спрямованих на забезпечення єдності вимірювань часу і частоти. На сьо-

годні ДСЧЧ, формуючи і зберігаючи національну шкалу часу на рівні кращих

національних шкал країн світу, практично не виконує функцію передавання

споживачам еталонних сигналів часу і частоти та шкали часу інформаційними

каналами. Існуючі в Україні технічні засоби не утворюють єдиної системи і не

можуть задовольнити вимоги усіх споживачів частотно-часової інформації. Це

спонукає споживачів до використання синхроінформації інших держав (GPS чи

ГЛОНАСС), що створює загрозу як національній безпеці, так і збільшує ризики

втрати єдності вимірювань часу і частоти в межах держави.

З метою підвищення надійності передавання еталонних сигналів часу та

інформаційної безпеки актуальним є дослідження нових рішень цифрової пере-

дачі шкали координованого часу та еталонних частот з використанням альтер-

нативних до закордонних глобальних навігаційних супутникових систем, на-

приклад, GPS чи ГЛОНАСС.

Ефективним рішенням проблеми на державному рівні може бути створення

Єдиної національної синхроінформаційної системи України (ЄНСС) [2, 3]. За-

пропонована система, що працюватиме під державного еталонного джерела, є

реальною альтернативою закордонним супутниковим навігаційним системам.

Розроблена, на основі системного підходу, концепція наукових і приклад-

них засад створення інформаційної системи розповсюдження національної

шкали часу з використанням ІР-технологій та оптимальних пристроїв синхроні-

зації забезпечить можливість ефективного вирішення проблеми щодо впрова-

дження на території країни ЄНСС України.

Якість синхронізації залежить від транспортування синхроінформації в

межах кордонів країни, що забезпечується в умовах невизначеностей. Націона-

льні об‘єкти, що потребують синхроінформацію: енергосистеми, телекомуніка-

ції, метрологія, цифрове телебачення, білінг, авіаційний та залізничний транс-

100



100

порт, нафто- та газопроводи, агропромислова, природоохоронна та інші галузі

економіки. Наявність власної системи забезпечення точності часу і частоти та

системи розповсюдження синхроінформації, є, певною мірою, ознакою високо-

го рівня розвитку держави.

Транспортування сигналів часу з точністю від долей наносекунд до оди-

ниць мікросекунд може бути здійснена цифровими телекомунікаційними мере-

жам. В свою чергу для синхронізації просторово розподілених телекомуніка-

ційних підсистем та елементів використовують синхросигнали. На сьогодні

найбільш розвиненими є мережі синхронізації інформаційних інфраструктур,

включно і цифрових телекомунікацій, де і накопичено великий теоретичний і

практичний досвід їх розробки й експлуатації [1].

Розповсюдження сигналів синхроінформації у новому, але вже займаючо-

му провідні позиції пакетному транспортному середовищі (Ethernet, IP/MPLS),

доцільно організувати як передачу шкали часу від державних еталонів (первин-

ного та вторинного) часу та частоти до споживачів. На сьогоднішній день, най-

більш прийнятним способом для вирішення сформульованої проблеми є меха-

нізм передачі шкали часу по пакетним мережам на основі протоколу прецизій-

ного часу РТР, який розроблено згідно міжнародного стандарту IEEE Std

1588™-2008.

Перспективний протокол прецизійного часу IEEE-1588, або РТР (Precision

Time Protocol) дозволяє розповсюджувати шкалу часу з точністю до сотень на-

носекунд, що залежить, в значній мірі, від якості віртуального каналу передачі

даних та пристроїв синхронізації. В результаті проведеного аналізу побудови

систем передавання встановлено, що ефективним рішенням є передача шкали

часу з використанням ІР-технологій, тому основна увага приділяється актуаль-

ним дослідженням нових рішень щодо оптимізації пристроїв синхронізації з

метою підвищення їх якісних показників [3, 4]. Транспортування синхроінфор-

мації за даним методом забезпечить реалізацію також частотно-фазової синх-

ронізації цифрових телекомунікаційних мереж, а також стане основою для

створення національної мережі, яка надає послуги синхроінформації, напри-

клад, контроль істинності електронного підпису, керування віддаленими стан-

дартами частоти, які не будуть потребувати періодичної повірки та ін.

Існує проблема передавання від державного еталонного джерела сигналів

часу для підвищення надійності інтегрованих електроенергетичних систем на

базі Smart-технологій за рахунок безперервного моніторингу стабільності пара-

метрів електромережі з прив‘язкою до реального часу. Підвищення надійності

формування сигналів реального часу з мікросекундною точністю, в кінцевому

результаті, дозволить зменшити збитки енергосистеми і споживачів електрое-

нергії через суттєве зменшення системних аварій хибних або неправильних

спрацювань засобів релейного захисту і автоматики, покращення керування

режимами, що обумовить зменшення втрат електричної енергії в електричних

мережах та підвищить енергоефективність інтегрованих систем електропоста-

чання на базі Smart-технологій.

Визначені головні наукові, технічні та економічні проблеми розробки су-

часних інноваційних засобів розповсюдження синхроінформації для підвищен-

ня енергоефективності інтегрованих систем електропостачання. Вирішені про-

блеми цифрової передачі шкали часу, синхронізації цифрових пристроїв з ви-

101



101

користанням засобів телекомунікацій, створені практично та обґрунтовані на

науковому рівні методи, технології, засоби, системи розповсюдження націона-

льної шкали часу. В процесі цих досліджень було розроблено та впроваджено у

виробництво комплекс пристроїв синхронізації, обладнання моніторингу сис-

тем та мереж телекомунікацій [5].

Для прикладної реалізації поставленої мети здійснена модернізації системи

передачі сигналів часу згідно протоколу РТР для роботи у ІР-мережі [4]. Запро-

поновано метод підвищення швидкодії пристрою синхронізації [5]. Розроблено

структурні схеми системи цифрової передачі синхроінформації з використан-

ням ІР-технологій та адаптивного пристрою синхронізації.

Запропонований комплекс інноваційних засобів підвищення енергоефекти-

вності інтегрованих систем електропостачання на базі Smart-технологій не

тільки забезпечить високоякісними еталонними сигналами єдиного часу з мік-

росекундною точністю, а також створить умови для ефективного синхроінфор-

маційного забезпечення інших об‘єктів інфраструктури країни з найменшими

витратами, та буде мати прикладні результати подвійного використання для

збройних сил України, завдяки побудові Єдиної національної синхроінформа-

ційної системи України – сучасної автономної наземної системи, незалежної від

закордонних служб часу і частоти.


1. Автоматичні пристрої та системи тактової синхронізації інфокомунікаційних

мереж / В. В. Коваль, Д. О. Кальян, Є. В. Кільчицький та ін. – К.: НУБіП

України, 2015. – 412 с.

2. Борщ В. І., Карлаш С. Д., Коваль В. В., Коршун Є. І., Костік Б. Я., Тума-

нов Ю. Г. Проблеми побудови єдиної національної мережі синхронізації

України // Зв‘язок. – 2004. – 6(50). – С. 15 – 19.

3. Коваль В. В., Костік Б. Я., Сукач Г. О. Концептуальні положення побудови

єдиної національної мережі синхроінформації України / Наукові записки

УНДІЗ. – 2010. – 1(13). – С. 5 – 13.

4. Величко О. М., Коваль В. В., Самков О. В., Шкляревський І. Ю. Сучасні

протоколи передачі шкали часу інтелектуальних електроенергетичних сис-

тем зі зниженою аварійністю // Науковий вісник Національного університету

біоресурсів і природокористування України. Серія «Техніка та енергетика

АПК». – К., 2016. – Вип. 242. – С. 41 – 50.

5. Konovalov G., Kostik B., Koval V., Shkliarevskyi I. «Timing information‘s 24х7

monitoring as an important factor of network synchronization quality support»,

2013 International IEEE Symposium on Precision Clock Synchronization for

Measurement Control and Communication (ISPCS-2013), Digital Object

Identifier: 10.1109/ISPCS.2013.6644769. 22 – 27 вересня, Лемго, Германия.

2013. – С. 89 – 94.

102



102

МЕТОДИКА ВИМІРЮВАННЯ УЛЬТРАМАЛИХ

ЕЛЕКТРИЧНИХ ОПОРІВ

Зіангірова Л. Т., к.т.н., доцент, Мудриченко К. В., магістр


м. Одеса

Електричний опір – основна електрична характеристика провідника, вели-

чина, що характеризує протидію електричного кола або його ділянки електрич-

ному струму. Методи вимірювання малих опорів істотно відрізняються від ме-

тодів вимірювання великих, тому що в першому випадку треба вживати заходів

для виключення впливу на результати вимірювань опору з‘єднувальних прово-

дів, перехідних контактів.

У широко поширених методах вимірювання послідовно з вимірюваним

опором x

R неминуче включено паразитний опір n

R , утворений сполучними

дротами, перехідним опором вхідних клем, контактних перемикачів і т.п. Опір

nR , звичайно знаходиться в межах 0,4...0,1 Ом; конкретне його значення зале-

жить від ряду причин, у тому числі і від типу приладу. Наприклад, в цифрових

мультиметрах з автоматичним перемиканням межі вимірювань, воно менше,

ніж у приладів з контактними перемикачами. Зміряти опір , гранично просто

– досить встановити нижню межу вимірювання омметра і замкнути щупи. Такі

вимірювання є також перевіркою стану контактів, яку доцільно періодично

проводити, особливо для мультиметрів з галетними перемикачами. При хоро-

шому стані контактів опір не повинен перевищувати вищезгаданого значення

0,4 Ом, для отримання надійних результатів вимірювання слід провести кілька

разів, після кожного провертаючи перемикач по кругу.

Зважаючи на те, що опір n

R включений послідовно з x

R , омметр вимірює

їх сумарне значення. Звичайно, для великих значень опору ця помилка невели-

ка і її не враховують. Інакше йде справа при вимірюванні малих значень. Не-

складно відмітити, що для значень сумарних з опором , вимірювання у

принципі ще можливе, хоча про точність говорити вже не доводиться. Іншими

словами, саме значення є основним чинником, що обмежує межу вимірю-

вання опору «знизу», і тому в широко поширених цифрових мультиметрах ни-

жня межа вимірювання рівна 200 Ом, що відповідає ціні одиниці молодшого

розряду 0,1 Ом. Для приладів, що мають АЦП 41/г розряду, ціна одиниці моло-

дшого розряду складає 0,01 Ом, тому в таких цифрових мультиметрах нерідко є

можливість врахувати в свідченнях вплив опору дротів.

З викладеного зрозуміло, що для вимірювання ультрамалого опору необ-

хідний вимірник з нульовим значенням . Технічно, звичайно, можливо ство-

рення приладу з вельми малим значенням опору проте повністю виключити йо-

го нереально – закони фізики не дозволяють.

Це дійсно так для звичайних методів вимірювання опору, які вживаються в

аналогових і цифрових омметрах. Але, якщо позбавитися паразитного опору

неможливо, то зменшити або виключити його вплив можливо Це можливо ус-

пішно вирішити методом амперметра і мілівольтметра (рис. 1).

nR

xR

nR

nR

nR

103



103

Рисунок 1 – Схема вимірювання ультрамалого опору за допомогою

вольтметра та амперметра

Через вимірюваний опір пропускають струм, що регулюється баласт-

ним резистором R і контролюється за допомогою амперметра РА1 Падіння на-

пруги на вимірюють мілівольтметром РV1. Мілівольтметр підключений

безпосередньо до , тому вплив повністю виключається. При цьому, прав-

да, з‘являється паразитний опір nv

R в ланцюзі вольтметра, що утворюється кон-

тактним опором в точках підключення вольтметра і опором сполучних дротів

вольтметра. Проте вплив nv

R нехтовно малий і його можна не враховувати,

оскільки умова > nv

R (де nv

R – вхідний опір вольтметра) виконується прак-

тично завжди. Дійсно, мінімальне значення вхідного опору мультиметра у най-

простіших моделей складає 1 МОм, а значення nv

R набагато менше за 1 кОм.

Значення вимірюваного опору обчислюють за відомою простою формулою

IURx

. Вибір струму у вимірювальному ланцюзі здійснюють виходячи з вимог до

точності вимірювання опору. Модуль (абсолютне значення) відносної похибки

вимірювання опору є сумою модулів відносних похибок вимірювання струму і

напруги. Для простоти розуміння її можливо розділити порівну, для струму і

напруги. Наприклад, якщо необхідна похибка вимірювання опору не більше

2 %, то для струму і напруги слід застосовувати прилади не гірше за клас 1,5.


1. Теслюк В. М. Методи, моделі та засоби автоматизації визначення ємніс-

них і резистивних параметрів елементів МЕМС / В. М. Теслюк, А. І. Пу-

кач, Р. В. Загарю. – Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2015.

2. Величко О. М. Калібрування засобів вимірювальної техніки: основи і но-

рмативне забезпечення / О. М. Величко, Л. В. Коломієць, Т. Б. Гордієнко.

– Одеса: ВМВ, 2011.

xR

xR

xR

nR

nR

xR

104



104

КОМП’ЮТЕРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ФІЗИЧНИХ ЗАДАЧ МЕТОДОМ

КРУПНИХ ЧАСТИНОК У КОМІРКАХ: ОЦІНКА ДОСТОВІРНОСТІ

РЕЗУЛЬТАТІВ

Сорока С. В., к.ф.-м.н.


м. Одеса

Останнім часом числові методи моделювання складних систем набули ши-

роко застосування. Їх використовують для дослідження фізичних систем які не

можуть бути досліджені з використанням експериментальних методів. Це

пов‘язано с тим, що наразі широко досліджуються самоузгоджені системи, а

також системи нанорозмірів, у яких вимірювання параметрів часто неможливе

тому що датчики та зонди приладів мають досить великі (порівняно з об‘єктом

дослідження) розміри. Також, прилади фіксують деяку інтегральну характерис-

тику системи, але часто потрібно дізнатися миттєві значення параметру (або

його динаміку за дуже короткий проміжок часу). Також поверхня зонда або да-

тчика має свої поверхневі ефекти, які при введені в досліджувану систему

впливають на її параметри.

Комп‘ютерне моделювання знайшло широке застосування у вивченні та-

ких систем як плазма [1, 2], зокрема запорошена, гідродинамічних, систем, де

частинки малих розмірів взаємодіють в електромагнітному полі та ін.

Номенклатура числових методів моделювання досить широка. Для дослі-

дження неоднорідної плазми застосування знайшов метод крупних частинок у

комірках (або PDP метод). Суть метода полягає у тому, що на систему наклада-

ється просторова сітка, деяка кількість малих частинок об‘єднується у велику

частинку. Рух цих великих частинок обраховується у вузлах просторової сітки

за відомими рівняннями руху (рівнянням Ньютона, Пуассона та ін.). Причому,

на першому кроці задається певний розподіл частинок у системі, обраховують-

ся сили взаємодії між частинками (наприклад створюване ними електромагніт-

не поле), а на другому кроці обраховується зміна положення частинок під впли-

вом цього поля. Далі процес повторюється.

Очевидним є те, що такий метод дослідження є наближеним і матиме істо-

тні похибки. Що пов‘язане з тим, що розміри однієї клітинки сітки є скінчени-

ми а реальні частинки об‘єднуються в крупну частинку. Збільшення точності

такого числового методу полягає у зменшенні кроку сітки та зменшенні кілько-

сті частинок, що входять у склад крупної частинки. Але це, в свою чергу, при-

водить до того, що ресурси обчислювальної техніки, які потрібні для моделю-

вання, різко зростають, та непомірно зростає час моделювання. Тому експери-

ментатор повинен балансувати між точністю (і, відповідно, достовірністю) ре-

зультатів моделювання та наявними у нього параметрами комп‘ютерної техні-

ки. Тому при оцінці достовірності отриманих результатів, експериментатор по-

кладається на власну інтуїцію та порівняння зі схожими експериментами.

Звичайно, наразі наявні кластерні системи для проведення таких обрахун-

ків, але кількість їх обмежена. Також їхнє застосування тягне за собою необхід-

ність складного програмування проведення паралельних розрахунків (що не

завжди є можливим та виправданим).

105



105

Тому постає проблема появи чітких критеріїв при виборі параметрів моде-

лювання, при виконанні яких можна було б стверджувати про невелику похиб-

ку (або хоча б оцінити її) та достовірність результатів таких досліджень.

Найточнішим методом визначення похибки звичайно є метод порівняння з

мірою. Але, як вже вказувалося, іноді виміряти ту саму величину, яка отримана

під час моделювання, неможливо. Це пов‘язано з інтегральним характером ви-

мірювань за допомогою приладу, часами зміни параметра та розмірами дослі-

джуваної системи. А щоб змоделювати систему більших розмірів з тими сами-

ми параметрами просторової сітки та укрупненням частинок часто потрібно ви-

тратити надто багато ресурсів та часу. Тому методами визначення достовірності

результатів моделювання мали б стати ймовірнісні методи.


1. Бедсел Ч., Лэнгдон Б. Физика плазмы и математическое моделирование.

М: Мир, 1989.

2. I. O. Anisimov, S. V. Soroka. Formation of a density jump in the inhomogeneous

isothermal plasma interacting with modulated electron beam // Український фі-

зичний журнал. – Київ, 2013. – Т. 58. – 1.

106



106

СЕКЦІЯ 4

ДОСЯГНЕННЯ ТА ПЕРСПЕКТИВИ

РОЗВИТКУ ПРИЛАДОБУДУВАННЯ

107



107

ЗОЛОТОЕ СЕЧЕНИЕ В ПРИБОРОСТРОЕНИИ

Пунченко Н. О., к.т.н., доцент, Селезнев А. А., магистр


регулирования и качества

г. Одесса

Многогранная вселенная не раз приводила наше осязание к тому, что объ-

ективный мир во всем многообразии его связей, разноречивый. Хаос материи и

пространства действует отталкивающе. Осязание предметов, проявлений при-

роды, где присутствует мера, обоснованность, гармония происходит как краси-

вое и вызывает у нас чувство глубокого удовлетворения.

Приборостроение – деятельность человека или организации, связанная по

созданию проекта прибора, то есть прообраза предполагаемого или возможного

средства измерительной техники (СИТ), комплекта документации, предназна-

ченной для создания определенного СИТ, его эксплуатации, ремонта и ликви-

дации.

Методология проектирования СИТ включает в себя разработку документи-

руемого пакета на языке технических и графических средств отображения, удо-

влетворяющего принятым, в данной области стандартам. Это определение поз-

воляет выделить наиболее важные критерии выполнения предметно-

информативных связей в изобретательной среде, куда входит и инженерия. С

начальных этапов проектирования приборов специалистами предусматривается

взаимодействия психологических и физиологических особенностей восприятия

информации, которая связана с пониманием эстетики. Таким образом, изобре-

тательную деятельность в приборостроении можно рассматривать как вид

наглядно образного творчества, сродни скульптуре, так как сотрудники специ-

альной инженерии прибегают к тем же творческим мыслительным процессам,

что и скульпторы, которые черпают свое вдохновение во вселенной, которые

учатся у природы. Одним из проблемно-заинтересованных уроков сущности,

есть одна из констант сущности – золотое сечение, которое называют числом

Бога.

Достаточно одного взора, семантемы того, кто из социума приборострои-

телей воссоздал, в металле тулово прибора, есть наитие превосходного. Подоб-

но многим созидательным индивидуумам, он не смог не поставить автограф на

внутренних элементах тулова. А как еще можно объяснить, что в составляющих

приборов наблюдается одно и то же соотношение 1 к 1,618?

Краткий экскурс мирового развития золотого сечения изложил

В. С. Лаврус в работе «Золотое сечение». Исследования Цейзинга заложили

кирпичик проектирования корпусов СИТ.

Особую актуальность число совершенной красоты получило в Японии и

Корее, а также другие страны не могут обойтись без него. Ввиду того, что все

виды приборостроения (переносное, вмонтированное, штативное), где суще-

ствует функция связи открытой коммуникации с пользователем, по требовани-

ям техники безопасности, а так же пожарной безопасности обязаны оснащаться

корпусом, где всего две панели являются элементонесущими.

108



108

Из истории мы видим, что значительная часть средств измерительной тех-

ники – параллелепипед.

Здесь необходимо выделить, что в рамках проектных работ по созданию

корпусов СИТ используется пропорция золотое сечение. Чтобы получить необ-

ходимую и достаточную эстетическую составляющую части тулова СИТ нет

необходимости держать в памяти глубокие формулы математики. Вначале ра-

боты очень приближенно берется значение необходимого и оправданного габа-

рита, вслед за тем, необходимо подогнать этот габарит к стандартизированным

юнитам, устранить элементы крепления, если СИТ не будет являться вмонти-

рованным или штативным, вследствие этих манипуляций будет получен необ-

ходимый размер параллелепипеда. Но может случиться так, что взят неумерен-

ный габарит для создания СИТ, а элементы управления средством измеритель-

ной техники вызывают чувства негатива, в этот самый момент необходимо об-

ратиться к формулам, начать вычисления опираясь на пропорцию золотого се-

чения Д х Ш х В СИТ, так же в ходе работы, разработчики рассчитывают и рас-

полагают всю внутреннюю составляющую СИТ.

Намерения многих разработчиков СИТ дают возможность группе разра-

ботчиков сразу гармонизировать свою работу с пропорцией золотого сечения.

Одним из основополагающих требований, предоставляемых к проектиро-

ванию корпусов СИТ, является чувственно-воспринимаемость. При компоновке

элементов СИТ на элементнонесущей панели необходимо учитывать психоло-

гию и динамику взора. Что интересно, даже начинающие изобретатели стара-

ются расположить элементы с использованием числа Бога – золотого сечения,

основываясь на природной интуиции.

Вывод: повышение эффективности развития научной деятельности в со-

временных условиях невозможно без использования золотого сечения. Приме-

нение методологии расчета корпусов средств измерительной техники, в основу

которой заложено число Бога, приводит к идее, что золотое сечение является

неким «трансцендентальным» учением, «суперпозицией», «глобальным кодом

Вселенной», которая используется социумом для развития научной деятельно-

сти во всех направлениях.


1. Панов В. Ф. Современная математика и ее творцы / В. Ф. Панов. – М.:

МГТУ, 2011. – 647 с.

2. Стахов А. П. Коды золотой пропорции / А. П. Стахов. – М.: Радио и связь,

1984. – 151 с .

3. Голубева О. Л. Основы композиции / О. Л. Голубева. 2-е издание. – М.: Изд.

Дом «Искусство», 2004. – 120 с.

4. Лаврус В. С. Золотое сечение / С. Н. Сидоренко, В. С. Лаврус. – М.: Сереб-

рянные нити, 2002. – 182 с.

109



109

ВДОСКОНАЛЕННЯ МЕТОДУ РОЗРАХУНКУ ТЕПЛООБМІНУ ПРИ

КОНДЕНСАЦІЇ ВСЕРЕДИНІ ГОРИЗОНТАЛЬНИХ ГЛАДКИХ ТРУБ

Горін В. В.1, к.т.н., с.н.с., Горін Вт. В.

2, Горін Вл. В.

2

1 – Одеська державна академія технічного регулювання та якості, м. Одеса

2 – Науково-виробниче підприємство «Квантенергоресурс», м. Київ

Дослідження теплообміну при конденсації всередині горизонтальних глад-

ких труб ведуться більше ніж 65 років. С того часу різними авторами було за-

пропоновано понад 60 методів розрахунку та кореляцій. Однак точне визначен-

ня тепловіддачі поки можливо тільки у випадку, коли відсутній вплив швидкос-

ті пари на процес конденсації та справедливо тільки для малої частки труби, яка

зайнята струмком.

Для теоретичного рішення задачі теплообміну при кільцевому та проміж-

ному режимі течії фаз необхідно знати втрати тиску на тертя f

xP або кое-

фіцієнт тертя fC , а також об‘ємний паровміст . Існуючі методи розрахунку

цих параметрів дають великі (більше 50%) розбіжності між собою.

Для кільцевого режиму течії фаз в [1, 2] наведені розрахунки, результати

яких представлені в безрозмірній формі у вигляді залежності

Pr)Re,,(fNu , (1)

де

322

231

,2

,g

wFr

FrC

gNu

рр

ппрпfр

р

.

Аналіз залежності (1) дозволяє відмітити такі особливості теплообміну, ві-

дповідно до яких можна запропонувати удосконалений метод розрахунку. Про-

те, точність розрахунків по цій теорії істотно залежить від методу розрахунку

втрат тиску на тертя або коефіцієнта тертя. Ні в одній з існуючих робіт немає

обґрунтувань залежності щодо їх розрахунку. Крім того, в усіх попередніх ро-

ботах не вимірювали локальний по кутовій координаті коефіцієнт тепловід-

дачі , що не дозволяє отримати досить точне уявлення стосовно характеру

впливу на процес сил тертя на межі розділу фаз і тяжкості.

Поліпшена модель плівкової конденсації усередині горизонтальних труб

заснована на використанні результатів чисельних рішень [1] і [2], з уточненням

оцінки основного, що визначає процес конденсації параметра – коефіцієнта те-

ртя на межі розділу фаз. Це уточнення містить експериментальне обґрунтуван-

ня методу розрахунку множника 2

п для визначення втрат тиску на тертя та вве-

дення поправки q , що враховує вплив відсмоктування на межі розділу фаз. У

роботі виконані унікальні виміри локальних по колу труби теплових потоків і

коефіцієнтів тепловіддачі при створенні таких режимів конденсації, коли мали

місце вплив тільки 2

п або тільки q , або однакова дія 2

п та q .

Експериментальна установка для проведення дослідів складається з таких

основних елементів: парогенератора, пароперегрівача, передділянок, дослідних

ділянок, кінцевого конденсатора, вимірника витрати конденсату, ротаметрів

для зміни витрати охолоджувальної води в конденсаторі, передділянках і досві-

110



110

дчених ділянках, а також ротаметра для зміни температури охолоджувальної

води, яка подається в робочі ділянки. Усі ділянки розташовані впродовж одній

подовжній осі, їх внутрішній діаметр дорівнює ммd 17 , довжина обох перед-

ділянок дорівнює ммl 800 , а дослідних ділянок – .110ммl Усі труби виготов-

лені з латуні. Дослідні ділянки (рис. 1) мають зовнішній діаметр ммd 80 , усе-

редині стінки яких на діаметрах ммd 231 та ммd 742 по центру ділянок були

закладені по п‘ять хромель-копелевих термопар (в точках з кутовими коорди-

натами 180,135,90,45,0 ). За значеннями температур, які вимірювалися у

вказаних точках, визначалися дослідні значення локальних теплових потоків і

коефіцієнтів тепловіддачі з використанням наступних розрахункових залеж-

ностей:

.;;ln

2;

ln

2

2

1

21

wsl

b

l

iw

jib

lttqdqq

d

dlqtt

dd

ttq

де lq – лінійна щільність теплового потоку, Вт·м-1

, b – коефіцієнт теплоп-

ровідності латунних досвідчених ділянок, Вт·м-1

·К-1

, внt – температура внутріш-

ньої поверхні стінки робочих ділянок, ºC, ji, – номери термопар на діаметрах

1d та 2d відповідно (рис. 1).

Рисунок 1 – Креслення латунної робочої ділянки:

1 – 5 – канали для закладки термопар на ммd 231 ;

6 – 10 – канали для закладки термопар на ммd 742 .

Для доказу точності використаного методу виміру локальних були ви-

конані дослідження при таких режимах, коли з максимальною точністю, можна

розрахувати локальні за теорією. Таким умовам відповідають два режими

конденсації усередині горизонтальної труби. Перший – за відсутності впливу на

теплообмін швидкості пари і струмка конденсату, другий – при переважаючому

впливі швидкості пари та кільцевому режимі течії фаз.

На рис. 2 показані дослідні локальні коефіцієнти тепловіддачі при кон-

денсації водяної пари при високих значеннях паровмісту 9,0x , коли повинен

мати місце кільцевий режим течії фаз. При цьому числа 100Re f , що відпові-

дає ламінарному режиму течії плівки конденсату. Виразно видно три особливо-

сті в характері зміни . Перша – зменшення із зростанням , тобто є при-

111



111

сутнім асиметричний режим. Друга – зростання при збільшенні швидкості

пари. Третя, найцікавіша особливість – зростання при однакових (близьких

за значенням) швидкостях пари при збільшенні теплового потоку.

а)

б)

Рисунок 2 – Вплив теплового потоку на тепловіддачу

при конденсації водяної пари при: ./50);/37) смwбсмwа пп

У розрахунках, для визначення впливу двофазності потоку на f

xP та

fC в цій роботі використовувалася формула з роботи [3]:

2

36,0

75,0

2 5,01

tt

прп

пп X

g

xw

(2)

Вплив теплового потоку на гідравлічний опір та теплообмін в двофазних

потоках при фазових перетвореннях теоретично обґрунтовано в [4] і поясню-

ється явищем відсмоктування маси в прикордонному шарі при конденсації. У

роботі [4] показано, що при параметрах відсмоктування 410. п

wrqj гідрав-

лічний опір fC на межі розділу фаз збільшується в порівнянні з опором однофа-

зної течії 0fC та описується формулою:

jC

Cп

f

f

q

25,0Re5,171

0

(3)

Зазначена формула (3) використовувалася авторами у подальшому аналізі

дослідних даних.

У табл. 1 наведенні дослідні дані різних авторів за , які отримані для різ-

них значень 0 , 2

п і q . Врахування поправок 2

п та q дозволяє отримати хо-

рошу збіжність розрахункових та дослідних даних.

,

кВ

т/м

²

°

wп ≈ 37 м/c

q=50 кВт/м2

,

кВ

т/м

²

°

wп ≈ 50 м/c

q=55 кВт/м2

112



112

У табл. 1 3

1

gNu

р

р

р

екс

– експериментальне значення,

0Nu – розрахункова величина при 0 , де 2

00

FrC f ;

nNu – розрахункова величина при 2

0 п ;

qnNu – розрахункова величина при qп 2

0 .

Таблиця 1 – Порівняння дослідних та розрахункових даних

рідина

Робоча

Робота

C

t s

,

,G

x

смкг 12

_3 2

_ 2 13

10

10

q Вт м

Вт м К

ексNu

310

рFr

fRe

3

0

10

fC

0

0

Nu

п

п

Nu

2

nq

q

Nu

1 [автори]

R718 100

31,2

0,98

180

42 1,26 9,2 85 5,2

24

0,8

1,12

0,82

1,6

1,12

2 [автори]

R718 106

23,4

0,98

180

33 0,99 5,4 100 5,6

15,5

0,62

1,2

0,68

1,84

0,9

3 [автори]

R22 40

284

0,99

36

3,9 0,59 9,9 566 3,25

16

0,45

1.14

0,48

1.3

0,58

4 [5]

R22 40

600

0,84

40

6,36 0,96 29,5 5530 3,35

49

0,61

2,7

0,98

1,19

1,1

5 [5]

R236 40

600

0,768

28,3

8,44 1,98 41,2 3560 3,3

68

1,0

2,7

1,8

1,22

2,05

6 [5]

R134 40

750

0,8

51

7,9 1,34 50 7430 3,15

78

0,9

2,1

1,22

1,22

1,36

7 [5]

R290 40

300

0,88

7,7

5,54 0,94 32 4200 3,48

55

0,7

1,9

0,92

1,0

0,92

Література:

1. Dukler, A.E. Fluid mechanics and heat transfer in falling film system, Proceeding,

ASME-AIChE 3rd Nat. HeatTransferConference, Storrs. Conn., 1959.

2. Bae, S., et al. Refrigerant forced convection condensation inside horizontal tubes.

ReportNo. DSR-79760-64, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge,

MA, 1969.

3. Koyama, Sh., et al. Enhancement of in-tube condensation of non-azeotropic refrig-

erants mixtures with a micro-fin tube, Proceedings, XVIIIth International Congress

of Refrigeration, Montreal, Quebec, Canada, 10 – 17 August 1991.

4. Kinney, R.B., Sparrow, E.M. Turbulent flow, heat transfer and mass transfer in a

tube with surface suction, Trans. ASME, JournalofHeatTransfer, 92 (1970), pp.

121 – 131.

5. Cavallini, A., et al.Experimental investigation on condensation heat transfer and

pressure drop of new refrigerants (R134a, R125, R32, R410A, R236ea) in a hori-

zontal smooth tube. Int. J. Refrig, 21 (2001), pp. 73 – 87.

113



113

МАТЕМАТИЧНИЙ ОПИС ПРИНЦИПУ РОБОТИ

П’ЄЗОЕЛЕКТРИЧНОГО ЧУТЛИВОГО ЕЛЕМЕНТА СТАБІЛІЗАТОРА

ОЗБРОЄННЯ ЛЕГКОЇ БРОНЬОВАНОЇ ТЕХНІКИ

Безвесільна О. М.1, д.т.н., професор, Гуменюк А. А.

2, к.т.н., доцент,

Ткачук А. Г.2, к.т.н.

1 – Національний технічний університет України

«Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», м. Київ

2 – Житомирський державний технологічний університет, м. Житомир

Ефективність сучасних броньованих машин суттєво залежить від точності,

швидкодії, функціональних можливостей комплексу стабілізації озброєння.

ПАТ «НВО КЗА ім. Г. І. Петровського» при участі фахівців з НТУУ «КПІ»та

ЖДТУ розроблено новий комплекс стабілізатора озброєння, який складається із

наступних приладових блоків: системи гідростабілізації, системи вібро-

ударозахисту, чутливих елементів.

Сьогодні одними із найперспективніших є чутливі елементи, фізичний

принцип роботи який оснований на явищі прямого п‘єзоефекту –

п‘єзоакселерометри.

Тому актуальною науково-технічною задачею є підвищення точності

п‘єзоакселерометрів і точності комплексу стабілізації озброєння вцілому.

Питанням дослідження окремих аспектів роботи систем стабілізації прис-

вячено багато наукових праць. Зокрема, це праці відомих вчених України Пав-

ловського М. А., Одинцова А. О., Збруцького О. В., Карачуна В. В. та інших.

Розвиток теорії п‘єзоелектричних перетворювачів пов‘язано з іменами

українських та російських учених: Шарапова В. М., Петренка С. Ф., Якимен-

ка Ю. І., Кошового М. Д., Рибіцького І. В., Малова В. В., Янчіча В. В., Трофі-

мова А. І., Мітька В. М., Шульги М. А. та інших.

Питання метрології, корисні при дослідженнях похибок перетворювачів,

широко висвітлені у роботах Володарського Є. Т., Коломійця Л. В., Квасніко-

ва В. П., Кухарчука В. В., Бичківського Р. В. та інших [1 - 2].

Механізм п‘єзоефекту, який лежить в основі принципу роботи

п‘єзоакселерометрів, пов‘язаний зі зміною або виникненням сумарного диполь-

ного моменту мР при зміщенні зарядів q під дією механічних напружень Т

(прямий п‘єзоефект) або зміни середніх відстаней l між центрами тяжіння

утворюють диполь зарядів під дією напруженості електричного поля Е (зворот-

ний п‘єзоефект). При цьому відбувається зміна вектора поляризації Р в об‘ємі

V [3]:

1

.i

iiм VlqVРP (1)

Таким чином, саме зміна в об‘ємі п‘єзоелемента (ПЕ) при дії Т або Е поло-

ження зарядів iq , кожен з яких пов‘язаний структурно з елементарною комір-

кою кристалічної решітки, призводить до появи п‘єзоефекту.

Рівняння п‘єзоелектричного середовища у лінійному наближенні, що відо-

бражають взаємозв‘язок електричних і механічних властивостей ПЕ будуть ма-

ти наступний вигляд (у матричній формі):

114



114

;DhScT tD ;DhSE S (2)

;DgTsS tD ;DgSE T (3)

;EdTsS tE ;ЕdTD T (4)

;EeSсЕ tE ,ЕeSD S (5)

де S – деформація ПЕ; D – електрична індукція (зміщення); Eс ,

Dc , Es ,

Ds – постійні пружностей жорсткості (с) та гнучкості (s); T ,

Sє , T , S –

діелектричні постійні проникливості є та непроникливості ; h , g –

п‘єзоелектричні постійні деформації та напруження; е – коефіцієнт пропорцій-

ності. Рівняння п‘єзоелектричного ефекту отримані із врахуванням того, що

зв‘язок між Т та S описується законом Гука, а зв‘язок між D та Е – законом

Кельвіна. У позначеннях констант верхній індекс ( S , D ,Т , Е ) означає вимірю-

вання константи при постійному значенні величини, яка вказана в індексі; ниж-

ній індекс t означає транспоновану матрицю.

Рівняння (2 – 5) є формулами запису фундаментальних рівнянь

п‘єзоефекту: зворотного – ліва частина рівнянь; прямого – права.

Найпоширенішим матеріалом для чутливих елементів п‘єзоакселерометрів

є п‘єзокераміка. Розпишемо матриці постійних із рівнянь (2 – 5) для цього ма-

теріалу [4 - 5]:

,

00000

00000

00000

000

000

000

66

44

44

331313

131112

131211

D

D

D

DDD

DDD

DDD

D

c

c

c

ccc

ccc

ccc

с ;2 121166DDD ccс (6)

,

00000

00000

00000

000

000

000

66

44

44

331313

131112

131211

E

E

E

EEE

EEE

EEE

E

s

s

s

sss

sss

sss

s ;2 121166EEE sss (7)

;

00

00

00

33

11

11

Т

Т

Т

T

(8)

;

00

00

00

33

11

11

S

S

S

S

(9)

115



115

;

000

00000

00000

333131

15

15

EEE

E

E

E

ddd

d

d

d (10)

.

000

00000

00000

333131

15

15

ТТТ

Т

Т

Т

hhh

h

h

h (11)

Таким чином, п‘єзоматеріал характеризується п‘ятьма незалежними пруж-

ними (Dс або

Ес ), трьома п‘єзоелектричними (Тh або

Ed ) та двома діелектри-

чними константами (Tє або S ).

Опис процесів, що проходять у п‘єзоелектричному середовищі

п‘єзоакселерометрів, за допомогою рівнянь (2 – 5) має лінійний характер і

справедливий лише при дуже малій зміні вхідної величини. В цілому ж

п‘єзоелектричне середовище є нелінійним [2, 4]. Тому у вказаних рівняннях не-

обхідно враховувати вплив електричного, механічного та електромеханічного

гістерезисів. Також, наприклад, для п‘єзомодуля доцільно врахувати вплив те-

мператури на його зміну.


1. Безвесільна О. М. П‘єзоелектричний гравіметр авіаційної гравіметричної

системи. Монографія / Безвесільна О. М., Ткачук А. Г. – Житомир: ЖДТУ,

2013. – 240 с.

2. Безвесільна О. М. Науково-теоретичні дослідження нового

п‘єзоелектричного гравіметра автоматизованої авіаційної гравіметричної

системи в екстремальних умовах з використанням нейронних мереж. Моно-

графія / Безвесільна О. М., Ткачук А. Г., Тимчик Г. С. – Житомир: ЖДТУ,

2014. – 225 с.

3. Piezoelectric Gravimeter of the Aviation Gravimetric System / Bezvesilna O.,

Tkachuk A., Korobiichuk I., Nowicki M., Szewczyk R. // Advances in Intelligent

Systems and Computing (Poland). – 2016. – 440. – С. 753 – 761. DOI

10.1007/978-3-319-29357-8_65

4. Design of piezoelectric gravimeter for automated aviation gravimetric system /

Bezvesilna O., Tkachuk A., Korobiichuk I., Nowicki M., Szewczyk R., Chilchen-

ko T.// Journal of Automation, Mobile Robotics & Intelligent Systems (Poland). –

2016. – Т. 10. 1. – С. 43 – 47. DOI: 10.14313/JAMRIS_1-2016/6

5. Безвесільна О. М. Системи наведення та стабілізації озброєння. Монографія

/ Безвесільна О. М., Квасніков В. П., Цірук В. Г., Чіковані В. В. – Жито-

мир: ЖДТУ, 2014. – 176 с.

116



116

МОДЕЛЬ ПРОГНОЗУВАННЯ ПОКАЗНИКІВ НАДІЙНОСТІ І

ВАРТОСТІ ЕКСПЛУАТАЦІЇ ОБ’ЄКТІВ РАДІОЕЛЕКТРОННОЇ

ТЕХНІКИ

Лєнков С. В., д.т.н., проф., Проценко Я. М.

Військовий інститут Київського національного університету

імені Тараса Шевченка,

м. Київ

Завдання прогнозування ПН (показників надійності) і ВЕ (вартості експлу-

атації) важливе на етапі розроблення об‘єкта РЕТ, так як цими показниками ви-

значаються очікувані в майбутньому рівень боєготовності і ефективність засто-

сування створюваного об‘єкта.

Ставиться завдання отримати прогнозні оцінки ПН і ВЕ з урахуванням па-

раметрів конструкції об‘єкта, параметрів систем технічного діагностування

(СТД) і ТО (технічного обслуговування) (СТО). Більш того, на етапі створення

об‘єкта за результатами прогнозування ПН і ВЕ може знадобитися коригування

параметрів СТД і СТО, які в даний момент тільки проектуються. І дуже важли-

во мати можливість оцінити, як можуть вплинути ці коригування на очікувані в

майбутньому ПН і ВЕ об‘єкта. Цілісних методик, що дозволяють вирішувати

такі завдання, досить мало, відомі методики мало придатні для практичного за-

стосування.

Для вирішення поставленого завдання необхідна модель процесів техніч-

ної експлуатації об‘єкта РЕТ, за допомогою якої можна було б розрахувати ПН

і ВЕ з урахуванням найбільш важливих параметрів конструкції об‘єкта, СТД і

параметрів СТО. Схематично модель представлена нижче (рис. 1).

Рисунок 1 – Модель прогнозуванняПН і ВЕ

Розроблена модель дає можливість прогнозувати стандартні ПН:

оT – Середнє напрацювання на відмову;

вT – Середній час відновлення;

гK – Коефіцієнт готовності;

твK – Коефіцієнт технічного використання.

Як показник ВЕ визначається питома вартість експлуатації эc .

117



117

Зазначені показники прогнозуються (розраховуються) в моделі з урахуван-

ням наступних характеристик (параметрів)об‘єкта РЕТ:

- Склад об‘єкта, ПН і вартості комплектуючих елементів ( состP );

- Конструктивна і надійністна структура об‘єкта ( стрP );

- Параметри системи технічного діагностування ( стдP );

- Параметри системи ТО ( стоP ).

Всі ці параметри в тому чи іншому вигляді повинні бути представлені в

моделі і задаються у вихідних даних.

В якості додаткової інформації в результаті моделювання виходить також

функція параметра потоку відмов об‘єкта ( )(t ), що містить дуже важливу ін-

формацію про очікуваний рівень безвідмовності проектованого об‘єкта РЕТ.

На вході моделі задаються також параметри моделювання ( модP ), якими ви-

значається час моделювання, необхідна точність результатів та ін.

Модельований процес технічного обслуговування і ремонту (ТОіР) перед-

бачає, що об‘єкт в кожен момент часу може знаходитися в одному з наступних

станів:

- Працездатний (або справний) стан; в цьому стані об‘єкт застосовується за

призначенням;

- Стан відмови; в цьому стані проводиться ремонт (відновлення) об‘єкта;

- Проводиться контроль технічного стану об‘єкта;

- Стан ТО (по виконуються роботи ТО).

Переходи між станами відбуваються в випадкові або детерміновані момен-

ти часу, тривалість перебування в станах в загальному випадку може бути ви-

падковою.

Процес моделювання заснований на імітації послідовності подій моделі і

деяких дій по їх обробці. У явному вигляді моделюються три типи модельних

подій: «відмова», «контроль» і «ТО».

Основний алгоритм побудований на ідеї так званого «календаря подій»

(КП). КП являє собою масив даних, в який записуються значення моментів часу

всіх запланованих подій.

Даний алгоритм реалізований програмно в середовищі програмування

Delphi (програмі присвоєно ім‘я ISMPN). База даних інтегрована з програмою

ISMPN, реалізована вона за допомогою СУБД InterBase.

Розроблена модель дозволяє вирішити поставлену задачу прогнозування

ПН і ВЕ. Точність отриманих результатів достатня для практичних потреб;

За допомогою моделі можна досліджувати залежності ПН і ВЕ від параме-

трів об‘єкта, параметрів СТД і СТО, це відкриває можливості для вирішення

завдань визначення оптимальних значень цих параметрів на етапі розробки

об‘єкта.


1. Стрельников В. П., Федухин А. В. Оценка и прогнозирование надежности

электронных элементов и систем. – К.: Логос, 2002. – 486 с.

2. Вентцель Е. С. Исследование операций: задачи, принципы, методология. –

М.: Наука, 1980. – 208 с.

118



118

АЛЬТЕРНАТИВНАЯ КОНСТРУКЦИЯ УПРУГОГО ЭЛЕМЕНТА ДЛЯ

ВЕСОВЫХ УСТРОЙСТВ

Коломиец Л. В.1, д.т.н., профессор, Лимаренко А. М.


Лимаренко А. С.1, м.н.с.

1 - Одесская государственная академия технического регулирования

и качества,

2 - Одесский национальный политехнический університет,

г. Одесса

В практике измерений веса грузов не являются новинкой устройства для

взвешивания движущихся объектов, в которых продольные несущие элементы

выполняются в виде рельс. В зоне нейтральной оси поперечного сечения рельса

устанавливают соосные кольцевые элементы с тензорезисторами наклеенными

на их цилиндрические поверхности [1]. Следует отметить, что получаемый при

взвешивании электрический сигнал невелик, потому как тензорезисторы уста-

навливаются в зоне с минимальными деформациями. В таких устройствах не-

возможно использовать винтовые тензорезисторы, поэтому при вибрации, вы-

званной неравномерным вращением колес вагонов, в клеевой прослойке

наблюдается отклеивание тензорезисторов. Поэтому такие устройства не дол-

говечны. Соответственно неизвестно точное время нормальной работы подоб-

ных устройств, и потому они не нашли широкого применения.

В работе представлена оригинальная форма упругого элемента для поосно-

го способа взвешивания железнодорожных вагонов и составов. Такой упругий

элемент может также использоваться в весах для определения массы различных

транспортных средств, как во время статического взвешивания, так и во время

взвешивания в движении (рис. 1).

Рисунок 1 – Принципиальная схема измерительного узла

1 – весоизмерительный участок рельса, 2 – вертикальная стенка, отверстие,

4 – нижнее основание трапеции образованное дугой, 5 – верхнее основание

трапеции, 6 – тензорезисторы.

119



119

Известны способы определения поясной нагрузки и суммарной массы же-

лезнодорожных вагонов в движении, когда усилия от колеса вагона, движуще-

гося с определенной скоростью, передается введенным в его вертикальную

стенку силоизмерительным элементом с тензорезисторами, который вырабаты-

вает сигнал пропорциональный усилию, которое воспринимается, и передает

его на аппаратуру индикации и регистрации.

Недостатком такого способа является снижение надежности и точности

измерения от искажения процесса силовведения, связанного с наличием проре-

зей для крепления силоизмерительных элементов, а также с отсутствием герме-

тизации силоизмерительного узла.

Целью исследования альтернативной конструкции упругого элемента яв-

ляется повышение надежности работы грузоприѐмного устройства железнодо-

рожных весов, которое встраивается в действующее железнодорожное полотно

без нарушения движения железнодорожных составов, повышение точности из-

мерения, а также простоты установки.

В основу предлагаемой конструкции поставлена задача создания способа

оперативного встраивания грузоприемного устройства в действующее желез-

нодорожное полотно без нарушения движения железнодорожных составов, а

также наклеивание в оригинальном проеме упругого элемента датчика.

Продольный силоизмерительный элемент, с помощью клея, устанавливает-

ся параллельно основной оси симметрии сечения рельса. При этом создается

поперечное натяжение между всеми соединенными поверхностями устройства,

участвующими в передаче усилия от колеса железнодорожного вагона на про-

дольный силоизмерительный элемент. В результате сигнал, который произво-

дится силоизмерительным элементом, пропорциональный воспринимаемому

усилию передается на аппаратуру индикации и регистрации.

Техническим результатом использования альтернативной конструкции яв-

ляется повышение надежности работы грузоприемного устройства железнодо-

рожных весов, повышение точности измерения за счет деформации упругого

элемента. Новизна способа заключается в создании отверстия оригинальной

формы, которое имеет малое количество зон концентрации напряжений, прак-

тически не уменьшая при этом срок использования железнодорожного полотна.

Анализ предлагаемой альтернативной конструкции по сравнению с други-

ми известными из научно-технической литературы позволяет выявить призна-

ки, которые отличают новое решение от прототипа, что позволяет авторам сде-

лать вывод о соответствии признаков критерию «существенные отличия», ко-

торые определяют новизну конструкции. На рис. 2 представлена математиче-

ская модель рельса с отверстием, которое реализует предложенный способ

взвешивания.

Для устранения больших погрешностей, отверстие выполнено в форме

правильной трапеции, которая вписана в эллипс. Верхняя часть отверстия явля-

120



120

ется меньшим основанием правильной трапеции, где два развернутых угла, яв-

ляются зонами максимальных напряжений [2, 3].

Рисунок 2 – Конечно-элементная модель упругого элемента

Меньшее основание трапеции, является участком для закрепления датчика.

По отношению к нагрузке на рельс, больше деформируется меньшее основание

(рис. 3).

Рисунок 3 – Деформированная форма упругого элемента

121



121

Боковая и нижняя части отверстия имеют форму незаконченного эллипса.

Это сделано для того, чтобы увеличить надежность и долговечность конструк-

ции.

Оригинальность отверстия заключается в совокупности двух противопо-

ложных задач сопротивления материалов. Для создания отверстия такой формы

задействованы «инструменты» теории упругости и пластичности.

Монтирование грузоприемного устройства в действующее железнодорож-

ное полотно, предусматривающее введение в вертикальную стенку рельсы

упругого элемента датчика, отличается тем, что силоизмерительный элемент

устанавливается в сечение оригинальной формы, максимально отражающее де-

формацию при нагрузке в зоне передачи усилия от колеса железнодорожного

вагона на продольный силоизмерительный элемент, пропорциональное усилию,

что воспринимается аппаратурой индикации и регистрации.

Таким образом, способ встраивания грузоприемного устройства в дей-

ствующее железнодорожное полотно обеспечивает установку и стабильное го-

ризонтальное положение продольного силоизмерительного элемента, который

гарантирует оптимальный процесс силовведения, повышает точность измере-

ния, надежность работы устройства.

Предложенная оригинальная конструкция упругого элемента и способ

встраивания грузоприемного устройства в железнодорожное полотно выгодно

отличается от существующих весовых устройств и уже нашел свое применение

для поосного взвешивания железнодорожных вагонов и составов.


1. Пат. 109154 Україна МПК G01G 19/04 (2006.01) Вимірювальний пристрій /

Л. В. Коломієць, О. М. Лимаренко. Власник Одеська державна академія тех-

нічного регулювання та якості 201602462 ; заявл. 14.03.2016 ; опублік.

10.08.2016, Бюл. 15. – 3 с. – http://www.uipv.org/ua/vinaxid.

2. Коломієць Л. В. Методика підвищення точності вимірів динамічної маси

вантажного вагону / Л. В. Коломієць, О. М. Лимаренко, А. С. Лимаренко. –

Системи обробки інформації. – Харків, 2015. – Випуск 6 (131). – С. 95 – 98.

3. Дащенко О. Ф. Підвищення точності вимірів динамічної маси. /

О. Ф. Дащенко, Л. В. Коломієць, О. М. Лимаренко. – Праці Одеського

політехнічного університету. – 2015. – 2 (41). – С. 25 – 31.

122

http://www.uipv.org/ua/vinaxid



122

ВИЗНАЧЕНННЯ ПАРАМЕТРІВ НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНОГО

СТАНУ ПРУЖНОГО ЕЛЕМЕНТУ СИЛОВИМІРЮВАЧА ЧИСЛОВИМ

МЕТОДОМ

Дащенко О. Ф.1, д.т.н., професор, Лимаренко О. М.


Аніскін О.2, старший викладач

1 – Одеський національний політехнічний університет

м. Одесса

2 – Університет Північ, м. Вараждін, республіка Хорватія

В роботі розглянуто застосування методу скінченних елементів до визна-

чення напружень і деформацій пружних елементів силовимірювальних дат-

чиків. Запропонована методика визначення напружень і деформацій пружних

елементів дозволяє проектувати конструкції силовимірювальних пристроїв при

зміні навантажень в широкому діапазоні [1, 2].

Необхідність проведення дослідження зумовлена уточненням відомих ін-

женерних методів розрахунку [3, 4]. В період розробки проектів попередніх мо-

делей пружних елементів не існувало достатньо надійної та чіткої методики ро-

зрахунку тривимірних деталей, якою є форма пружного елементу сило-

вимірювача (рис. 1).

Рисунок 1 – Загальний вигляд пружного елементу

Розглянувши різні методи дослідження напружено-деформованого стану

масивних тіл, в тому числі – шляхом лабораторних занадто дорогих випробу-

вань, зроблено висновок, що визначення напружено-деформованого стану може

бути успішно виконаним методом скінченних елементів, реалізованому в бага-

тоцільовому пакеті «ANSYS».

123



123

Визначення напружень у плиті і ребрі жорсткості реального пружного еле-

менту відомими методами прикладної теорії пружності не досить точний, тому

що не враховує реальну форму об‘єкта, його особливості, а також спосіб пере-

дачі зусилля від зовнішнього навантаження. В таких розрахунках плита вва-

жається тілом обертання з постійною або лінійно-змінною жорсткістю.

Вихідні дані для моделювання і розрахунку пружного елементу сило-

вимірювача приймались такі самі як і в розглянутому інженерному розрахунку

[3].

Для рішення фізичної задачі чисельним методом, спочатку необхідно було

побудувати геометричну модель деталі. Це звичайно один з самих трудомістких

етапів у рішенні прикладних задач. Процедура генерації сітки вузлів і елементів

складається з трьох основних етапів:

1) Завдання типів елемента і його опцій.

У нашій задачі обрано тривимірний тетрагональний елемент SOLІD 92 з 10

вузлами.

2) Встановлення режимів контролю за побудовою сітки (оптимізація сітки).

Цей етап не є обов‘язковим для програмування, тому що мінімальний кон-

троль програмою ANSYS здійснюється за замовчуванням.

3) Побудова сітки.

При створенні сітки скінченних елементів використано вільне розбиття на

тетрагональні елементи (рис. 2)

У програмі ANSYS стадія постпроцесорної обробки випливає за стадіями

препроцессорної підготовки і одержання рішення. Результати рішення включа-

ють значення переміщень (рис. 3), напружень (рис. 4) і деформацій. Підсумком

роботи програми на постпроцесорній стадії є графічне і табличне представлен-

ня результатів.

Рисунок 2 – Скінченно-елементна модель з граничними умовами

1

X

Y

Z

MAR 1 2013

14:05:08

ELEMENTS

U

F

NFOR

RFOR

124



124

Рисунок 3 – Вертикальні переміщення в пружному елементі силовимірювача

Рисунок 4 – Еквівалентні напруження за гіпотезою Губера-Мізеса

Аналіз напружень і деформацій отриманих у результаті числового експе-

рименту з пружним елементом наведено в таблиці 1.

Таблиця 1 – Максимальні значення параметрів напружено-деформованого

стану пружного елементу в характерних перерізах

Параметр Значення Розташування

UY мкм 0,0549 ребро жорсткості

USUM мкм 0,04019 ребро жорсткості

xy МПа 66,211 циліндрична частина

yz МПа 54,591 циліндрична частина

1 МПа 169,2 циліндрична частина

2 МПа 78,571 циліндрична частина

3 МПа -124,83 циліндрична частина

экв МПа 235,665 циліндрична частина

125



125

Аналіз результатів числового експерименту методом комп‘ютерного моде-

лювання при визначенні напружень і деформацій дозволяє зробити наступні

висновки. Міцність стінок циліндричної частини забезпечена, однак спо-

стерігається нерівномірність розподілу напружень по висоті циліндра, що не

задовільняє умовам рівноміцності конструкції. Міцність плоскої частини плити

забезпечена, що випливає з порівняння максимальних напружень із границею

текучості матеріалу.

Відмітимо, що при розрахунках в «ANSYS» при дії зовнішнього наванта-

ження враховувалась геометрична форма конструкції. При використанні ж ін-

женерної методики урахувати зміну геометричної форми неможливо.


1. Коломієць Л. В. Методика підвищення точності вимірів динамічної маси

вантажного вагону / Л. В. Коломієць, О. М. Лимаренко, А. С. Лимаренко //

Системи обробки інформації. – Харків, 2015. – Випуск 6 (131). – С. 95 – 98.

2. Дащенко О. Ф. Підвищення точності вимірів динамічної маси. / О. Ф. Да-

щенко, Л. В. Коломієць, О. М. Лимаренко // Праці Одеського політехнічного

університету. – 2015. – 2 (41). – С. 25 – 31.

3. Кавалерів Г. І., Ковалевська В. В. Первинні вимірювальні перетворювачі

(датчики), що випускаються фірмами США / Г. І. Кавалерів, В. В. Кова-

левська // «Приладобудування». – 1996. – 10. – С. 24 – 27.

4. Феликсон Е. И. Упругие элементы силоизмерительных приборов / Е. И. Фе-

ликсон. – М.: Машиностроение, 1977. – 160 с.

126



126

СЕКЦІЯ 5

ІНФОРМАЦІЙНО-ВИМІРЮВАЛЬНІ

СИСТЕМИ І ТЕХНОЛОГІЇ

127



127

ІНФОРМАЦІЙНА-ВИМІРЮВАЛЬНА СИСТЕМА ЕКСТРЕНОЇ ЙОДНОЇ

ПРОФІЛАКТИКИ НАСЕЛЕННЯ У РАЗІ АВАРІЇ НА АЕС

Томілін Ю. А., д.б.н., професор

Чорноморський національний університет імені Петра Могили,


Чорнобильська аварія спричинила безпрецедентне опромінення населення

Білорусії, Росії та України. Система Цивільного захисту і медичної служби на

час аварії виявилися не достатньо готовими до ліквідації і мінімізації її медич-

них наслідків. Аварійна хмара принесла на територію України велику кількість

радіоактивних речовин, у тому числі і радіоактивний йод, який через дихальні

шляхи, шкіру і молоко потрапив в організм людини і майже цілком зосередився

у щитоподібній залозі.

У перші дні після катастрофи складова опромінення людини від радіоак-

тивного йоду в десятки і сотні разів перевищила величину опромінення за ра-

хунок радіоактивного цезію та інших радіонуклідів [5]. Усе це призвело до на-

копичення радіоактивного йоду у щитоподібній залозі (ЩЗ) опромінених і, як

наслідок, спричинило підвищення частоти захворюваності на рак цієї залози.

Як свідчать результати обстеження населення Росії, Білорусії і України, на рак

ЩЗ захворіли 13000 людей, а загальна кількість неонкологічних захворювань

цієї залози доходила до 150000 [1, 2, 5]. При цьому, уведення до організму лю-

дини навіть незначної кількості стабільного йоду унеможливило б його накопи-

чення щитоподібною залозою і сприяло б виведенню з організму. Однак цього

не було зроблено, бо йодна профілактика чи взагалі не була проведена, чи про-

ведена в обмежених масштабах і у пізні терміни.

Існування ймовірності виникнення ядерних аварій, через які можуть пост-

раждати люди, вимагає того, щоб задіяні служби були готовими скоротити до

мінімуму час для своєчасного реагування на аварійну ситуацію. Досвід Чорно-

бильської аварії є чималим для вдосконалення системи екстреного реагування,

яка повинна включати чіткі процедури дій, необхідні прилади й устаткування,

заздалегідь розроблені критерії і механізми прийняття рішень.

Своєчасне проведення екстреної йодної профілактики населення під час

аварії на АЕС – це один з головних заходів радіаційної безпеки населення. Іс-

нуючі на сьогодні системи йодної профілактики мають головний недолік – на-

селення починає отримувати препарати йоду в кращому випадку наприкінці

першої доби після аварійного викиду, а в деяких населених пунктах зони впли-

ву аварійного викиду – навіть через декілька діб. Це значно знижує рівень захи-

сту людини від радіоактивного йоду за рахунок блокування щитоподібної зало-

зи стабільним йодом. Так, розроблена для Южноукраїнської АЕС система

АСКРО отримує дані про радіаційну ситуацію у 30-кілометровій зоні навколо

АЕС і передає їх до АЕС. Під час аварії, після рішення АЕС та інших компетен-

тних установ, ця система може надавати інформацію про підвищення радіацій-

ного фону у деякі населені пункти 30 км зони через табло (на будинку держ-

райадміністрації) або сигнал-сирену.

Розроблена система швидкої екстреної йодної профілактики населення

(СШЕЙП) передбачає застосування ряду принципово нових організаційно-

технічних заходів, які дозволяють скоротити час отримання населенням області

128



128

препаратів йоду до однієї-двох годин. СШЕЙП передбачає використання су-

часних дозиметрів-моніторів, оснащених звуковою та візуальною сигналізацією

перевищення порогових рівнів (які розташовуються у периферійних пунктах –

наприклад, райцентрах області), центрального пульту управління, який базуєть-

ся, наприклад, в облуправлінні ДСНС, і використання сотового зв‘язку для опо-

віщення населення через сервери Київстар, МТС, Life інші.

Таким чином, центральний пульт управління матиме можливість, по-

перше, моніторити інформацію про радіаційний стан на підконтрольній терито-

рії, а, по-друге, при екстремальній ситуації своєчасно і оперативно забезпечува-

ти організацію необхідних профілактичних заходів.

СШЕЙП передбачається, що населення підконтрольної території заздале-

гідь забезпечується препаратами стабільного йоду (розчин 5 % йоду), які збері-

гаються у місцях мешкання людини. Стан забезпеченості населення препарата-

ми йоду періодично контролюється медичною службою, громадськими органі-

заціями, а також через звернення до населення за допомогою СШЕЙП облупра-

вління ДСНС. У разі витрачання або зниження концентрації йоду у препараті

(розчині) передбачається поповнення або заміна цього препарату на новий.

Апробацією цієї системи можна вважати розгортання НДЛ «Ларані» на те-

риторії Миколаївської області [3, 4] цієї системи (тільки з використанням зви-

чайної телефонної мережі), і функціонування останньої впродовж 10 років.

Таким чином, введення СШЕЙП в експлуатацію значно підвищує радіа-

ційний захист населення під час аварії на АЕС. Ця система спрямована на прис-

корення втілення радіаційно-захисних заходів для населення при виникненні

радіаційно-небезпечної ситуації:

- вживання населенням препарату стабільного йоду у першу-другу годину

після аварійного потрапляння радіоактивного йоду до повітря;

- своєчасне інформування населення про необхідність вжити препарати

стабільного йоду у разі надходження радіоактивного йоду у повітря на терито-

рію області при аварії на АЕС.


1. The TORCH report. [Електронний ресурс]. – Режим доступу:

https://www.global2000.at/en/search/site/sites%20global%20files%20TORCH%20

The%20other%20Report%20of%20Chernobyl%20pdf.

2. Інформаційно-аналітичні матеріали до парламентських слухань на тему «30

років Чорнобиля: уроки та перспективи» – К., 2016. – 38 c.

3. Распоряжение исполнительного комитета Николаевского областного Совета

народных депутатов от 20.07.90 186-р «О развертывании авто матизиро-

ванной системы радиационного контроля на территории области (АСРК)».

4. Томілін Ю. А., Григор‘єва Л. І. Система екстреної йодної профілактики насе-

лення у разі аварії на АЕС //Наукові праці. Серія: Техногенна безпека. – Том

116, Вип. 103. – 2009 р. – С. 39 – 44.

5. Яблоков А. В., Нестеренко В. Б., Нестеренко А. В. Чернобыль: последствия

катастрофы для человека и природы. – С-Петербург: Наука, 2007. – С. 286.

129



129

ЗАГАЛЬНІ ПІДХОДИ ДО ОЦІНКИ ЯКОСТІ КРИПТОГРАФІЧНИХ

ГЕНЕРАТОРІВ

Казакова Н. Ф. д.т.н., доцент, Щербина Ю. В., к.т.н., доцент,

Фразе-Фразенко О. О., к.т.н.


м. Одеса

Одною із проблем, пов‘язаних із побудовою автоматизованих систем

управління і телекомунікації є захист даних криптографічними методами. Ная-

вність великої кількості суб‘єктів таких систем вимагає також великих об‘ємів

ключової інформації, до якості якої ставляться жорсткі вимоги. Саме необхід-

ність оцінки цієї якості підштовхнула європейське криптологічне суспільство

ECRYPT (Stream Cipher Project) [1] до проведення у 2004 – 2008 роках відкри-

того конкурсу на розроблення нових потокових шифрів – eSTREAM, ціллю

яких був пошуки найбільш достойного кандидата на новий європейський стан-

дарт.

Оскільки поточні шифри працюють по принципу гамування інформаційно-

го потоку, поставлена перед конкурсантами проблема зводилась до побудови

генератора псевдовипадкових чисел, послідовність бінарних символів на виході

якого наближалась би за своїми статистичними характеристиками до справж-

ньої випадкової послідовності з рівномірним розподіленням ймовірностей на

заданому обмеженому алфавіті.

Існують три різних підходи до визначення терміну «випадковість», які ос-

новані на понятті обчислювальної складності [1].

Перший із них, частотний, було запропоновано Мизесом (Mises) на почат-

ку ХХ сторіччя. Його ідея полягає у підрахунку ймовірностей логічних нулів і

одиниць не тільки у всій послідовності, а і у будь-якому її фрагменті, незалежно

від початкових умов генерації.

Наступний підхід, запропонований Колмогоровим і Чейтином, базується на

стверджені про те, що формальний закон формування псевдовипадкової послі-

довності не може бути коротшим ніж сама послідовність. Тобто алгоритмічна

складність послідовності на виході генератору має бути не меншою за саму по-

слідовність.

Останній, третій підхід, обґрунтований Мартином-Лефом (Martin-Lof), ос-

нований на розподілені фрагментів послідовності на дві нерівні частини: послі-

довності, що визнаються випадковими (більша частина) і послідовності, що та-

кими не визнаються (менша частина). З урахуванням такого підходу послідов-

ність визнається випадковою, якщо вона проходить набір деяких статистичних

тестів і за їх результатами доля фрагментів, що не визнаються випадковими на-

ближається до нуля.

Недоліком частотного підходу є невизначеність правил формування фраг-

ментів послідовностей. Підхід, оснований на обчисленні алгоритмічної склад-

ності вимагає суттєвого зменшення надмірності мови програмування. І, нареш-

ті, третій підхід, оснований на статистичному тестуванні фрагментів послідов-

ності не дає відповіді на питання, про необхідну кількість тестів та принципів,

що закладаються в їх основу. Єдина вимога – вони мають бути статистичними.

130



130

Аналіз технічної літератури показує, що на даний час в основу математич-

них засобів перевірки якості ПВП закладається третій спосіб визначення термі-

ну «випадковість». На даний момент розроблено достатню кількість інструмен-

тальних засобів для попереднього аналізу послідовностей на виході генератора

псевдовипадкової послідовності ПВП. Це пакети прикладних програм, що реа-

лізують тести, на основі проведення яких можна дати відповідь про те, чи є по-

слідовність, яка підлягає тестуванню випадковою. Випадковою у даному разі

вважається послідовність, що не дає змоги на основі аналізу частини ПВП вга-

дати наступний бінарний символ з ймовірністю, що відрізняється від 1/2.

Програмне забезпечення і описання наборів тестів [2, 3, 4] є загальнодо-

ступним і його можна отримати через мережу Internet через сайти виробників.

Перша проблема тестування полягає в тому, що вони були розроблені до-

сить давно і через це користувачам, зазвичай доводиться писати власні програ-

ми, виходячи з власних потреб.

Друга проблема полягає в тому, що робити висновки про якість генератору,

що підлягає тестуванню, пропонується на основі усіх тестів пакету. Тут працює

принцип, який був сформульований Дональдом Кнутом у його знаменитій «Бі-

блії інформатики». Він стверджував, що кількість тестів не повинна бути строго

обмежена. Чим їх більше, тим більше буде впевненість розробника у якості ге-

нератора ПВП. В основу кожного тесту можна закладати будь який статистич-

ний метод і в кожному із тестів ці методи не обов‘язково повинні бути

пов‘язані між собою. Тобто вони мають бути незалежними. Однак, слід

пам‘ятати, що побудувати генератор, якість якого задовольняє усім тестам

майже неможливо.

З урахуванням правила, сформульованого Д. Кнутом, у 1994 році амери-

канський національний інститут стандартів STS NIST [2] запропонував пакет

тестів, який був першим кроком до стандартизації процедури статистичних ви-

пробувань. До його складу входить шістнадцять тестів, кожен з яких дає свою

оцінку рівномірності розподілу бінарних символів у складі ПВП.

Не дивлячись на те, що до пакету тестів надається керівництво і методика

тестування, а також прості приклади обчислень, спроби його практичного за-

стосування часто викликають досить велику кількість запитань. Ці запитання

пов‘язані, у першу чергу, із розмірами фрагментів, на які розділяють послідов-

ність, і загальну її довжину. Не завжди рекомендовані параметри забезпечують

якість тестування. Вони взагалі не можуть бути універсальними. У кожному

конкретному випадку їх слід підбирати індивідуально для кожного рекомендо-

ваного тесту.

Особливість кожного тесту полягає у типі аномалії в послідовності, на ви-

явлення якої він розрахований. Тому остаточний висновок про якість тестуван-

ня робиться на основі системного підходу, тобто обчислюється узагальнюючий

показник якості, отриманий згідно положень методики NIST. Якщо в ході ана-

лізу виявляється що результат тестування неприйнятний, треба або міняти ал-

горитм формування ПВП, або розробляти новий тест, що націлений на вияв-

лення нового типу аномалії у ПВП.

Взагалі майже всі тести пакету NIST побудовані по одному загальному

принципу. Послідовність, що підлягає тестуванню розділяється на фрагменти, в

середині кожного з яких виділяють однотипні групи і, на основі статистичного

131



131

матеріалу, обчислюють характеристики їх розподілення. У кожному із тестів

таке розподілення відповідає своєму власному закону і, через це для кожного

тесту обирається і обґрунтовується Р-показник, що розподілений у сегменті

[0, 1]. Він дорівнює ймовірності того, що статистика тесту набуде більшого

значення, ніж те, що спостерігається у випробуванні, з урахуванням того факту,

що послідовність насправді є випадковою. Тобто мала величина Р-показника

вказує на «невипадковість» послідовності. Формально, якщо Р < α, де α – це

помилка першого роду, то послідовність, що підлягає тестуванню, не проходить

тест. Величину обирають із умови 10–2

> α > 10–3

.

Методика тестування передбачає виконання наступних етапів. Спочатку

визначається спосіб отримання статистичного матеріалу під час випробувань,

тобто визначається довжина підпослідовності, що досліджується за однократне

виконання тесту. Потім, виходячи із теоретичного принципу, закладеного у

тест, обирається тип фрагментів, на які розділяється кожна підпослідовність та

оговорюється принцип формування таких фрагментів.

Далі, в залежності від обраного порогового рішення αп, визначається кіль-

кість підпослідовностей, які мають бути проаналізовані у процесі тестування.

Наприклад, якщо величина αп = 0.01, то має бути проаналізовано, щонайменше

100 підпослідовностей із виходу генератора ПВП.

Окремим питанням у кожному тесті є спосіб обчислення Р-показника. У

кожному із 16 тестів він залежить від типу аномалії, на виявлення якої розрахо-

вано даний тест. Окреме місце у пакеті NIST займає універсальний тест Моуре-

ра, автор якого стверджував, що він дозволяє виявляти переважну більшість

«нерівномірностей» у складі ПВП. Але це спірне питання.

Результати випробувань, виконаних за допомогою різних тестів узагаль-

нюються у відповідності із методикою побудованою на основі закону великих

чисел, у відповідності до якого сумарне розподілення показників випробувань

Рі від усіх тестів відповідає нормальному закону. Центром такого розподілення

буде обрана порогова величина αп, а отримані значення Р-показників мають не

виходити за межі трьохкратної величини середньоквадратичного відхилення,

тобто

√ ( )

де p = 1 – α, а m – розмір вибірки. У разі, якщо результати будь-якого із те-

стів пакету виходять за ці межі, послідовність не визнається випадковою.

Не дивлячись на велику кількість програмних реалізацій відомих тестових па-

кетів, робота по їх удосконаленню постійно продовжується, через те, що перші

їх реалізації були орієнтовані на програмні платформи, які використовувались

півтора – два десятиліття назад і не передбачали роботу в умовах розподілених

систем.

Наприкінці слід вказати, що спроби практичного використання того чи ін-

шого доступного готового пакету, зазвичай наштовхуються на труднощі, голо-

вними з яких є вибір параметрів тестування, обмеженість у вільному доступі

повного і достатнього теоретичного обґрунтування кожного із запропонованих

тестів, а також налагодження роботи програмного забезпечення. В останньому

132



132

випадку користувачам часто доводиться корегувати або створювати власні про-

грамні пакети тестування.


1. Rukhin, A., Soto, J., Nechvatal, J., Smid, M., Barker, E., Leigh, S., Levenson, M.,

Van- gel, M., Banks, D., Heckert, A., Dray, J., Vo, S. A Statistical Test Suite for

Random and Pseudorandom Number Generators for Cryptographic Applications

[Електронний ресурс] / Портал : NIST Computer Security Resource Center. –

Режим доступу: \www/ URL: http://csrc.nist.gov/publications/nistpubs/800-22-

rev1a/SP800-22rev1a.pdf.

2. Marsaglia, G. The Marsaglia Random Number CDROM including the Diehard

Battery of Tests of Randomness [Електронний ресурс] / Портал : Florida State

Univercity : Режим доступу: \www/ URL: http://stat.fsu.edu/pub/diehard/.

3. Statistical test suite Crypt-X [Електронний ресурс] / Портал : Institute for Future

Environments: Режим доступу: \www/ URL: www.qut.edu.au/institute-for-

future-environments.

4. Кнут, Д. Искусство программирования. Т. 2. Получисленные алгоритмы. / Д.

Кнут. – 3-е изд. – М.: Вильямс, 2000. – 832 с.

133



133

СИНТЕЗ УПРАВЛЯЕМОЙ СИСТЕМЫ ВИБРОЗАЩИТЫ

С УСТРОЙСТВОМ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ДЕМПФИРОВАНИЯ

Янковский О. Г.1, к.т.н., доцент, Бат М. З.

2

1 – Одесская государственная академия технического регулирования и

качества, г. Одесса

2 – Белорусский государственный университет, г. Минск

Актуальность темы борьбы с вибрацией не вызывает сомнения. Особенно

данная задача актуальна в современном мире с его огромными скоростями и

повышенными требованиями к точности. Например, для прецизионных, высо-

коскоростных станков вибрация пагубно влияет на точность обрабатываемых

изделий и может приводить к их неравномерному нагреву, линейным деформа-

циям, растрескиванию и, в конечном итоге, к браку.

Поэтому особое значение приобретают методы и средства уменьшения

уровня вибрации.

Целью работы было проведение полного цикла проектирования управляе-

мой системой виброзащиты на основе магнито-жидкостного амортизатора

(МЖА).

Исследование включало следующие этапы:

1. Разработка функциональной схемы и подбор ее элементов.

2. Разработка математической модели системы.

3. Получения числовой информации о коэффициентах математической

модели.

4. Решение задачи устойчивости и точности САУ.

5. Анализ динамических свойств спроектированной САУ.

Система виброзащиты (рис. 1) включает в свой состав следующие элемен-

ты: объект виброзащиты, являющийся объектом амортизации (ОА) – платфор-

ма с грузом массой m ; датчик информации (ДИ); усилитель-регулятор (УР) и

исполнительный элемент, состоящий из упругого элемента и управляемого

магнито-реологического дросселя (МРД) с гидравлическим цилиндром (ГЦ);

устройство дополнительного демпфирования (УДД).

Рисунок 1 – Функциональная схема управляемой системы виброзащиты

Задачей системы виброзащиты является снижение перегрузок, действую-

щих на объект управления. Для решения этой задачи в качестве ДИ был выбран

измеритель линейных ускорений в виде акселерометра. УР в системе предна-

134



134

значен для усиления сигнала, поступившего с акселерометра и подачи его в об-

мотку электромагнита МРД. При этом следует иметь ввиду, что усилитель-

регулятор должен обеспечивать обратную пропорциональную зависимость

между входом и выходом, т.е. при максимальном сигнале на входе – минималь-

ный сигнал на выходе и наоборот.

Функциональная схема системы без УДД представлена на рис. 2.

Рисунок 2 – Функциональная схема системы без УДД

Разработанное УДД представляет собой классическое колебательное звено,

передаточная функция которого при учете масс неподвижной части демпфера

описывается выражением [1]:

122

ГЦГЦ

кTT

kW ,

где k – коэффициент усиления звена, ГЦT – постоянная времени гидроци-

линдра, – коэффициент демпфирования.

Таким образом, применение в составе системы виброзащиты устройства

дополнительного демпфирования эквивалентно включению в еѐ состав после-

довательного корректирующего звена.

Структурная схема системы виброзащиты была приведена к одноцепочеч-

ной и изображена на рис. 3.

Рисунок 3 – Структурная схема УСВ

В результате применения стандартных функций преобразования была по-

лучена передаточная функция замкнутой скорректированной системы:

31.42958.3761.62949.1095.4193.4

50101750

1 222

pppppp

p

pW

pWpW

кр

кр

кз.

Анализ свойств полученной системы был проведен в среде математическо-

го моделирования MatLAB.

На рис. 4 в одной системе координат приведены графики переходных про-

цессов существующей системы виброзащиты и системы, в которой применено

устройство дополнительного демпфирования в качестве корректирующего зве-

на:

135



135

Рисунок 4 – Переходные процессы в замкнутой САУ (1 – без коррекции,

2 – с коррекцией).

Сравнительный анализ этих графиков и полученных числовых значений

показателей качества позволяет сделать вывод о том, что применение в составе

системы управляемой виброзащиты УДД существенно улучшает качество ра-

боты данной системы – значительно уменьшается число колебаний, время ре-

гулирования уменьшается с 8,22 до 1,70 с, перерегулирование уменьшается на

35,40 %.

Была проведена оценка робастности рассматриваемой системы. Для их

определения были построены графики логарифмической амплитудно-частотной

характеристики (ЛАЧХ) и фазо-частотной характеристики (ФЧХ) системы без

коррекции и с корректирующим звеном (рис. 5):

Рисунок 5 – ЛАЧХ и ФЧХ разомкнутой САУ (1 – без коррекции, 2 – с коррек-

цией)

Результаты моделирования показывают, что запас устойчивости по ампли-

туде увеличился с 1,04 dB до 12,8 dB, а по фазе на 175 градусов.

Таким образом, проведенные исследования позволяют сделать вывод о

том, что применение в составе системы управляемой виброзащиты устройства

дополнительного демпфирования существенно улучшает временные параметры

работы данной системы, а также значительно повышает устойчивость ее работы.


1. Бесекерский В. А., Попов Е. П. Теория систем автоматического регулирова-

ния. – М.: Наука, 1975.

136



136

ПЕРЕХОПЛЕННЯ ДАНИХ ЗА ДОПОМОГОЮ RASPBERRY PI

Асабашвілі С. Д., аспірант ОДАТРЯ


м. Одеса

Важко уявити сучасний світ без комп‘ютерних технологій, які посідають

одне із провідних місць в людському житті. Резервування білетів, заказ їжі, лі-

ків, товарів та послуг можливо зробити не виходячи із дому через мережу Inter-

net і це тільки найпростіші операції сьогодення. Телеметричні дані, фінансові

транзакції, секретні переговори, персональна інформація кожного дня переда-

ються за допомогою глобальних та локальних мереж. Цінність інформації, яка

передається, навіть не потребує обґрунтування забезпечення її секретності.

Шифрування даних не являється панацеєю від повного захисту інформації, так

як використовуються методи, які позволяють обійти дані міри. Цікавим мето-

дом отримання інформації являється моніторинг мереж (sniffing). Метод базу-

ється на використанні всього 4 провідників технології 100Base-TX, 2 з яких ви-

користовуються для моніторингу вхідного трафіку, інші 2 для вихідного. Для

анонімного моніторингу використовується мікрокомп‘ютер Raspberry Pi

(рис. 1), який за допомогою GSM (3G) та SSH позволяє віддалено управляти

процесом та копіювати перехоплені пакети для подальшого аналізу, цим самим

мінімізуючи ризики викриття.

Рисунок 1 – Зовнішій вигляд мікрокомп‘ютера Raspberry Pi

Перехоплені дані (dump) зберігаються за допомогою утиліти tcpdump та

аналізуються в аналізаторі Wireshark.

137



137

Виходячи з результатів проведених тестів, всі перехоплені файли відкри-

ваються не залежно від їх типу, тільки з документами Microsoft Office бувають

складності, обумовлені їх структурою.

Якщо мова йде про бездротові мережі, то використовуються інші підходи,

але на тому ж Raspberry Pi. Одною з найпростіших атак є техніка фейкової точ-

ки доступу (рис. 2).

Рисунок 2 – Ілюстрація техніки фейкової точки доступу

Клієнтські пристрої підключаються до точки доступу з найвищим рівнем

сигналу, і якщо зробити клонування оригінальної точки, то клієнти підключать-

ся до фейкової. Для прискорення бажаного результату оригінальна точка дос-

тупу піддається деаутентифікації. Якщо використовується шифрування, то на

допомогу приходять SSL-mitm, ssl-strip, WPAD та інші інструменти, основною

ціллю яких є позбавлення від шифрованих протоколів або підміна сертифікатів.

Також ефективним способом перехоплення персональних даних виступає атака

на DNS маршрутизатора, при зміні адреси якого з‘являється можливість пере-

хопити дані для авторизації на будь-якому ресурсі.

Таким чином, на базі мікрокомп‘ютера RASPBERRY PI можливо здійснити

перехоплення даних майже будь-якої комп‘ютерної мережі. Безпека передачі

даних значною мірою залежить від захищеності протоколів та стійкості алгори-

тмів шифрування, а також, найважливіше, обачності користувачів.


1. С. Б. Мікрокомп‘ютер Raspberry Pi – інструмент дослідника: посібник. – К.:

2014. – 340 c.

2. Aamir Lakhani, Joseph Muniz Penetration Testing With Raspberry Pi - Packt Pub-

lishing, 2015. – 191 с.

3. Кулаков Ю. О. Комп‘ютерні мережі : підручник / Ю. О. Кулаков, Г. М.

Луцький / за ред. Ю. С. Ковтанюка. – К. : Видавництво «Юніор», 2005. –

400 с.

138



138

ТЕОРЕТИЧНІ ЗАСАДИ ПОБУДОВИ МОДЕЛІ СТРУКТУРИ

ЕКСПЕРТНОЇ СИСТЕМИ ЯКОСТІ КІБЕРФІЗИЧНИХ СИСТЕМ

Волков С. Л., к.т.н., доцент


м. Одеса

Починаючи з Ганноверського ярмарку 2011 року основним напрямом тех-

нічного розвитку світового співтовариства є концепція Індустрії 4.0 (Industrie

4.0): засіб підвищення конкурентоспроможності обробної промисловості через

створення інтелектуального виробництва (Smart Factory).

Основою концепції є складові сучасних технічних систем – кіберфізичні

системи (Cyber Physical Systems, CPS) – сукупність зв‘язаних комунікаціями

реальних і віртуальних компонентів, які інтегрують обчислюванні ресурси і фі-

зичні процеси що протікають в технічних системах і формують єдиний інфор-

маційний простір управління для забезпечення якості життя, продукції, проце-

сів та сервісів при заданих обмеженнях на час та ресурси. Однак, перший дос-

від впровадження та експлуатації промислових CPS показав відсутність дієвих

методів та засобів зведення і обробки великих обсягів різноманітної вимірюва-

льної інформації для ідентифікації та інтерпретації складних подій і критичних

станів системи, що призвело до появи потоків локальних відмов технологічного

і інфокомунікаційного обладнання.

Актуальність вирішуваної проблеми заснована на твердженні, що запропо-

нований єдиний підхід до визначення поточного стану та діагностики техніч-

них, зокрема кіберфізичних систем, який базується на синтезі та аналізі показ-

ників якості досліджуваної системи на всіх етапах її життєвого циклу з ураху-

ванням попередніх етапів, дасть змогу створення уніфікованих діагностичних

систем. Узагалі визначення стану і діагностика технічних систем є багатопара-

метричною і багатокритеріальною задачею що не формалізується, тому пропо-

нований підхід заснований на застосуванні експертних систем саме і призначе-

но для вирішень задач такого класу.

Введемо деякі новітні поняття і визначення. Експертна система якості

технічної (кіберфізичної) системи – це розподілена експертна система, метою

якої є вирішення завдання оцінки поточного стану, діагностики та прогнозу-

вання роботи досліджуваної системи на основі аналізу її показників якості. За-

гальна модель структури експертної системи наведена на рис.1.

В основі її побудови лежить теорія функціональних систем що була розро-

блена П. К. Анохіним на базі емпіричних досліджень стосовно вищої нервової

діяльності з метою пояснення формування поведінкового акту біологічних

об‘єктів. Запропоновані експертні системи в своєї суті є інтелектуальними сис-

темами, які можуть приймати рішення без участі людини, тобто здатні форму-

вати «поведінковий» акт, сенсом якого є вироблення відповідних рекомендацій.

Як видно із наведеної структурної схеми, у відповідності до свого призначення

експертна система складається з наступних функціональних систем:

139



139

Рисунок 1 – Загальна модель структури експертної системи

Функціональної системи моніторингу якості. «Поведінковим» актом си-

стеми є оцінка і фіксація у разі зниження якості одного чи декількох показників

якості, поточного стану досліджуваної технічної системи.

Функціональної системи діагностики. «Поведінковим» актом системи є

виявлення вузла чи елемента який знизив свої якісні показники, аналіз причин

які могли привести до виникнення цієї події та рекомендації щодо її усунення.

Функціональної системи прогнозування. «Поведінковим» актом системи є

прогноз щодо імовірного зниження якісного стану елемента чи вузла досліджу-

ваної системи та можливих наслідків щодо працездатності елемента, вузла і си-

стеми в цілому.

Функціональні системи формуються мережами якості – розподіленими

віртуальними мережами які створюються ситуаційно з метою формування від-

повідної реакції досліджуваної системи на зміну її якісного стану і забезпечу-

ють взаємозв‘язок показників якості поточного і попередніх етапів її життєвого

циклу.

Логічною топологією мережі якості є структура типа ієрархічна зірка що

представлена зв‘язним ациклічним графом у вигляді дерева (ліса) якості. Вуз-

140



140

лами (концентраторами) віртуальної мережі (вершинами графу) є показники

якості, з‘єднувальними лініями – інформаційний зв‘язок між показниками якос-

ті (ребра графу). Трафіком мережі є данні, які застосовуються при розрахунку і

оцінці показників якості та службова інформація щодо формування дерева (лі-

су) якості. Центральним концентратором мережі є структура прийняття рішень

і вироблення рекомендацій.

Фізична структура мережі якості може бути представлена у вигляді розпо-

діленої змішаної топології, яка буде повторювати топологію мереж та систем

(комп‘ютерних, інформаційних, нейронних тощо) що задіяні у формуванні її

логічної структури.

Наведені теоретичні засади побудови загальної моделі структури експерт-

ної системи якості є базою для подальших досліджень щодо уніфікації діагнос-

тичних систем технічних, зокрема промислових кіберфізичних систем.


1. Ястреб Н. А. Индустрия 4.0: киберфизические системы и интернет вещей //

Человек в технической среде: сборник научных статей. – Выпуск 2 / Мин-во

обр. и науки РФ, Вологод. гос.ун-т; под ред. Н. А. Ястреб. – Вологда: ВоГУ,

2015. – 143 с. – С. 136 – 141.

2. Edward Lee, Cyber Physical Systems: Design Challenges // University of Califor-

nia, Berkeley Technical Report No. UCB/EECS-2008-8б, January 23, 2008.

3. Мельник А. О. Кіберфізичні системи: проблеми створення та напрями ро-

звитку / А. О. Мельник // Вісник Національного університету «Львівська

політехніка». Комп‘ютерні системи та мережі. – 2014. – 806. – С. 154 –

161. – Режим доступу: nbuv.gov.ua/UJRN/VNULPKSM_2014_806_25.

4. Киселев М. И. «Индустрия 4.0»: некоторые проблемные вопросы /

М. И. Киселев, С. В. Новиков // Станкоинструмент. – 2016. – Вип. #2/2016. –

С. 42 – 46. – Режим доступа: www.stankoinstrument.su/journal/2016/2.

5. Анохин П. К. Теория функциональной системы.— «Биологические аспекты

кибернетики». М., 1962.

6. Анохин П. К. Принципиальные вопросы общей теории функциональных си-

стем / П. К. Анохин // Принципы системной организации функций. – М. :

Наука, 1973. – С. 5 – 61. – Режим доступа: www.intellectus.su/lib/00037.htm.

141



141

ОСОБЛИВОСТІ ПРОЕКТУВАННЯ СИСТЕМ ОБРОБКИ ІНФОРМАЦІЇ

ТА ПРИЙНЯТТЯ РІШЕНЬ

Шелуха О. О., аспірант, Юрчук А. О., к.т.н.

Національний авіаційний університет,

м. Київ

В наш час, при розробці складних технічних систем (СТС) необхідно, в пе-

ршу чергу, приділяти увагу етапу проектування, оскільки якісно створений

проект дозволить заощадити час та ресурси при моделюванні та виробництві

таких систем.

Проектування CТС являється багатоетапним процесом. Розв‘язання за-

вдання проектування СТС, особливо за комплексом критеріїв якості, зводиться

до складного ітераційного процесу і вимагає автоматизації з найширшим засто-

суванням електронних обчислювальних засобів. Для скорочення термінів прое-

ктування, підвищення якості розробки проектів ведуться інтенсивні роботи зі

створення автоматизованих систем наукових досліджень і проектування, що

дозволяють автоматизувати вирішення задач системного дослідження і функці-

онально-структурного проектування СТС подібно до того, як системи автома-

тизованого проектування вирішують окремі завдання технічного проектування.

При першому наближенні найбільш спрощена загальна блок-схема процесу

системного проектування зображена на рис. 1. На рисунку показані блоки, що

відповідають основним етапам проектування. Роботи починаються після отри-

мання від замовника технічного завдання (ТЗ) на розробку СТС і узгодження

його. Блок 1 – формулювання проблеми і постановка завдання (уточнення ці-

лей, призначень і завдань, що вирішуються системою, формулювання вихідних

даних, в тому числі щодо зовнішньої обстановки та середовища, обмежень, по-

будова системного графа цілей і завдань). Блок 2 – обґрунтування комплексу

показників якості, за якими оцінюються варіанти СТС. Блок 3 – побудова мож-

ливих варіантів системи. На цьому етапі виконується розробка логічної (симво-

лічної) схеми системи; схеми функціонування; морфологічних блоків згідно

підсистем та елементів; склад системи; алгоритми функціонування як системи в

цілому, так і окремих підсистем; попередня оцінка підсистем, можливих варіа-

нтів системи за структурою, інформаційному забезпеченню, керованості; вибір

варіантів для подальших досліджень. Блок 4 – визначення значень показників

якості, в тому числі критеріїв ефективності, необхідних для обґрунтованого ви-

бору проектного варіанту системи; розробка (при необхідності) відповідних ма-

тематичних моделей і дослідження системи. Блок 5 – системні дослідження:

вибір методу оптимізації; розробка алгоритму і програм дослідження; визна-

чення області ефективних варіантів (згідно Парето), і при необхідності – опти-

мального (компромісного) варіанту побудови системи. Блок 6 – етап прийняття

рішення апаратом головного конструктора та особи, що приймає рішення. На

основі аналізу ефективних варіантів, компромісного варіанту і близьких до ньо-

го, з урахуванням додаткових, раніше не врахованих факторів проводиться ана-

ліз на відповідність проектного зразка ТЗ. Якщо прогнозований виріб не відпо-

відає ТЗ, то з замовником узгоджується питання щодо допустимості зниження

вимог до СТС або приймається рішення про продовження дослідження з уточ-

142



142

ненням тих чи інших вихідних даних, структури, складу, основних параметрів.

Отримання ТЗ

1. Постановка

завдання

2. Обгрунтування

показників якості

3. Побудова

варіантів

4. Моделювання та

розрахунок

показників якості

5. Системні

дослідження

Визначення

оптимального

варіанту

6. Прийняття

рішення

Sопт

Рисунок 1 – Основні етапи функціонально-структурного проектування

З короткого переліку завдань, що підлягають розгляду на різних етапах си-

стемного проектування, видно, що для їх вирішення потрібні різноманітні рівні

абстрактного опису системи в цілому і її складових – підсистем, елементів з

урахуванням їх досить різноманітної фізичної природи. Умовно виділяються

наступні рівні абстрактного опису: лінгвістичний, логіко-математичний, інфор-

маційний, динамічний, евристичний. Вибір того чи іншого рівня опису визна-

чається особливістю вирішуваних завдань і в певній мірі підготовленістю і спе-

ціалізацією дослідника.

Необхідно також додати системний рівень описання процесу оптимізації

СТС, коли вирішується завдання вибору компромісного варіанту побудови сис-

теми за комплексом показників якості та оцінюється його відповідність задано-

му ТЗ.


1. Михалевич В. С. Вычислительные методы исследования и проектирования

сложных систем / В. С. Михалевич, В. Л. Волков – М. Наука. – 1982. – 280 с.

2. Большие технические системы: проектирование и управление /

Л. М. Артюшин, Ю. К. Зиатдинов, И. А. Попов, А. В. Харченко. Под ред.

И. А. Попова. – Харьков: Факт, 1997. – 400 с.

143



143

ЗАГАЛЬНІ ПРИНЦИПИ ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ ВІБРАЦІЇ

Лещенко О. І.1, к.т.н., доцент, Притуляк Е. М.

1,

Лещенко К. О.2, Янковський О. Г.

1, к.т.н., доцент

1 - Одеська державна академія технічного регулювання та якості

2 - Одеській національний політехнічний університет,

м. Одеса

Зменшення вібрації машин і виробничого обладнання, оздоровлення праці і

побуту людей набувають все більшого значення. Проблеми, пов‘язані з оцінка-

ми вібрації, стосуються як встановлення їх допустимих рівнів при впливі на

людину, так і характеристик вібрації, випромінюваних джерелами (гігієнічне та

технічне нормування). Питання гігієнічного нормування в даний час розроблені

досить добре. На відміну від цього, до останнього часу розробники і виробники

машин і устаткування проблем технічного нормування вібробезпечних машин,

на наш погляд, приділяли недостатньо уваги. Значним кроком вперед в цьому

напрямку є введення ряду державних стандартів системи безпеки праці, які ре-

гламентують вібраційні характеристики машин безпосередньо як джерела віб-

рації і зобов‘язують вносити цю характеристику в технічні умови, стандарти і

паспорти машин.

Дослідження процесів налагодження механічних приладів свідчить про не-

обхідність визначення параметрів вібрації. При цьому найчастіше досліджува-

лися амплітуда та частота вібраційних коливань. Однак, не найменшим параме-

тром є вектор напряму коливання, або вектор максимальної амплітуди.

Раніше нами вже було розглянуто контактні методи дослідження вібрато-

рів з застосуванням найбільш простого методу реєстрації вібрацій за допомо-

гою п‘єзоелектричних датчиків [1]. Реєстрацію переміщень при малих ампліту-

дах вібрацій проводять амплітудним методом по зміні вихідної потужності в

разі прохідної схеми включення резонатора або відображеної потужності, у ви-

падку застосування кінцевого включення. Недоліками цього методу вимірю-

вання є високі вимоги до сталості потужності, що підводиться до резонатора та

необхідність високої стабільності частоти збудження. В цьому способі реєстру-

ється зсув резонансної частоти, що можна зробити з дуже високою точністю.

Але такій спосіб стає ефективним тільки у разі великих амплітуд вібрацій.

В публікаціях [2] було запропоновано використання тензодатчиків. Крім

того розташування тензодатчиків на первинному перетворювачі – балці вико-

нувалося так, що давало змогу визначити вектор напряму вібраційних хвиль

найбільшої амплітуди. Так розташування на балці, як найменш двох тензодат-

чиків дозволяє виконувати стеження за амплітудою (та/або частотою) коливань

в двох взаємоперпендикулярних напрямах. Для збільшення напрямів, отриман-

ня багатовекторного контролю запропоновано конструкцію з більшим числом

датчиків. В тому числі запропоновано датчик, в якому безпосередньо тензопе-

ретворювач закріплюється на балці у спеціальний спосіб, що дозволяє отриму-

вати та визначати максимум амплітуди практично з будь якого напряму.

Такий спосіб застосування вимірювального перетворювача можна визна-

чити як диференційний, тому як використовується тільки узагальнена інформа-

ція від датчика. Такий спосіб вирішує ще одну важливу задачу. Це лінеаризація

характеристики датчика практично у всьому його робочому діапазоні. Для цьо-

144



144

го в конструкції датчика чутливі елементи виконуються попарно симетрично.

Для лінеаризації характеристики береться середньо квадратичне значення кож-

ної пари перетворювачів.

Раніше для цього пропонувалося використання додаткових приладів або

схемних рішень. Тут же з‘являється можливість отримання лінійної характери-

стики після першого перетворення. Такий спосіб дозволить значно спростити

подальші схеми обробки інформації, і, завдяки цьому, зменшити методичні по-

хибки. Також цікаво використання випадку, коли балка може бути створена у

вигляді перекрученого шестикутника на кожну грань якого закріплений тензо-

перетворювач, що дозволяє більш точно проводити вимірювання. Притому,

крок скрутки повинен дорівнювати ширині однієї грані. При такому розташу-

ванні тензоперетворювача і системному підході до знімання з них інформації,

отримана можливість з однаковою точністю зняття показань вібродатчика

практично з будь-якого напрямку – тобто багатовекторно. Обробка інформації

проводиться в програмованому контролері.

Попередні дослідження, що буди проведені у середовищі MatLAB, надали

результати, які наведено на рис. 1. Математичні функції перетворення описані у

попередніх виданнях [1, 2]. Дослідження напряму максимальної амплітуди віб-

рації датчика з чотиригранною балкою прямого типу з двома тензодатчиками

дало надто звичайні результати, крім того похибка визначення кута (напряму)

максимальної амплітуди склала майже 8,5°, при заданому куті 220°. (На рис. 1

не наведено). Результати більшої точності показали дослідження багатовектор-

ного тензодатчика. Тут було визначено напрям максимальної амплітуди датчи-

ка з восьмигранною балкою прямого типу (Рис. 1, а) та датчика з восьмигран-

ною балкою із закрученими гранями (Рис. 1, б) [2].

а) б)

Рисунок 1 – Моделювання роботи багатовекторного тензодатчика: а) діаграма

визначення напряму максимальної амплітуди датчика з вісім граною балкою

прямого типу та б) датчика з восьмигранною балкою зі закрученими гранями

145



145

Висновки

Запропоновані багатовекторні тензодатчикі дозволяють додати до звичай-

них параметрів вібрації вектор (напрям) максимальних пульсацій. В такий спо-

сіб багатовекторні датчики вібрації дозволяють з високою точністю визначити

причину виникнення (збільшення) вібрації приладу, що досліджується. Визна-

чення вектору вібрації корисно впливає на налагодження механізмів та прила-

дів, а простота конструкції дозволяє бути таким засобам більш доступними.


1. Лещенко О. И. Исследование вибрационных характеристик поверхностного

вибратора / О. И. Лещенко, И. И. Садковская // Тези доповідей IХ

Міжнародної науково-практичної конференції «Військова освіта і наука:

сьогодення та майбутнє» / за заг. редакцією В. В. Балабіна. – К.: – ВІКНУ,

2013. – 378 с.

2. Multivectorial differential transformers of vibration of the informative measuring

system / Лещенко О. І., Банзак О. В., Зборовська І. А., Садковськая І. І. Збір-

ник наукових праць Одеської державної академії технічного регулювання та

якості 2(5). Одеса, 2014. – С. 84 – 88.

3. Лещенко О. І. Методи вимірювання параметрів вібрацій / О. І. Лещенко,

І. І. Садковська, І. А. Зборовська // Технічне регулювання та якість: сучасний

стан, проблеми і перспективи: матеріали П‘ятої Всеукраїнської науково-

практичної конференції молодих вчених і студентів. Одеса, 20 – 21 травня

2014 р. – Одеса: ОДАТРЯ, 2014. – С. 162 – 163.

4. Фрайден Дж. Современные датчики: справочник / Дж. Фрайден. – М.: Тех-

носфера, 2005. – 152 с.

146



146

АКТИВНЫЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЙ В ИНТЕГРИРОВАННОЙ

ИНФОРМАЦИОННО – ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЕ ПОДГОТОВКИ

ПРОИЗВОДСТВА ШТАМПОВ

Клещѐв Г. М.1, к.т.н., доцент, Гривачевский А. Г.

2, к.т.н.,

Янковский О. Г.1, к.т.н., доцент, Папач И. В.

1, Гонтарь А. А.

1,

Волосюк С. Ф.1, Шкорупеев С. Д.

1

1 – Одесская государственная академия технического регулирования

и качества, г. Одесса

2 – Международная научная общественная организация «МАИТ»,

г. Минск, Республика Белорусь,

В стране существуют проблемы по производству штампов ХЛШ, в основ-

ном до 85% выполняемых вручную.

В тоже время в современном производственном процессе холодная листо-

вая штамповка (ХЛШ) является:

1. Одним из наиболее распространѐнных методов, который позволяет изго-

тавливать самые разнообразные по форме детали в короткие сроки с минималь-

ными затратами;

2. Перспективной, т. к. удельный вес штампуемых из листа деталей для ос-

новных отраслей промышленности составлял от 60 % до 85 %;

3. Необходимой, т. к. расширяется номенклатура холодноштампуемых де-

талей за счѐт труднодеформируемых, малопластичных металлов, сплавов и не-

металлических деталей;

4. Целесообразной, т. к. имеются сведения о тенденции перевода ряда про-

цессов литья и ковки на холодную листовую штамповку, что снижает вес дета-

ли на 50% и уменьшает расход металла до 70 %.

Штампы ХЛШ помимо того, что они являются особо сложным инструмен-

том, в тоже время являются наиболее стандартизованными и унифицированны-

ми, поэтому склонны к автоматизации (см. рисунок 1).

Рисунок 1 – Общий (прозрачный) вид особо сложного инструмента-штампа

и условный процесс создания деталей штампов

147



147

На рисунке 1 изображен штамп в «прозрачном» виде, для визуального

представления его сложности в сравнении с остальным инструментом: резцами,

сверлами, фрезами и т. д. В тоже время на рисунке показан условный процесс

создания деталей штампов: проектирование и управление изготовлением на

гибком производственном модуле при помощи ЭВМ.

На рисунке 2 показан инструмент – сверло для сравнения с особо сложным

инструментом-штампом.

Рисунок 2 – Сверло в процессе обработки детали штампа

Таким образом, вышесказанное приводит к выводу о необходимости даль-

нейших исследований и проведения экспериментальных работ в области авто-

матизации проектных работ, изготовления деталей штампов и активным мето-

дом измерений [1-3].

В настоящее время большое внимание уделяется надежности и качеству

выпускаемой продукции, а повышение точности обеспечивает надежность и

качество.

Одна из основных проблем – это неточность измерений и малая автомати-

зация при измерениях, что снижает качество деталей штампов.

Цель работы – повышение эффективности, качества и точности изготовле-

ния деталей штампов на основе новых научных методов, моделей, активного

лазерного контроля на базе интегрированной информационно-измерительной

системы автоматизации подготовки производства штампов (ИИС АППШ) с ис-

пользованием штамп-полуфабрикатов, что обеспечит создание безлюдной, без-

бумажной, конкурентоспособной системы.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие ос-

новные задачи:

1. Осуществить постановку задачи на базе разработанного интегрирован-

ного промышленного комплекса (ИПК) для функционирования в его среде

ИИС АППШ.

2. Разработать и исследовать адаптивную модель, учитывающую неопре-

деленность – изменяющиеся производственные условия.

3. Осуществить лазерный контроль на спецстанке с активной обратной

связью.

4. Создать структурную и математическую модели «новой технологии»

для автоматизации подготовки производства штампов.

5. Осуществлять и далее опытно-промышленное внедрение и внедрение в

148



148

учебный процесс.

Активным методом измерений размеров деталей с использованием лазер-

ных приборов и корректировкой износа режущего инструмента в работах авто-

ров [1, 4] охвачены основные операции механической обработки: токарные,

фрезерные и круглошлифовальные.

Выводы

На основании многосторонних разработок и исследований, проводимых по

данной тематике решены и решаются научно-технические проблемы связанные

с повышением эффективности, качества, надежности и конкурентоспособности

штамповой оснастки, с сокращением сроков подготовки производства. Актив-

ный метод измерений и корректировки износа инструмента с использованием

лазерных приборов в среде ИИС АППШ позволит осуществить их внедрение на

государственном предприятии «Одесский авиационный завод» и на авиацион-

ных предприятиях эксплуатирующих продукцию завода, а также в других от-

раслях Украины и за рубежом.


1. Клещов Г. М. Активный метод безконтактного измерения лазерными прибо-

рами и корректировка износа инструмента в процессе обработки деталей

штампов / Г. М. Клещев, О. В. Грабовский, О. Г, Янковский // Вимірювальна

та обчислювальна техніка в технологічних процесах. – Хмельницький, 2016.

– Вип. 2. – С. 46-50.

2. Клещов Г. М. Адаптивна наскрізна комп‘ютерна технологія управління під-

готовкою виробництва та виготовлення деталей штампів на базі штамп-

напівфабрикатів/ Г. М. Клещов. – Одеса. // Під загальною редакцією доктора

технічних наук, професора Л. В. Коломійця. – 2010. – 283 с.

3. Патент 48027 Україна (UA), МПК, B21D 22/02 (2006.01). Метод інтегрованої

наскрізної підготовки виробництва та виготовлення деталей штампів / В. П.

Квасніков, Л. В. Коломієць, Г. М. Клещов та ін.; заявл. 27.07.2009; опубл.

10.03.2010, бюл. 5.

4. Клещев Г. М. Лазерные средства измерения активного контроля инструмента

штампов холодной листовой штамповки / Г. М. Клещев, А. Г. Биличенко и

др. // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах. –

Хмельницький, 2015. – Вип. 1. – С. 204-208.

5. Kolomiez L., Kleschev G. Active method of measuring with the use of laser

devices on basis of the integrated adaprive through system automations hrjductions

of stamps // Metallurgical and Mining Industry, 8, (2015). – Pages 16-18. –

ISSN 20760507, ISSN (Print) 20788312. Available at:

http://www.metaljournal.com.ua/assets/Journal/english-edition/MMI_2015_8/

003Kolomiets.pdf

149

http://www.metaljournal.com.ua/assets/Journal/english-edition/MMI_2015_8/%20003Kolomiets.pdf

http://www.metaljournal.com.ua/assets/Journal/english-edition/MMI_2015_8/%20003Kolomiets.pdf



149

ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОТИ ОДНОГІРОСКОПНОГО ГРАВІМЕТРА ПІД

ВПЛИВОМ ГРАВІТАЦІЙНИХ АНОМАЛІЙ

Безвесільна О. М.1, д.т.н., професор, Коваль А. В.


Коваль Т. Л.3, к.ф.-м.н., доцент,

1 – Національний технічний університет України «КПІ ім. І. Сікорського»

2 – Житомирський державний технологічний університет

3 – Житомирський національний агроекологічний університет

Постановка проблеми. Відомо про зростаючі сучасні вимоги щодо точно-

сті систем орієнтації та навігації, серед яких суттєве значення мають гіроскопі-

чні системи [1, 2, 3]. Очевидна зростаюча чутливість таких систем до природно

існуючих аномалій поля Земного тяжіння. Тому є важливим дослідження впли-

ву цих аномалій (варіацій) на параметри руху гіроскопа. Зрозуміло, що дослі-

джувати цю проблему доцільно на основі повної системи диференціальних рів-

нянь руху гіроскопа, яка є нелінійною. Оскільки провести таке дослідження

аналітичними методами неможливо, то пропонується використати чисельні ме-

тоди.

Аналіз сучасних досліджень. На даний момент існує численна література

в області методів і засобів вимірювання аномалій прискорення сили ваги за до-

помогою одногіроскопних гравіметрів. Сучасні вимоги до побудови таких сис-

тем [1, 8, 9] потребують підвищення точності 1 мГл і менше. Для вирішення

цього розробляється повна математична модель руху одногіроскопного граві-

метра.

Мета роботи – запропонувати і отримати математичну модель руху незба-

лансованого трьохосьового гіроскопа на рухомій основі та математичну модель

аномалій поля Земного тяжіння й на синтезі цих моделей провести дослідження

сформульованої проблеми. Дослідити вплив збурень при різних конструктив-

них параметрах гіроскопа.

Рівняння руху гіроскопа на рухомій основі. Розглянемо трьохосьовий гі-

роскоп, схема якого представлена на рис. 1.

Рисунок 1 – Трьохосьовий гіроскоп Рисунок 2 – Системи координат

Тут Oxyz – система координат зв‘язана з основою, на якій розміщено гіроскоп.

Oz – співпадає із віссю зовнішнього кільця гіроскопа. 1 1 1Ox y z – система коор-

150



150

динат зв‘язана із зовнішнім кільцем, вісь 1Oy перпендикулярна площині зовні-

шнього кільця; її положення відносно Oxyz визначається одним кутом .

2 2 2Ox y z – система координат зв‘язана із внутрішнім кільцем; 2Oy – вісь обер-

тання ротора. Положення внутрішнього кільця відносно зовнішнього визнача-

ється кутом між віссю обертання ротора та нормаллю до зовнішнього кільця

(рис. 1).

Оскільки основа розглядається рухомою, то її орієнтацію будемо задавати

кутами Ейлера , , відносно системи координат O , яка поступально

рухається в інерційному просторі. Ці кути залежать від руху основи, тому розг-

лядаються як відомі функції часу. Крім того вважається відомою швидкість ру-

ху основи 0v відносно O .

Для отримання кінематичних співвідношень, необхідних для складання рі-

внянь руху гіроскопа, скористаємось рис. 2, де зображено введені прямокутні

праві системи координат та кути, які визначають їх взаємне положення.

Вісь 1О співпадає з перетином координатних площин О і хОу . Усі ду-

ги, що з‘єднують будь-які дві осі, є перетинами площин, утворених цими осями,

із поверхнею сфери деякого радіусу з центром у спільній точці О .

Кути між дугами вимірюються кутами між дотичними до цих дуг. Тоді для

обчислення косинусів кутів між осями будемо застосовувати відповідні форму-

ли сферичної тригонометрії [5].

Для складання рівнянь руху гіроскопа на рухомій основі застосуємо рів-

няння Лагранжа другого роду [3, 4] із узагальненими координатами: раніше

введеними кутами , та кутом обертання ротора

ii i

d T TQ

dt q q

,

де Т – повна кінетична енергія системи; iQ – проекції узагальненої сили по

узагальненим координатам 1q , 2q , 3q .

Для обрахунку повної кінетичної енергії гіроскопа треба знайти вектори

кутової та лінійної швидкості ротора, внутрішнього й зовнішнього кілець та

основи відносно інерційної системи координат O . Запишемо окремі скла-

дові вектора кутової швидкості.

Оскільки положення системи координат Oxyz відносно O визначаєть-

ся кутами Ейлера , , , то вектор її кутової швидкості дорівнює: 0 0 0n z ,

де вектор 0n направлено по лінії вузлів 1О .

Система координат 1 1 1Ox y z зв‘язана із зовнішнім кільцем (рис. 1), її поло-

ження відносно Oxyz визначається одним кутом . Тому кутова швидкість зо-

внішнього кільця відносно основи дорівнює 01 z .

Система координат 2 2 2Ox y z зв‘язана із внутрішнім кільцем (рис. 1), її по-

ложення відносно 1 1 1Ox y z визначається одним кутом – кутом між нормаллю

до зовнішнього кільця та віссю ротора. Тоді її відносна кутова швидкість дорів-

нює

151



151

012 x .

Оскільки – кут повороту ротора, то вектор його кутової швидкості дорі-

внює 0

23 y .

Гіроскоп представляє собою систему трьох тіл: зовнішнього та внутріш-

нього кілець і ротора. Тоді кінетична енергія гіроскопа дорівнює сумі кінетич-

них енергій цих тіл: Тз , Тв , Тр :

Тг Тз Тв Тр .

Розглядаючи кожен елемент гіроскопа як абсолютно тверде тіло із

зв‘язаною системою координат орієнтованою за головними моментами інерції,

застосуємо наступну формулу для обчислення кінетичної енергії [2, 4] 2

00

2об c

M vT T M v u

, (1)

де 2 2 2

2 обТ А х В у С z Ω Ω Ω – подвійна кінетична енергія обертального

руху тіла маси М ; 0v – вектор швидкості початку зв‘язаної системи координат

відносно інерційної системи; cu – вектор відносної швидкості центра маси тіла в

інерційній системі; А , В , С та xΩ , yΩ , zΩ – головні моменти інерції тіла та

складові його кутової швидкості відповідно по осям абсцис, ординат і аплікат.

Для обчислення Тз , Тв , Тр знайдемо абсолютні кутові швидкості 1 , 2 ,

3 кожного із них:

0 0 01 1 n z ;

0 0 0 012 1 2 n z x ;

0 0 0 0 01 23 2 3 n z x y .

Тоді кінетичні енергії Тз , Тв , Тр (з урахуванням проекцій 1 , 1 , 1 )

складових гіроскопа згідно із (1) набудуть виду:

1 1 1

2 2 2 20 0

1 11 1 1

2 2x y z cзTз Aз Bз Cз Mз v v u

,

2 2 2

2 2 2 20 0

1 12 2 2

2 2x y z cвTв Aв Bв Cв Mв v v u

,

2 2 2

2 2 2 20 0

1 13 3 3

2 2x y z cрTр Aр Bр Cр Mр v v u

.

Приймемо наступні припущення:

1) центри мас зовнішнього та внутрішнього кілець знаходяться в точці О

перетину їх осей обертання;

2) центр маси ротора в зв‘язаній системі має координати 0, ,0cy .

В сформульованих припущеннях 0сз свu u , а вектор 0v не залежить від

узагальнених координат , , . Тоді частину кінетичної енергії гіроскопічної

системи Т , яка залежить від узагальнених координат , , можна предста-

вити у вигляді

0об cpT T Mр v u (2)

152



152

де

1 1 1 2 2

2 2 2 2 211 1 1 2 2

2об x y z x yT Aз Вз Сз Aв Вв

2 2 2 2

2 2 2 22 3 3 3z x y zСв Aр Вр Ср

− кінетична енергія обертального руху гіроскопа.

Рівняння Лагранжа другого роду [3]

ii i

d T TQ

dt q q

з урахуванням (2) набудуть вигляду [2]

0cpоб об

ii i i

rT TdQ Mp w

dt q q q

, (3)

де враховано те, що Мр не залежить від узагальнених координат iq , iq .

Враховуючи те, що 1q , 2q , 3q , згідно із (13) знаходимо рівнян-

ня руху гіроскопа

2 03yBp H H const ,

1 1

1( ) ( ) ( 1 1 ) sin 2

2z ycf r Вв Св Ср

1 01 cos2 cosy

TH Q L

.

1 2 201 2 2x y zAв Ap Aв Ap Bв Cв Cp H Q L

В цих рівняннях: 2( ) sincf Сз Св Ср Вв Св Ср ;

1 2 01 2 cosобy y

TАз Вз Вв H

2 1 1 2

2 sin 1 1 2 .z x y xСв Ср Ав Ар

Q , Q , L , L – відповідно узагальнені сили та узагальнені сили інерції по

узагальненим координатам , в системі координат O .

Знайдемо складові L , L узагальненої переносної сили інерції (3). Для

цього, застосовуючи косинуси кутів між осями та матриці напрямних косинусів

виду xyzA , 1 1 1

xyzx y z

A , 1 1 1

2 2 2

x y z

x y zA , знайдемо cpr – радіус-вектор центра маси ротора в

системі координат O :

1 1 1

1 1 1 2 2 2(0 0)

T x y zxyz Txyz x y z x y z

c c c A A A yc .

Розкриваючи останній вираз, після спрощень отримуємо:

cos cos sin sin cos cos sin sin sin ;c l

cos sin sin cos cos cos sin cos sin ;c l

cos cos sin sin cos .c l

Тепер легко знаходяться координати векторів cpr , cpr .

153



153

Після цього запишемо складові L , L узагальненої переносної сили інер-

ції (3):

c c cL Mp w w w

;

c c cL Mp w w w

,

де w , w , w складові прискорення основи (початку Î ) в системі O – ві-

домі функції часу(в загальному випадку це можуть бути випадкові функції).

Знайдемо узагальнені сили Q , Q через віртуальну роботу [3]

A Q Q .

Кожну узагальнену силу можна представити у вигляді двох складових, які

відображають дисипативні та консервативні сили відповідно:

,Q Q Q ,

,Q Q Q .

, ;

,( )

якщо в’язке тертя

якщо сухе тертя.

bQ

M sign

, ;

,

( )якщо в’язке тертя

якщо сухе тертя.

bQ

M sign

Консервативні складові ,Q , ,Q узагальнених сил, обумовлені

зміщенням центра маси та силою земного тяжіння, мають наступні вирази:

cos sin sinQ l Mp g ;

cos cos sin sin cosQ l Mp g .

Рух основи визначається курсовою швидкістю V та курсовим кутом K .

Проекції кутової швидкості основи на осі системи координат Oxyz мають ви-

гляд [2, 3]:

Nx

V

R ; cosE

y L

VU

R ; sinE

z L L

Vtg U K

R ,

де cosNV V K ; sinEV V K ; 0

0

cost

L L

V Kdt

R

; 0L − широта точки по-

чатку відліку; U − кутова швидкість Землі.

Тоді кути Ейлера , , визначаються з наступної системи диференціа-

льних рівнянь:

1

,

,

.

cos sin

sin cos sin

cos

x y

x y

z

(4)

154



154

В другому рівнянні системи (4) є невизначеність при 0 . Розкриваючи

її знаходимо, що 0

lim x

.

Початкові умови системи (4) вибираємо нульовими.

В припущенні горизонтального польоту із сталою швидкістю та сталому

курсовому куті розв‘язок системи (4) дає майже лінійну залежність від часу.

Аномалії гравітації задаються вздовж маршруту у вигляді функції:

2 2

0 1

0 1

0 1

, ,

, ,

0 ,

1 ,

при

приg g

g g

дa t t a t t

g ge

t t t

g t g g

e t t t

де дg − довідникове значення прискорення; g − збурення гравітації; пt з , кt з

− початок та кінець дії збурення гравітації; 0a − визначає градієнт збурення.

Для параметрів гіроскопа [6] та різних значень g проведено моделюван-

ня, за допомогою Matlab [7], руху незбалансованого гіроскопа при зміщенні

центра ваги ротора 5ммl і 10ммl . Результати моделювання порівнювались з

відповідними параметрами, отриманими для довідникового значення приско-

рення дg .

Кути прецесії й нутації мають регулярну і коливальну складові, що відпо-

відає загальнотеоретичним результатам досліджень [3]. Тому регулярна скла-

дова виділялась шляхом ковзного згладжування [6]. Найбільш чутливим до

збурення гравітації є кут прецесії гіроскопа . Різниця кута прецесії отри-

маного при збуренні та довідниковій гравітації при зміщенні центра ваги рото-

ра 5ммl наведено на рис. 3, при 10ммl відповідно на рис. 4.

Рисунок 3 – Відхилення кута прецесії, зумовлені аномаліями збурень, при

5ммl , де з – різниця кута прецесії без збурення

155



155

Рисунок 4 – Відхилення кута прецесії, зумовлені аномаліями збурень, при

10ммl , 5ммl , де з – різниця кута прецесії без збурення

Значення збурень гравітації використовувались відповідно 1, 2, 3 мГл на

проміжку часу 10, 90 c .

На рис. 5 приведено залежності g від при різних інтервалах tз дії

збурення.

Рисунок 5 – Залежність g від

156



156

Висновки:

1. Отримано повну математичну модель руху гіроскопа.

2. Проведено дослідження впливу збурень гравітації на прецесійний рух

гіроскопа.

3. Виявлено пропорційну залежність між величиною збурень гравітації g

та на інтервалі t , та пропорційний ріст від g зі збільшенням t .

4. Виявлено, що збільшення зміщення центра ваги ротора призводить до

пропорційного збільшення впливу збурень гравітації.


1. Авіаційні гравіметричні системи та гравіметри: Монографія /

О. М. Безвесільна – Житомир: ЖДТУ, 2007. – 604 с.

2. Лунц Я. Л. Введение в теорию гироскопов / Я. Л. Лунц. – М.: Наука, 1972. –

297 с.

3. Павловский М. А. Теория гироскопов / М. А. Павловский. – Киев: «Вища

школа», 1986. – 303 с.

4. Бухгольц Н. Н. Основной курс теоретической механики. Ч.2 / Н. Н. Бух-

гольц. – М.: Наука, 1966. – 332 с.

5. Бронштейн И. Н. Справочник по высшей математике. / И. Н. Бронштейн,

К. А. Семендяев. – М.: Наука, 1981. – 718 с.

6. Інтегруючий гіроскопічний гравіметр авіаційної гравіметричної системи:

дис. канд. техн. наук : 05.11.01 / Добржанський Олександр Олексійович. –

Житомир, 2008. – 272 с.

7. Дьяконов В. П. MatLab 6.5 SP1 / 7.0 Simulink 5/6 Основы применения /

В. П. Дьяконов. –М.: СОЛОН-Пресс, 2005. – 800 с.

8. Modern Inertial Technology Navigation, Guidance, and Control Second Edition /

A. Lawrence – New York Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 1998. – 279 p.

9. Introduction to Modern Navigation Systems / E. Bekir – Singapore: World

Scientific Publishing Co. Pte. Ltd., 2007. – 255 p.

157



ОПТИМІЗАЦІЯ АЛГОРИТМУ ОПИТУВАННЯ ДАВАЧІВ

НАВІГАЦІЙНОЇ СИСТЕМИ МОБІЛЬНОГО РОБОТОТЕХНІЧНОГО

КОМПЛЕКСУ В АНАЛОГОВОМУ ІНТЕРФЕЙСІ

Рудик А. В., к.т.н., доцент

Національний авіаційний університет,

м. Київ

Вступ. В системі керування мобільного робототехнічного комплексу

(МРТК) один давач може брати участь у формуванні керуючої дії для декількох

виконавчих пристроїв, а сигнал, що подається на виконавчий пристрій, може

залежати від сигналів декількох давачів. Така структура побудови системи ке-

рування МРТК не дозволяє використовувати традиційні способи визначення

потрібних частот дискретизації [1, 2]. Крім того, програми вводу-виводу сигна-

лів в системі керування через інтерфейсну шину також накладають свої додат-

кові вимоги на значення частот дискретизації. Тому значення частоти дискрети-

зації аналогових сигналів давачів та виконавчих пристроїв в системах керуван-

ня МРТК мають вибиратися з обов‘язковим врахуванням структури системи.

Метою статті є оптимізація алгоритму знаходження підсумкової частоти

дискретизації сигналів п давачів МРТК, які формують сигнал керування для m

виконавчих пристроїв.

Аналоговий інтерфейс системи керування вводить інформацію від п дава-

чів. Сигнал кожного давача в загальному випадку має власну частоту дискрети-

зації nif Дi ,,2,1, , яка визначається частотними властивостями давача, до-

пустимою похибкою дискретизації-відновлення та порядком відновлюючого

полінома [3], при цьому можна виділити давачі з min.ДiHf та max.ДiHf . Набір з п

давачів характеризується мінімальною сумарною частотою дискретизації

.1

n

iДiHД ff (1)

Сумарна частота дискретизації (1) фактично є тактовою частотою роботи

аналогового інтерфейсу та визначає потрібну мінімальну швидкість вводу ін-

формації в цифровій системі контролю та керування [3]. Циклом опитування

давачів є часовий інтервал ЦТ , протягом якого будуть прийняті цифрові сигна-

ли від усіх давачів. Тривалість циклу опитування визначається частотою опиту-

вання сигналу давача з мінімальною частотою min.ДiHf , при цьому під час цик-

лу опитування цей давач буде опитаний тільки один раз, тобто

.1

min.ДiHЦ

fТ (2)

Якщо частоти дискретизації всіх давачів однакові, тобто

max.min. ДiHДiH ff , (3)

то алгоритм вводу інформації є циклічним. Якщо умова (3) не виконується, то

алгоритм вводу інформації є програмним, при якому кількість тактів опитуван-

ня в циклі l може значно перевищувати кількість давачів п:

Д

Ц

ДiHДДiH

Д

T

Т

fTf

fl

min.min.

1. (4)

158



Особливістю програмного опитування є те, що окремі давачі в циклі опи-

туються декілька разів, при цьому кількість опитувань і-го давача в циклі

min.ДiH

ДiHi

f

fl . (5)

При цьому необхідно виконати умову рівності il інтервалів опитування да-

вачів у циклі, а

n

iill

1

. (6)

При використанні програмного опитування можливим є додаткове збіль-

шення потрібної частоти вводу інформації в цифрову систему контролю та ке-

рування, що пов‘язано з двома процесами [4]:

- приведенням кількості опитувань в циклі до цілих чисел ( 1Дf );

- розміщенням програми опитування всередині циклу ( 2Дf ).

Реально кількість опитувань одного давача може бути тільки цілим чис-

лом. Якщо позначити це число , то співвідношення (5) можна записати так:

min.1

ДiH

ДiHi

f

fl , (7)

де оператор означає, що береться найближче більше ціле число.

Кількість тактів опитування в циклі 1l (на відміну від

l з (6)):

n

iill

111 . (8)

Це приводить до того, що частота роботи аналогового інтерфейсу для опи-

тування п давачів Дf

збільшиться у порівнянні з співвідношенням (1) до зна-

чення 1Дf:

n

iiДiHД lff

11min.1

. (9)

З співвідношень (7) та (9) можна отримати обмеження значення можливого

збільшення частоти опитування давачів в аналоговому інтерфейсі:

min.1 ДiHДД fnff . (10)

Імпульси опитування кожного давача в циклі мають бути розташовані че-

рез однакову кількість тактів, що можна записати як

,4,3,2,1,1

1 ii

i

qдеql

l. (11)

Якщо умова (11) не виконується, то окремі інтервали опитування всере-

дині циклу необхідно коригувати, що відбувається при збільшенні 2Дf . Про-

блема створення оптимальної програми опитування давачів в аналоговому ін-

терфейсі полягає в розв‘язанні комбінаторної задачі повного перебору усіх мо-

жливих варіантів. Однак навіть для невеликої кількості давачів такий підхід є

непридатним через велике обчислювальне навантаження та складне логічне

описання задачі.

Результати проведених досліджень показали, що спеціальне завищення

1il

159



значення частоти min.ДiHf дозволяє оптимізувати значення потрібної частоти

вводу інформації аналогового інтерфейсу після процедури приведення кількості

опитувань в циклі до цілих чисел, наближаючи її до . При реалізації такого

алгоритму необхідно збільшувати значення min.ДiHf з деяким визначеним кро-

ком, однак штучне завищення min.ДiHf суттєво змінює величину відношення

Д

Д

f

f

1. В таблиці 1 наведений приклад розрахунку частоти дискретизації 1Дf

для навігаційної системи МРТК з сімома давачами (по три акселерометри та

гіроскопи за відповідними осями, а також висотомір) при різних значеннях

min.ДiHf [5]. Для розрахунків вважаємо, що частоти дискретизації давачів ма-

ють такі значення: ; ; ; ;

; ; .

Таблиця 1 – Результати розрахунку тактової частоти роботи інтерфейсу як

функції мінімальної частоти дискретизації давачів

minf ,

Гц

min

15

f

min

25

f

min

27

f

min

31

f

min

35

f

min

40

f

min

60

f Дf ,

Гц

1Дf ,

Гц Д

Д

f

f

1 l

1 15 1 2 2 3 3 3 4 233 270 1,159 18

2 15,5 1 2 2 2 3 3 4 233 263,5 1,131 17

3 16 1 2 2 2 3 3 4 233 272 1,167 17

4 16,5 1 2 2 2 3 3 4 233 280,5 1,204 17

5 17 1 2 2 2 3 3 4 233 289 1,24 17

6 18 1 2 2 2 2 3 4 233 288 1,236 16

7 19 1 2 2 2 2 3 4 233 304 1,305 16

8 20 1 2 2 2 2 2 3 233 280 1,202 14

9 30 1 1 1 2 2 2 2 233 330 1,416 11

10 60 1 1 1 1 1 1 1 233 420 1,806 7

На графіку рис. 1 показана залежність Д

Д

f

f

1 від minf , на якій можна виді-

лити мінімум відношення Д

Д

f

f

1. Оптимальні значення отримують при виборі

мінімальної частоти за умови

min0,5 1.

ДiHf f при і (12)

Параметри аналогового інтерфейсу, які відповідають цим мінімумам, вва-

жають потенційно близькими до оптимальних. В таблиці 1 ці варіанти minf ви-

ділені жирним шрифтом. Для прийняття рішення про оптимальний варіант не-

обхідно додатково розв‘язати задачу складання програми опитування для виді-

лених варіантів.

Дf

Гцf HД 151 Гцf HД 252 Гцf HД 273 Гцf HД 314

Гцf HД 355 Гцf HД 406 Гцf HД 607

160



Рисунок 1 – Залежність тактових частот інтерфейсу від значення мінімальної

частоти дискретизації давачів

Процедура розміщення програми опитування всередині циклу приводить

до збільшення частоти роботи аналогового інтерфейсу до 2Дf тому, що:

- відношення ii

ql

l1 не є цілим числом;

- при розміщенні необхідно імпульс опитування в програмі опитування

зміщувати з оптимального місця тому, що воно зайняте імпульсом іншого дава-

ча, який розподілявся раніше.

Для останнього варіанту 10 коефіцієнти 1

2

Д

Д

f

f

та

Д

Д

f

f

2 можна отримати

автоматично, тому що при циклічному опитуванні, якому відповідає такий ва-

ріант, програма опитування розподіляється в циклі без втрат, тобто 11

2

Д

Д

f

f.

Розв‘язок задачі розміщення програми опитування для варіантів 1 при

18l , 2 при 17l , 6 при 16l та 8 при 14l представлений на

рис. 2, а результати розміщення для цих варіантів – в таблиці 2.

З таблиці 2 виходить, що варіант 1 для задачі розміщення потребує збі-

льшення частоти опитування в 1.33 рази, варіант 2 – в 1.18 рази, варіант 6

– в 1.13 рази, а варіант 8 – в 1.14 рази.

Для варіантів 9 і 10 програма опитування розміщується без втрат,

тобто 11

2

Д

Д

f

f. Отримана в результаті розв‘язання задачі розміщення програм

всередині циклу інформація занесена в таблицю 3, де наведено виділені варіан-

ти.

На графіку (рис. 1) наведені загальні результати формування програми

опитування. Як видно з підсумкової залежності min1

2fF

f

f

Д

Д

, наявним є міні-

мум функції. Варіанти формування програми опитування, що знаходяться в зо-

ні цього мінімуму, будуть близькими до оптимальної.

161



Рисунок 2 – Розміщення імпульсів опитування для різних варіантів:

а) – варіант 1; б) – варіант 2; в) – варіант 6; г) – варіант 8

Таблиця 2 – Результати розміщення для різних варіантів розв‘язання задачі

опитування

д

авач

а

Потрібний інтервал

опитування давача в

тактах ii

ql

l1 для від-

повідного варіанту

Максимальний інтер-

вал опитування давача

в тактах max.iq для від-

повідного варіанту

Необхідне збільшення

сумарної частоти інтер-

фейсу в результаті

розв‘язання задачі роз-

міщення i

i

Д

Д

q

q

f

fmax.

1

2

1 2 6 8 1 2 6 8 1 2 6 8

7 4,5 4,25 4 4,67 5 5 4 5 1,11 1,18 1 1.07

6 6 5,67 5,33 7 6 6 6 7 1 1,06 1,13 1

5 6 5,67 8 7 6 6 8 7 1 1,06 1 1

4 6 8,5 8 7 8 9 8 8 1,33 1,06 1 1.14

3 9 8,5 8 7 12 9 9 7 1,33 1,06 1,125 1

2 9 8,5 8 7 12 10 9 8 1,33 1,18 1,125 1,14

1 18 17 16 14 18 17 16 14 1 1 1 1

З таблиці 3 та графіків рис. 1 можна зробити висновок, що оптимальності

варіантів 2 та 8 практично рівноцінні. Тому можна рекомендувати вибра-

ти варіант 8, який має меншу кількість імпульсів опитування (14 імпульсів)

та більш наочну програму розміщення імпульсів опитування всередині циклу.

В розглянутому варіанті 10 при використанні циклічного опитування

частота опитування в аналоговому інтерфейсі збільшується у порівнянні з виб-

раним оптимальним варіантом 8 у 1.806/1.37=1.318 рази, при цьому розкид

162



між minf та maxf невеликий і складає 4 рази. При великих значеннях розкиду

між minf та maxf частота опитування в аналоговому інтерфейсі при викорис-

танні циклічного опитування збільшується в рази у порівнянні з оптимальним

варіантом.

Таблиця 3 – Підсумкові значення варіантів розміщення програми опитування

minf

, Гц

min

15

f

min

25

f

min

27

f

min

31

f

min

35

f

min

40

f

min

60

f

Д

Д

f

f

1

l 1

2

Д

Д

f

f

Д

Д

f

f

2

1 15 1 2 2 3 3 3 4 1,159 18 1,33 1,541

2 15,5 1 2 2 2 3 3 4 1,131 17 1,18 1,335

6 18 1 2 2 2 2 3 4 1,236 16 1,13 1,397

8 20 1 2 2 2 2 2 3 1,202 14 1,14 1,37

9 30 1 1 1 2 2 2 2 1,416 11 1 1,416

10 60 1 1 1 1 1 1 1 1,806 7 1 1,806

Висновки. При програмному опитуванні тактова частота роботи аналого-

вого інтерфейсу значно вище частоти дискретизації, необхідної з точки зору

частотних властивостей давачів, похибки дискретизації-відновлення та умов

відновлення інформації, що обумовлюється такими факторами:

- відношення частот дискретизації давачів до їх мінімальної частоти дис-

кретизації не є цілими числами;

- відношення кількості імпульсів опитування в циклі до кількості імпульсів

опитування давачів не є цілими числами;

- при розміщенні програми опитування необхідно зсувати імпульси опиту-

вання тому, що поточний такт опитування вже зайнятий іншим давачем.

Штучне завищення мінімальної частоти дискретизації давачів дозволяє

отримати оптимальну програму опитування.


1. Баранов Л. А. Квантование по уровню и временная дискретизация в цифро-

вых системах управления. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 304 с.

2. Maheshwari R., Bharadia M., Gupta M. Multirate DSP and its technique to reduce

the cost of the analog signal conditionary filters // International Journal of Com-

puter Applications. – August 2010. – Vol. 4, 10. – P. 27 – 34.

3. Самойлов Л.К., Палазиенко А.А., Сарычев В.В., Ткаченко Г.И. Дискретиза-

ция сигналов по времени (практика, алгоритмы). Монография. – Таганрог:

Издательство ТРТУ, 2000. – 81 с.

4. Самойлов Л.К. Алгоритм оптимизации программы размещения команд опро-

са датчиков в аналоговом интерфейсе систем управления и контроля // Изве-

стия ЮФУ. Технические науки. – 2013. – 2 (139). – С. 162 – 168.

5. Рудик А.В. Використання медіанної та діагностичної фільтрацій в мобільних

робототехнічних комплексах для попередньої обробки сигналів // Збірник

наукових праць Одеської державної академії технічного регулювання

та якості. – 2016. – 1 (8). – С. 73 – 78.

163



163

ІНТЕЛЕКТУАЛЬНИЙ ВИСОКОТОЧНИЙ ТЕРМОАНЕМОМЕТРИЧНИЙ

ВИТРАТОМІР БІОПАЛИВА

Безвесільна О. М.1, д.т.н., професор, Черепанська І. Ю.


Сазонов А. Ю.2, к.т.н., доцент, Добржанський О. О.


1 – Національний технічний університет України «Київський політехніч-

ний інститут імені Ігоря Сікорського», м. Київ

2 – Житомирський державний технологічний університет,

м. Житомир

Сучасна світова тенденція економії природних паливних ресурсів стимулюють

пошук та використання альтернативних джерел енергії, одним з яких є біопаливо.

Очевидно, що вказане також обумовлює необхідність розвитку новітніх технічних

засобів обліку витрат, зокрема біопалива. Для цього пропонується використання так

званого інтелектуального термоанемометричного витратоміру (ІТАВ), до складу

якого входить нейропроцесор як елемент штучного інтелекту, який дозволяє забез-

печити компенсацію динамічних похибок і як наслідок підвищити точність вимі-

рювання ІТАВ 2, 3.

Принцип роботи пропонованого ІТАВ полягає у вимірюванні зміни темпера-

турного поля, що створюється спеціальним нагрівачем у потоці палива. Так як ви-

трати палива функціонально залежать від зміни температурного поля вздовж його

потоку. На рис. 1, а представлено блок-сему апаратної частини пропонованого

ІТАВ, на рис. 1, б – загальний вигляд апаратного комплексу ІТАВ.

4

9

8 10

1

2

3

2

1

4

l2

l11

2

3 56 7

Q

Qвим

Qвим 1 2 3

2 1

10 8

4

7 6 5 3

2

1

4

l1

l2

Q

9

а б

Рисунок 1 – Апаратний комплекс ІТАВ

Апаратна частина комплексу ІТАВ за рис. 1, а представлена високоточним ви-

тратоміром моторного палива з цифровою обробкою вимірювальної інформації, що

містить трубку 1 з потоком 2 моторного палива, нагрівач 3, джерело енергії 4, чут-

ливим елементом, що містить три термодатчики (перший – 5, другий – 6 та третій –

7), нейропроцесор 8, блок перемикачів 9 та ЕОМ 10.

Варто відзначити, що в реальних умовах експлуатації результат вимірювання

ІТАВ є функцією декількох величин, наприклад, температури навколишнього сере-

164



164

довища, електричних завад тощо. Найбільш суттєвим є вплив температури навко-

лишнього середовища [1], звести який до мінімуму можна шляхом застосування

цифрових методів перетворення та обробки інформації, які як відомо мають порів-

няно вищу точність, зокрема шляхом використання у складі пропонованого ІТАВ

АЦП та нейропроцесора.

Дійсна витрата пального визначається за виразом: 3600

дійсн

б

VQ

t

, л/год (1)

де V – контрольний об‘єм пального, вимірюваний по шкалі мірного бака, л;

бt – час заповнення контрольного об‘єму мірного баку, с.

Витрата пального виміряна ІТАВ визначається за виразом: 3600

n

б

Z a nQ

T l

, л/год (2)

або a n

Q Kl

, л/год (3)

де: K – масштабний коефіцієнт; Z – довжина окружності барабану реєструю-

чого пристрою, мм;

T – час одного оберту барабану, с; a – ціна імпульсу датчика,

л; n – кількість імпульсів напруги, наявних на ділянці запису довжиною l .

Похибка ІТАВ для кожного значення поточних витрат може бути визначена

наступним чином:

дійснQ Q Q (4)

Причинами похибки ІТАВ можуть бути похибки еталонних датчиків і термо-

датчиків ІТАВ, зміни об‘єму палива, зміни об‘єму мірного бака, вплив температури

біопалива та оточуючого середовища. Зокрема авторами експериментально встано-

влено, що при перепадах температури в 1оС і більше виникають похибки, які мають

суттєвий вплив на точність вимірювання витрат і які потрібно компенсувати. Зок-

рема при змінах в діапазоні температур C180...0 , похибка вимірювання ІТАВ скла-

дає 0,2%. 2.

Таким чином, можна зробити висновок, що зменшення похибки вимірю-

вання витрат біопалива пропонованим ІТАВ призводить до підвищення точнос-

ті вимірювання, що очевидно сприяє зменшенню витрат біопалива і підвищен-

ню експлуатаційних показників двигунів.


1. Кремлевский П. П. Расходомеры и счетчики количества / П. П. Кремлевский.

– Л.: Машиностроение, 1989. – 701 с.

2. Безвесільна О. М. Експериментальні дослідження інтелектуального високо-

точного термоанемометричного витратоміру біопалива / О. М. Безвесільна,

І. Ю. Черепанська, А. Ю. Сазонов, С. О. Нечай // Технологический аудит и

резервы производства. –2016. – 4/1(30). С. 22 – 26.

3. Пат. 90985 C2 Україна, МПК (2009) G 01 F 1/68. Високоточний витратомір

моторного палива з цифровою обробкою вимірювальної інформації / Безве-

сільна О. М., Ільченко А. В., Подчашинський Ю. О. Шавурський Ю. О.; зая-

вник і власник патенту Житомирський державний технологічний універси-

тет. – а 2009 10565; заявл. 19.10.09 ; опубл. 10.06.10, Бюл. 11.

165



165

ІНФОРМАЦІЙНО-ВИМІРЮВАЛЬНА СИСТЕМА ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

ЕФЕКТИВНОСТІ ФУНКЦІОНУВАННЯ ВІДНОВНИХ ДЖЕРЕЛ ЕНЕРГІЇ

Безвесільна О. М.1, д.т.н., професор, Сазонов А. Ю.


Гордійченко О. В.2, Богдановський М. В.

2

1 – Національний технічний університет України «Київський політехніч-

ний інститут імені Ігоря Сікорського», м. Київ


м. Житомир

В умовах складної економічної ситуації, браку енергоресурсів та загальносві-

тових тенденціях підвищення енергоефективності, збереження чистоти довкілля

актуальним є використання альтернативних та відновних джерел електроенергії [1 –

4]. Найбільш перспективним джерелом енергії є сонячна енергія, що в свою чергу

конвертується в електричну за допомогою сонячних панелей [1 – 4]. Останні мо-

жуть бути використані як поодиноко так і зібрані в батареї. Особливістю такого роз-

ташування є жорстко фіксоване положення площини сонячної панелі по відношен-

ню до Сонця, що обмежує ефективність їх використання. Одним із напрямків під-

вищення ККД є розташування площини сонячної панелі ортогонально сонячним

променям [4].

Метою даної роботи є розробка системи керування положенням сонячних па-

нелей для неперервної корекції кута нахилу їх площини відносно Сонця шляхом

застосування інформаційно-вимірювальної системи, враховуючи при цьому добо-

вий та річний рух Землі.

Досягнення вказаної мети забезпечується за рахунок контролю положення Со-

нця та корегування відповідно до нього розташування площини сонячних панелей в

режимі реального часу, використовуючи при цьому загальнодоступну елементну

базу для побудови інформаційно-вимірювальної системи [4].

Для реалізації даного методу розроблено пристрій з мікроконтролерною інфо-

рмаційно-вимірювальною системою (рис. 1), що містить чотири датчики освітлен-

ності (фоторезистори) (Rф1.1, Rф1.2, Rф2.1, Rф2.2), мікроконтролер (МК), аналогово-

цифровий перетворювач (АЦП), комутатор аналогових сигналів (КАС), виконавчий

механізм (ВМ), енкодер (Е), блок індикації (індикація) та блок вводу (клавіатура).

Рисунок 1 – Структурна схема розробленої інформаційно-вимірювальної системи

Принцип роботи системи полягає у наступному: при ввімкненні системи почи-

нається опитування датчика положення Сонця та визначення найбільш засвіченого

(в своїй парі) фоторезистора (R1_min, R2_min). Кількість світла, що потрапляє на чутли-

ву поверхню фоторезистора пропорційна його опору. Для комутації сигналів на

КАС необхідним є подача мікроконтролером, по шині адреси, кодової послідовнос-

Датчик положення Сонця

Rф1,1

Rф1,2 Rф1,4

Rф1,2

КАС АЦП МК

Блок індика-

ції

Клавіатура

ВМ Е

166



166

ті, що змістовно означає порядковий номер фоторезистора (Rфn), який необхідно

опитати. Значення опору фоторезистора в даний момент часу t за допомогою АЦП

перетворюється в цифровий вигляд і обробляється мікроконтролером. Таким чином,

мікроконтролер почергово змінює адресу порту КАС, що під‘єднаний до АЦП.

Вказаний датчик складається з двох пар фоторезисторів, що розміщені на різ-

них сторонах сонячної панелі. Потрапляння світла на світлочутливу поверхню фо-

торезистора призводить до зменшення опору Rф, що включено у вимірювальну мос-

тову схему. Зменшення опору Rф призводить до розбалансування вимірювального

моста і як наслідок до появи сигналу на його виводах. Аналогічне стосується інших

фоторезисторів. Порівняння сигналів розбалансування вимірювальних мостів вико-

нується за наступним виразом:

( 1 2) 1 2ф ф ф фU U U , (1)

де Uф1 – сигнал з першого вимірювального моста в парі;

Uф2 – сигнал з другого вимірювального моста в парі;

UΔ(ф1ф2) – результат порівняння (різниця сигналів).

Сигнал розбалансування дозволяє виконати корекцію кута нахилу площини

сонячної поверхні відносно променів сонця. Корекція виконується на основі інфор-

мації про знак та величину сигналу розбалансування. Таким чином, при отриманні

додатного значення UΔ(ф1ф2) виконується поворот сонячної панелі в сторону Rф1.1 на

кут, що пропорційний величині UΔ(ф1ф2), а при від‘ємному значенні UΔ(ф1ф2) – в сто-

рону Rф1.2. Якщо, в результаті порівняння за (1) UΔ(ф1ф2) = 0, то це свідчить про одна-

кову освітленість крайніх фоторезисторів, тобто площина сонячної панелі є ортого-

нальною сонячним променям, що забезпечує максимальну ефективність роботи

електростанції. Контроль остаточної корекції положення сонячної панелі викону-

ється за зворотнім зв‘язком. Роль контролюючого пристрою в системі відіграє енко-

дер (Е), що генерує кодову послідовність імпульсів в залежності від відпрацьовано-

го серводвигуном кута.

На основі структурної схеми рекомендовано використання наступної апаратної

реалізації (рис. 2).

Рисунок 2 – Схема електрична принципова розробленої інформаційно-

вимірювальної системи

167



167

Обчислювальним центром даної апаратної реалізації став мікроконтролер

ATmega 8. Його використання спричинене низьким енергоспоживанням, можливіс-

тю під‘єднання всієї необхідної периферії і невисокою вартістю [6]. Не зважаючи на

те, що мікроконтролер має вбудований АЦП під‘єднаний на один з трьох 8-бітних

портів [6] в схемі задіяно мультиплексор з міркувань економії ліній вводу/виводу

мікроконтролера для почергової комутації датчиків освітлення (фоторезисторів) [5],

оскільки окрім 4 датчиків необхідно задіяти один вхід для підключення клавіатури.

Мультиплексор має адресні входи (на схемі A0 – A2) на які МК подає 3-х бітне чис-

ло для комутації одного обрання який саме з 8 портів мультиплексора буде скомуто-

ваний на порт МК PC4 [5]. Дисплей під‘єднано з використанням 4-ох провідного

режиму для економії портів [8].

До МК підключено кварцевий резонатор з частотою 16 мГц для підвищення

швидкодії останнього, оскільки вбудований має частоту 8 мГц [6].

Мікросхема USB-UART конвертора задіяна для подальшого оновлення про-

грамного забезпечення у разі потреби [5]. На схемі присутній USB роз‘єм Х1,

під‘єднаний до цієї мікросхеми.

Кнопка RESET реалізована на випадок непередбачених ситуацій, коли може

виникнути потреба апаратно перезавантажити МК [8].

Кнопки керування працюють наступним чином: через певний опір кожна з

кнопок під‘єднана до одного аналогового порту і до 5 В, при натисканні кнопки на

сусідньому з нею резисторі відбудеться спад напруги і МК виміряє певне значення

напруги, що програмно присвоєне певній кнопці [6].

Мікросхема LM338 забезпечує стабільне живлення схеми напругою 5 В [9].

Блок вимірювання напруги працює наступним чином: вимірювальний міст

під‘єднано до джерела напруги, яку потрібно виміряти, цей міст зменшує вимірю-

вану напругу до напруги від 0 до 5 В (МК може вимірювати напругу максимум 5В)

[6, 11].

На схемі фоторезистор є виносним елементом, що кріпиться в відповідно-

му місці на сонячній панелі тому він підєднується до вимірювального мосту з

використанням 2-х контактного штирьового роз‘єму Х3 [10].

Серводвигун є виносним елементом. Тому він приєднується до схеми за

допомогою 3-х контактного штирьового роз‘єму Х2.

Розрахунок параметрів вимірювального мосту є загальноприйнятим та на-

ведено у [20, 21]:

2 34

1

R RR

R

,

(2)

де R1,2,3,4 – опори в складі вимірювального мосту.

Висновки. Розроблена система дозволяє підвищити продуктивність електрос-

танції за рахунок використання інформаційно-вимірювальної системи та автомати-

зованого керування положенням сонячних панелей в режимі реального часу. Запро-

понована система не потребує суттєвої модернізації існуючих електростанцій, що в

свою чергу робить її економічним рішенням при модернізації вже існуючих систем

промислового масштабу.

168



168


1. Актуальные вопросы нетрадиционной энергетики и энергоснабжения: Энер-

госнабжение и экология. – Одесса: Банто, 2000. – 92 с.

2. Бурячок Т. О. Електроенергетика та охорона навколишнього середовища.

Функціонування енергетики в сучасному світі / Т. О. Бурячок, З. О. Буцьо,

Г. Б. Варламов – К.: НТУУ «КПІ», 2010.

3. Сазонов А. Ю. Автоматизація керування положенням сонячних панелей як

шлях підвищення ефективності сонячних електростанцій / А. Ю. Сазонов, О.

В. Гордійченко // Тези доповідей VIII Міжнародної науково-технічної кон-

ференції «Інформаційно-комп‘ютерні технології – 2016» (22–23 квітня 2016

р.). – Житомир : ЖДТУ, 2016. – С. 149 – 150.

4. Еремин Л. М. О роли локальных генерирующих источников небольшой

мощности на рынке электроэнергии / Л. М. Еремин Энергетик. – 2003. –

3. – С. 22 – 25.

5. ADG4081 datasheet [Електронний ресурс]. – Режим доступу:

http://www.datasheetarchive.com/ADG4081-datasheet.html.

6. ATmega 8 datasheet [Електронний ресурс]. – Режим доступу:

http://www.atmel.com/images/atmel-2486-8-bit-avr-microcontroller-

atmega8_l_datasheet.pdf.

7. FT232 datasheet [Електронний ресурс]. – Режим доступу:

http://www.ftdichip.com/Products/ICs/FT232R.htm.

8. HD44780 datasheet [Електронний ресурс]. – Режим доступу:

https://www.sparkfun.com/datasheets/LCD/HD44780.pdf.

9. LM338 datasheet [Електронний ресурс]. – Режим доступу:

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm338.pdf

10. Photoresistor GL55 datasheet [Електронний ресурс]. – Режим доступу:

http://akizukidenshi.com/download/ds/senba/GL55%20Series%20Photoresistor.

pdf.

11. Wheatstone Bridge [Електронний ресурс]. – Режим доступу:

http://www.electronics-tutorials.ws/blog/wheatstone-bridge.html.

169

http://www.atmel.com/images/atmel-2486-8-bit-avr-microcontroller-atmega8_l_datasheet.pdf

http://www.atmel.com/images/atmel-2486-8-bit-avr-microcontroller-atmega8_l_datasheet.pdf

https://www.sparkfun.com/datasheets/LCD/HD44780.pdf

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm338.pdf



ПЕРСПЕКТИВИ ВИКОРИСТАННЯ РАДІОЛОКАЦІЙНОГО

ВИМІРЮВАЛЬНОГО ПРИСТРОЮ ДЛЯ УДОСКОНАЛЕННЯ

ПАРАШУТНО-РЕАКТИВНОЇ СИСТЕМИ

Адамов Ю. І.1, Дяченко О. Ф.

2, к.т.н., с.н.с.

1 – Військова академія,

2 – Одеська державна академія технічного регулювання та якості,

м. Одеса

Одним з можливих шляхів вдосконалення сучасних однокупольних пара-

шутно-реактивних систем (далі ПРС) десантування бойових машин є заміна

механізму ввімкнення гальмівної реактивної системи.

Існуючий варіант десантної системи комплектується (зазвичай) двома щу-

пами, що ініціюють запуск гальмівної системи внаслідок механічного контакту

з поверхнею землі (або іншою перешкодою). Довжина щупів виставляється пе-

ред десантуванням з урахуванням як маси бойової машини, так і температурних

умов – температур атмосферного повітря та пороху реактивної гальмівної сис-

теми. Основними недоліками цієї системи є неможливість точного встановлен-

ня температури повітря в момент десантування, неможливість врахування ная-

вності та потужності висхідних потоків повітря, висока ймовірність похибки у

визначенні повної маси бойової машини перед десантуванням та інші, в тому

числі й необхідність заміни щупів після десантування.

Значна частина перелічених проблем може бути усунена заміною механіч-

них висотомірів(щупів) – висотоміром на базі електромагнітних хвиль (оптич-

ного або радіодіапазону). Наявність такого швидкодіючого висотоміру дозволяє

не тільки визначати поточне положення бойової машини під час парашутного

спуску, але й визначати швидкість знижування. Швидкість знижування є одним

з основних параметрів, що визначають оптимальну висоту ввімкнення реактив-

ної гальмівної системи (наряду з масою машини та параметрами гальмівної си-

стеми, в т. ч. температурою пороху).

Застосування дистанційного висотоміру під час знижування дозволяє,

шляхом прямого вимірювання швидкості знижування, повністю позбавитись

від необхідності визначення температури атмосферного повітря (яка грає роль у

визначенні швидкості знижування), а також частково нівелювати важливість

точності визначення іншого параметра – маси бойової машини.

Маса машини з ПРС впливає як на значення швидкості знижування, так і

на динаміку гальмування після ввімкнення реактивної системи, тому не може

бути повністю виключена з розрахунку. Тим не менш, похибки у визначенні

польотної маси машини призводитимуть до значно менших похибок у визна-

ченні оптимальної висоти початку гальмування, якщо швидкість знижування

буде відома з прямих вимірювань.

При цьому висотомір повинен забезпечувати високу точність визначення

висоти над землею та швидкості знижування, бути стійким до наявності туману

та задимлення, забезпечувати високу швидкість роботи, достатню для точного

ввімкнення гальмівної системи.

Лазерні висотоміри, що забезпечують високу точність визначення відстані,

не є стійкими до наявності туману, задимлення, дощових крапель та інших по-

170



дібних атмосферних явищ. Тому вони є поганими кандидатами для самостійної

заміни щупів.

Прилади радіохвильового діапазону є значно стійкішими до перелічених

перешкод і, в залежності від обраного діапазону довжин хвиль, можуть омина-

ти листя і гілки дерев та інші подібні перешкоди.

Для забезпечення вертикальної швидкості приземлення у встановленому

нормами діапазоні 0-5 м/с далекомір повинен забезпечувати високу частоту ви-

мірювання висоти та швидкості знижування – не менш ніж 50-100 Гц у разі від-

сутності додаткового програмного забезпечення, що проводить інтерполяцію

отриманих даних. Абсолютна похибка у вимірюванні висоти повинна бути ме-

ншою за 1 м, а похибка вимірювання швидкості меншою 0.5 м/с (звісно, вказа-

ні значення є наближеними та сильно залежать одне від іншого, а також від

припустимих помилок у визначенні маси машини та динаміки згоряння поро-

хового заряду реактивної системи).

Можливість створення радіолокаційної системи, спроможної задовольнити

даним вимогам, можна розглянути на прикладі Delphi Electronically Scanning

Radar – фазованої радарної решітки міліметрового діапазону, що застосовується

в сучасних автомобілях з функцією автопілоту (173х90х49 мм, 575 г) [1]. Звіс-

но, дана система була розроблена та налаштована для задач зовсім іншого типу,

де важливою є не стільки швидкість роботи та точність вимірювання відстані,

як відносно широке поле зору та спроможність знаходити та супроводжувати

велику кількість об‘єктів в ньому при відносно невеликій максимальній відста-

ні роботи .

Наведена система характеризується частотою отримання даних у 20 Гц,

максимальною дальність роботи 174 м, точністю визначення відстані

±0.5 м ±5% в режимі великої дальності (до 174 м) та ±0.25 м ±5% в режимі се-

редньої дальності (до 60 м). Точність вимірювання швидкості становить

±0.12 м/с, а діапазон вимірювання швидкостей – від –100 до +40 м/с [2].

З перелічених параметрів лише точність вимірювання швидкості є цілком

достатньою для застосування в цілях, окреслених в даній роботі. Похибка ви-

значення висоти в ±1 м (для висот біля 15 м) є більшою, за бажану проте близь-

кою до гранично припустимої.

Розглянемо вплив похибок у визначенні висоти та швидкості руху на зна-

чення вертикальної швидкості приземлення. Нехай, в заданих умовах терміна-

льна швидкість знижування дорівнює v0, а оптимальна висота ввімкнення реак-

тивної системи – h0 (з урахуванням температури пороху та маси m бойової ма-

шини). Після ввімкнення останньої, вертикальна швидкість руху машини почи-

нає зменшуватися з прискоренням, рівним

TFa g

m , (1)

де FT – сила тяги реактивного двигуна. Внаслідок того, що висота початку

гальмування h0 є оптимальною, приземлення повинно відбутися з нульовою ве-

ртикальною швидкістю, тобто, h0 визначається формулою

171



2

00

2

vh

a . (2)

Похибки Δv та Δh у визначенні швидкості знижування v та поточної висоти

h бойової машини над землею призводять до того, що реальна вертикальна

швидкість приземлення v буде відмінною від нуля. Її можна визначити з на-

ступних міркувань: 2 2

2

v vh

a

, (3)

де а – те саме прискорення, що і в попередньому випадку. З урахуванням

рівнянь (2, 3) та того, що h = h0 + Δh та v = v0 + Δv, отримаємо,

2

0 02 2 2( )v v v v a h v v a h , (4)

де доданком Δv2 можна знехтувати внаслідок його малості порівняно з 2v0Δv.

Підставляючи в формулу (4) очікувані максимальні величини похибок

Δv ≈ 0.12 м/с та Δh ≈ 1 м, а також типові значення термінальної швидкості зни-

жування v0 ≈ 20 м/с та гальмівного прискорення а ≈12 м/с2, а також вважаючи,

що вплив цих похибок додається (тобто, недооцінка швидкості – Δv > 0 – при

переоцінці висоти Δh < 0), маємо:

,max 2 (20 0,12 12 1) 2 (20 0,12 12 1) 5,4v м/с.

Тобто, точності навіть відносно дешевого серійного автомобільного радару

є майже достатньо для забезпечення потрапляння вертикальної швидкості при-

землення в необхідний діапазон. Звісно, що доопрацювання даного (або подіб-

ного) приладу разом із застосуванням додаткового програмного забезпечення

приведе до значно поліпшення вказаних вище параметрів та дозволить істотно

зменшити ймовірність жорсткого приземлення.


1. Delphi Automotive PLC. http://delphi.com/docs/default-source/old-delphi-

files/7b0cec7c-daa3-4ff9-9ac2-d72abc57dc3e-pdf.

2. Leo Stanislas, Thierry Peynot. Characterisation of the Delphi Electronically

Scanning Radar for Robotics Applications. Australasian Conference on Robotics

and Automation 2015. 2 – 4 Dec 2015, Canberra, Aust.

172



ВИКОРИСТАННЯ СТРУННОГО АКСЕЛЕРОМЕТРА В ЯКОСТІ

ЧУТЛИВОГО ЕЛЕМЕНТА ПРИЛАДОВОГО КОМПЛЕКСУ

СТАБІЛІЗАЦІЇ

Безвесільна О. М.1, д.т.н., проф., Нечай С. О.

1, к.т.н.,

Чепюк Л. О.2, к.т.н.

1 – Національний технічний університет України

«Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського»,

м. Київ


м. Житомир

Забезпечення покращення експлуатаційних характеристик приладового

комплексу системи стабілізації є важливою проблемою. Це пов‘язано з підви-

щенням вимог до точності, швидкодії та надійності приладового комплексу си-

стеми стабілізації, у тому числі, при експлуатації у складних умовах. Існуючі

системи стабілізації не можуть достатньо ефективно виконувати поставлені за-

вдання [1]. Тому пропонується використати в якості чутливого елемента ком-

плексу стабілізації струнний акселерометр (СА).

Принцип дії струнного акселерометра заснований на властивості струни

змінювати частоту власних коливань при зміні її натягу [2].

На рис. 1. показана схема СА. При впливі на інерційну масу m, укріплену

на розтяжках 2, прискорення а сила натягу струни 1 зміниться на величину mа,

а частота власних коливань буде визначатися виразом:

,]/)/[(2

1 5.0

0 smaTL

f (1)

де L – довжина струни; Т0— початковий натяг; ρ – щільність матеріалу

струни; s – площа поперечного перерізу струни.

Збудження коливань струни і зняття частоти здійснюється в такий спосіб:

струна розміщується в постійному магнітному полі. При коливанні в ній буде

виникати ЕРС, що підсилюється і йде на вихід; для підтримки коливань вико-

ристовується позитивний зворотний зв‘язок. Для усунення складової зворотно-

го зв‘язку, що не залежить від частоти, струна включена в мостову схему.

Рисунок 1 – Схема струнного акселерометра

Вимірюючи частоту f тим чи іншим способом, можна стежити за зміною

прискорення об‘єкта, на якому встановлений даний прилад.

Як видно з формули (1), СА має нелінійну (квадратичну) характеристику.

Розкладаючи вираз (1) у ряд, одержимо:

173



],16

1

8

1

2

11[ 3

3

0

2

2

00

0

a

sT

ma

sT

ma

sT

mff (2)

де /2

100 T

Lf — частота власних коливань струни при відсутності

прискорення. Це розкладання справедливе при ma/s<<T0, що майже завжди до-

тримується на практиці, оскільки для забезпечення стійких коливань струни до

неї необхідно прикладати значний натяг T0.

Відповідно до співвідношення (2) відхилення частоти від свого початково-

го значення

]8

1

4

11[

2

1 2

2

000

00

a

sT

ma

sT

ma

sT

mffff (3)

можна вважати лінійною функцією від прискорення а. Похибка такої лінеари-

зації не буде перевищувати першого з відкинутих членів розкладання:

0

25.0sT

ma (4)

На точність СА впливають особливості сполучення струни з інерційною

масою і корпусом приладу. При розробці СА доводиться переборювати труд-

нощі в основному технологічного характеру і вживати спеціальних заходів для

зменшення ряду похибок, властивих струнним перетворювачам.

Датчики прискорення зі струнними елементами дозволяють отримати точ-

ність перетворення 0,001-0,01%. Перевагою їх є частотний вихідний сигнал,

який може бути дуже точно виміряний та про інтегрований [3].

Струнні акселерометри мають найвищу точність вимірювання, високу віб-

раційну та ударну міцність, надійність, частотно-модульований вихідний сиг-

нал, високу потужність вихідного сигналу, а також малі габарити та вагу та ін-

ші. Це важливі переваги в порівнянні з іншими типами акселерометрів. Серед

недоліків СА є їх висока вартість, обумовлена технологічними труднощами їх

виготовлення. Також до недоліків належать впливи температури, вологості на

точність вимірювань, а також не лінійність характеристики. Але можна значно

зменшити впливи температури і вологості, а також значно лінеаризувати харак-

теристику, використовуючи диференційну схему СА.


1. Безвесільна О. М. Наукові основи побудови прецизійного чутливого елемен-

та комплексу стабілізатора озброєння легкої броньованої техніки /

О. М. Безвесільна, В. Г. Цірук, С. П. Маляров, Л. О. Чепюк. – Житомир:

ЖДТУ, 2016. – 234с.

2. Безвесільна О. М. Вимірювання прискорень / Безвесільна О. М. – К. : Либідь,

2001.– 261с.

3. Самотокин Б. Б. Навигационные приборы и системы: Підручник/ Б. Б. Само-

токин, В. В. Мелешко, Ю. В.Степанковский – К : Вища школа, 1986. – 343 с.

174



КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ

НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ПЕРЕКРЫТИЙ

ПОРТОВЫХ СООРУЖЕНИЙ

Лимаренко А. М., к.т.н., доцент, Солдо Б., д.т.н., профессор,

Кравчук В. С., к.т.н., доцент.

1 – Одесский национальный политехнический університет,

г. Одесса

Основной концепцией современного портового строительства становится

идея создания портовых сооружений, предназначенных для хранения различ-

ных грузов и объектов. Важным элементом портового инженерного сооруже-

ния является легко возводимая и надежная кровля. В свою очередь эксплуата-

ционная надежность перекрытия гарантируется прочностью и жесткостью не-

сущих элементов. Широкое распространение среди пространственных кровель-

ных конструкций получили купола различной формы.

Оптимизацией и совершенствованием проектных решений, разработкой

расчетных методов и научным исследованиям различных видов купольных

конструкций посвящены работы известных ученых А. В. Александрова,

В. А. Большакова, П. А. Дмитриева, А. А. Журавлева, Е. М. Знаменикова,

Г. Н. Зубарева, В. Ф. Иванова, И. С. Инжутова, М. Е. Когана, В. Г. Котлова, и

др.

Отметим, что массовое внедрение куполов ограничивается недостаточной

проработкой в регламентирующих документах, научно-технической и справоч-

ной литературе указаний и рекомендаций по их проектированию.

Инженерные и научные задачи, направленные на обеспечение высоких

прочностных и жесткостных характеристик конструкций и сооружений, сниже-

ния материалоемкости и стоимости во все времена являются актуальными.

Целью работы является разработка методики расчета каркаса шатрового

купола, который выполнен из тонкостенных стержней коробчатого сечения.

Объектом исследования является четырехскатный купол, состоящий из

треугольных скатов, объединяющихся вершинами. Материал конструктивных

элементов – алюминий.

Основным инструментом расчетных исследований в работе выступает

многоцелевой программный комплекс ANSYS, в котором реализуется метод

конечных элементов [1].

При определении напряжѐний и деформаций пространственных металли-

ческих конструкций численным методом используются разные подходы для

построения конечно-элементных моделей. В каждой конкретной задаче выбор

степени дискретизации модели определяется, исходя из условий, сформулиро-

ванных в постановке задания.

Геометрическая модель должна соответствовать типу элемента, который

будет использоваться при конечно-элементном разбиении [2]. Если дискретиза-

ция рассчитываемой конструкции будет осуществляться балочными и стержне-

выми элементами, то геометрическая модель должна состоять из линий, для

пластинчатых элементов – из поверхностей, для объемных элементов – из объ-

емных тел.

175



В работе рассматривается модель из стержневых конечных элементов

(рис. 1).

Рисунок 1– Конечно-элементная модель купола

Модель купола аппроксимировали балочным конечным элементом

Beam189 из библиотеки стандартных конечных элементов программы ANSYS

[3]. Это квадратичный трехузловой стержневой элемент, используемый чаще

всего при расчете тонкостенных стержневых систем с учетом депланации попе-

речного сечения (рис. 2).

Рисунок 2 – Трехузловой элемент BEAM189

Геометрическая модель рассматриваемого объекта состоит из 96 точек, 99

линий. Конечно-элементная модель купола (рис.1) содержит соответственно

1477 узла, 504 элементов.

Статическая нагрузка, действующая на элементы металлоконструкции,

приняли в соответствии с государственными строительными нормами Украины

(ДБН В.1.2-2:2006 «Нагрузки и воздействия») с учетом постоянных и времен-

ных нагрузок [4].

1

X

Y

Z

JUN 14 2009

01:23:32

ELEMENTS

176



В соответствии с анализом работы реальных металлоконструкций куполов

в работе приведены основные варианты условий закрепления каркаса купола,

учет которых необходимо обеспечивать в расчетной схеме:

шарнирное закрепление основания купола в местах соединения со стен-

кой (запрет осевых перемещений в направлениях координатных осей X, Y,

Z);

соединение верхнего центрального узла с помощью шарнира со стро-

пильными и прогонными балками.

В результате проведенного расчета определены прогибы и напряжения в

несущих элементах:

экв — эквивалентные напряжения по гипотезе Губера-Мизеса;

x — нормальные напряжения в направлении соответствующей оси;

xz — касательные напряжения в соответствующей плоскости;

UZUYUX ,, — перемещения в направлениях координатных осей;

USUM – суммарные перемещения.

Значения параметров напряженно-деформированного состояния по резуль-

татам расчета приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Значения параметров напряженного и деформированного со-

стояния

Параметры

НДС

Ригель

верхнего

пояса

Ригель

нижнего

пояса

Прого-

ны

Вспомогатель-

ные стропила

Основ-

ные

стропи-

ла

UX (мм) 1,079 1,481 1,327 0,09 0,759

UY (мм) 2,953 3,045 2,653 1,73 4,974

UZ (мм) 0,892 1,234 0,767 0,846 0,867

USUM (мм) 2,635 3,878 3,421 0,793 5,388

x (МПа) 27,243 21,344 33,498 5,21 23,91

xz (МПа) 12,877 9,625 7,914 4,879 12,05

экв (МПа) 30,978 26,156 28,542 13,467 31,109

Поля суммарных перемещений и эквивалентных напряжений в конструк-

тивных элементах купола приведены на рис. 4-5.

177



Рисунок 4 – Эпюра перемещений в несущих элементах купола в векторной

форме (м)

Рисунок 5 – Поля напряжений в несущих элементах купола по гипотезе Губера-

Мизеса (кПа)

Сравнение числовых значений напряжений и деформаций, полученных при

конечно-элементном анализе элементов купола, с соответствующими норма-

178



тивными значениями, позволяет сделать вывод о достоверности допущений,

которые были приняты на этапах геометрического и конечно-элементного мо-

делирования. Этот вывод будет справедливым и в отношении граничных усло-

вий, а также величин и характера приложения внешних нагрузок.

Отметим, что численный анализ методом конечного элемента позволил

учесть практически все те особенности, которые имеют место при расчете про-

странственных стержневых систем: пространственное действие нагрузок, вы-

зывающее помимо изгиба еще и кручение, упругие деформации узлов, верти-

кальные и горизонтальные эксцентриситеты осей стержней в этих узлах, а так-

же особенности работы элементов каркаса купола, как тонкостенных стержней

при кручении, сопровождающиеся значительными дополнительными нормаль-

ными напряжениями. Предложенный подход позволяет открыть новые возмож-

ности для оптимизации конструкции, снижение затрат на ее проектирование и

материалоемкость несущих элементов.


1. Баженов В. А., Дащенко А. Ф., Коломиец Л. В., Оробей В. Ф., Сурьянинов

Н. Г. Численные методы в механике. – Одесса: «СТАНДАРТЪ», 2005. –

563 с.

2. Каплун А. Б., Морозов Е. М., Олферьева М. А. ANSYS в руках инженера:

Практическое руководство. Изд.2-е, испр. – М.: Едиториал УРСС, 2004. –

272 с.

3. Kolomiets L. Application of numerical methods for the calculation of core struc-

tural elemens with the discrete nature of rigidities, Winkler coefficients and de-

tachment of the elastic supports foundation. Leonid Kolomiets, Aleksandr Lyma-

renko, Alina Lymarenko. – Metallurgical and Mining Industry, 2015, 6. –

P. 548 – 555.

4. Лимаренко А. М. Моделирование и расчет четырехскатного деревянного

купола в программе ANSYS / А. М. Лимаренко, И. М. Лимаренко // Матери-

алы международной научно-практической конференции «Научная индуст-

рия европейского континента – 2009», Прага. – С. 12 – 14.

179



РОЗРОБКА МЕТРОЛОГІЧНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ МЕТОДУ

ГАЗОРОЗРЯДНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ В ЗАДАЧАХ ДІАГНОСТИКИ

ЗАЛІЗОДЕФІЦИТНИХ АНЕМІЙ

Глухова Н. В.1, к.т.н., доцент, Пісоцька Л. А.

2, д.м.н., доцент,

1 – ДВНЗ «Національний гірничий університет»

2 – ДЗ «Дніпропетровська медична академія МОЗ України»,

м. Дніпро

Згідно з останніми даними ВОЗ, понад 60% населення страждають різними

формами анемій. Серед них 80 – 90% складають хворі на залізодефіцитну ане-

мію. З точки зору підвищення ефективності існуючих підходів до лікування

анемій актуальним виявляється індивідуалізація терапії на базі аналізу багато-

факторності розвитку патогенезів анемії.

З метою розв‘язання завдання індивідуального вибору схеми лікування за-

пропоновано використання методу газорозрядного випромінювання [1]. Експе-

риментально встановлено, що використання препаратів заліза, які не являються

резонансними до біочастот пацієнту, є низько ефективним. Це підтверджується

аналізом енергетичного стану еритроцитів та різноманітних препаратів заліза

при отриманні зображень їх газорозрядного випромінювання на рентгенівській

плівці. При цьому розвиток оксидантного стресу у випадку використання пре-

паратів заліза на фоні підсилення перекисного окислення ліпідів при залізоде-

фіцитній анемії додатково негативно впливає на функцію усіх клітин організму

людини.

Зображення газорозрядного випромінювання рідиннофазних об‘єктів

отримували наступним чином. Безпосередньо на поверхню рентгенівської плів-

ки розташовували краплю суспензії лімфоцитів пацієнта, хворого на залізоде-

фіцитну анемію. Для інших експериментів серії використовували таку ж су-

спензію, але з почерговим додаванням суспензій різних препаратів заліза у дис-

тильованій воді. З використанням приладу «РЕК-1», розробленим УкрНДІ тех-

нологій машинобудування та Національним гірничим університетом, проводи-

ли дослідження вказаних вище зразків рідини в імпульсному електромагнітно-

му полі високої напруженості. Результатом експериментів було отримання серії

зображень газорозрядного випромінювання зразків суспензій на рентгенівській

плівці.

З метрологічної точки зору обробка результатів вимірювань у вигляді зо-

бражень передбачає етап виявлення інформаційних ознак візуальних даних,

пов‘язаних саме з тими характеристиками об‘єкту дослідження, які є специфіч-

ними при даній постановці задачі.

На зображеннях газорозрядного випромінювання усіх зразків лімфоцитів у

комбінації з різними препаратами заліза у день забору крові хворого на залізо-

дефіцитну анемію спостерігається покращення енергетичного стану лімфоци-

тів. Через добу інкубації у всіх зразків, на відміну від контролю, спостерігаєть-

ся подальше покращення енергетики. Вказані закономірності відстежуються на

зображеннях газорозрядного випромінювання у вигляді більш чітких та контра-

стних розрядних треків (стримерів) у короні світіння. Додатково характерним

виявляється висока яскравість світіння внутрішнього кола краплі, що пов‘язано

180



з виділенням мегаферину, як найбільш біодоступного за критеріями, виявлени-

ми при дослідженні когерентного стану води [2, 3].

З метою оцінки кількісних значень геометричних та яскравісних ознак зо-

бражень побудовано гістограми яскравості та профілі яскравості пікселів (рис.

1 та 2).

Рисунок 1 – Гістограми яскравості зображень газорозрядного випромінювання

зразків лімфоцитів крові з препаратами заліза

Рисунок 2 – Профілі яскравості пікселів для зображень газорозрядного

випромінювання зразків лімфоцитів крові з препаратами заліза

181



Матриця будь-якого цифрового зображення утворюється на основі проце-

дури перетворення аналогових значень яскравості за певними просторовими

координатами ( , ) M Nf x y A

. В результаті отримаємо матрицю яскравостей з

обмеженим діапазоном квантування за рівнями кольору. З метрологічної точки

зору операцію такого перетворення пропонується описати на основі наступної

моделі (для двовимірного зображення):

( , ),M N A ADC DA R R R f x y

(1)

де ( , )f x y – аналітичний опис зображення об‘єкту вимірювань в аналого-

вій формі; M NA – матриця представлення зображення, зареєстрованого у циф-

ровій формі, до виконання операцій його обробки та перетворення; AR – уза-

гальнений оператор аналогового перетворення зображення (враховується при

аналоговій формі реєстрації зображення, тобто при наявності аналогового сен-

сору, наприклад, використанні рентгенівської плівки); ADCR – узагальнений

оператор аналого-цифрового перетворення зображення; DR – узагальнений

оператор цифрового перетворення візуального сигналу (додається при безпосе-

редній цифровій реєстрації зображення та враховує специфіку задіяного циф-

рового сенсору, наприклад ПЗЗ-матриці).

За умови здійснення попередньої операції фільтрації шумів модель (1) слід

доповнити узагальненим оператором програмної предобробки зображень SR :

( , ).M N A ADC D SA R R R R f x y

(2)

Висновки. Аналіз візуальних даних, які використовуються з метою отри-

мання вимірювальної інформації, як правило, передбачає процедуру параметри-

зації зображень. Тоді вихідні дані процедури вимірювань з опрацюванням візу-

альної інформації можна аналітично представити у вигляді вектору параметрів

1 2, , , nP p p p , де ip – параметри, вилучені з зображення та представлені у

кількісній формі. В задачах медичної діагностики та при виборі індивідуально-

го варіанту терапії для хворих на залізодефіцитну анемію виявляється ефектив-

ним аналіз геометричних та яскравісних ознак зображень газорозрядного ви-

промінювання суспензій лімфоцитів пацієнта та суспензій з різними препара-

тами.


1. Пат. 86701 Україна: МПК G01N 21/17 G03B 41/00. Спосіб експрес-оцінки рі-

диннофазного об‘єкта: / Н. В. Глухова, Л. А. Пісоцька, А. І. Горова; заявник та

патентовласник Держваний ВНЗ «Національний гірничий університет». – За-

явл. 25.06.2013; опубл. 10.01.2014, Бюл. 1. – 4 c.

2. Глухова Н. В. Метод визначення ступеня когерентності води з використан-

ням методології фліккер-шумової спектроскопії / Н. В.Глухова, Л. А. Пісоцька

// Системи обробки інформації. – 2015. – 5(130). – С.167 – 171.

3. Патент Украины на полезную модель 100834. Способ определения коге-

рентного состояния воды / Песоцкая Л. А., Глухова Н. В. – Опубл. 10.08.2015,

Бюл. 15. – 8 с.

182



МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ИЗМЕНЕНИЯ ФАЗ СИГНАЛОВ

В ЗАДАЧЕ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ КООРДИНАТ

ЛОКАЛЬНЫХ ОТРАЖАТЕЛЕЙ

Братченко Г. Д., д.т.н., профессор, Бугаев С. В., к.т.н., доцент,

Пивторак О. В., Постоварова В. Д.



г. Одесса

Известно [1], что математическая модель отраженного от объекта радио-

локационного сигнала может быть представлена суммой сигналов от локальных

отражателей с учетом эффектов затенения и переотражения волн. Вектор ком-

плексной огибающей эхосигнала на выходе линейной части приемника при

этом может быть рассчитан по формуле

04

0 0

1

( ) 2i

I j

i i ii

x t U t c e

ρ r

A r S ρ r , (1)

где 0

iA r – поляризационная матрица рассеяния i -го отражателя; iS –

поляризационный вектор волны, падающей на объект; I - количество освещен-

ных локальных отражателей; 0

r – единичный вектор падающей волны; U t –

комплексная огибающая сигнала на выходе устройства оптимальной обработ-

ки; iρ – радиус-вектор фазового центра i -го отражателя; c – скорость света.

В задаче оценки пространственных координат локальных отражателей по

совокупности восстановленных двумерных радиоизображений в РЛС с широ-

кополосным зондирующим сигналом и инверсным синтезированием апертуры

(ИСА) возникает необходимость описания зависимостей фаз сигналов от ло-

кальных отражателей.

Для ее решения принимается, что при малом угле разворота цели относи-

тельно РЛС взаимное расположение отражателей существенно не изменяется.

Перемещение отражателей (блестящих точек) связано с изменением простран-

ственного положения цели по отношению к РЛС в процессе ее наблюдения.

Показано, что, в отличие от плоской задачи, пространственное движение,

приводит к различию законов движения разных отражателей даже в одном эле-

менте разрешения по дальности. Для этого с учетом матриц поворота при ма-

лых углах рыскания , крена , тангажа и угла места цели и наблюдении

цели на азимуте [2 – 5] получено приближенное соотношение для вычисле-

ния фазового множителя в формуле (1) для i -го отражателя с координатами

' ' ', ,i i ix y z в прямоугольной правосторонней системе координат с началом в цен-

тре масс объекта

0 ' ' ' '

' '

4 4cos sin cos sin

sin cos

i i f i f

i f

x x z z

y y

ρ r, (2)

183



Подобная задача рассматривалась, например, в [6] для оценки плоскости радио-

зображения. Малые изменения углов , и характерны, например, для пря-

молинейного полета воздушной цели в турбулентной атмосфере. Малым счита-

ется и начальный угол места объекта, что обычно выполняется для наземных,

надводных целей, а также для воздушных целей на больших дальностях наблю-

дения. Кроме этого, в соотношении (2) задаются координаты ' ' ', ,f f fx y z центра

вращения, а при восстановлении радиоизображений в РЛС с ИСА – центра фо-

кусирования, который выбирается по алгоритму обработки по совокупности

отражателей или доминирующего отражателя. Оси системы координат ' ' ' 'o x y z

в начальный момент наблюдения, когда 0 , направлены так: ось ' 'o x

– вперед, ось ' 'o z – в сторону правого борта и ось ' 'o y – вертикально вверх

(оси ' 'o x , ' 'o y , ' 'o z в этот момент параллельны осям з зo x , з зo y , з зo z наземной

системы координат с центром в точке стояния РЛС). Эта система координат

применяется для описания положения объекта при выполнении последователь-

ных поворотов на углы крена , тангажа и рыскания [2 – 5]. При выводе

(2) задавался прямолинейный полет цели параллельно оси з зo x , а угол азимута

отсчитывался по часовой стрелке от этой оси в плоскости з з зo x y .

В соотношении (2) первые два члена суммы соответствуют случаю враще-

ния объекта в азимутальной плоскости (либо близкой к ней при малых углах

места наблюдаемой цели, в плоскости перпендикулярной линии визирования).

Для случая наблюдения цели на ракурсах близких к боковым (например,

2 , при этом cos , 1sin , где – изменение угла по сравнению

с его начальным значением 0 2 ) эти два члена дают набег фазы i -го отра-

жателя 0 ' ' ' '4 4i i f i fx x z z

ρ r . Он прямо пропорционален

закону изменения малых углов азимута и ракурса цели. Эта составляющая

при наблюдении воздушных целей дает основный вклад в значение вращатель-

ной составляющей фазы. Третий член суммы в (2) определяет влияние измене-

ния углов крена , тангажа и угла места на результирующую фазу эхосиг-

нала от i -го отражателя. При 2 он равен ' '4i fy y

, т.е. при

наличии отклонения i -го отражателя по высоте от центра фокусирования имеет

место составляющая фазы, зависящая от случайных изменений угла крена цели

и угла места при ее наблюдении.

Следует отметить, что в общем случае углы ориентации объекта в процессе

его наблюдения изменяются по различным случайным законам. Три составля-

ющие в (2) имеют различный вес в зависимости от положения отражателя на

объекте, поэтому случайные изменения углов ориентации не одинаково влияют

на величину смещения по дальности разных отражателей относительно РЛС.

Законы изменения фаз различных отражателей в общем случае будут отличать-

ся и не будут линейно пропорциональными. Это приводит к невозможности

одновременной фокусировки пространственно распределенных отражателей

184



цели при восстановлении ее радиоизображения с применением методов спек-

трального анализа.

Таким образом, восстановление радиоизображения цели в РЛС с ИСА

необходимо рассматривать как задачу оценки пространственных координат от-

ражателей с учетом изменения пространственной ориентации цели в процессе

продолжительного наблюдения.

Оценивание координат блестящих точек и ориентации цели на основе дан-

ных радиолокационного наблюдения в РЛС с широкополосным зондирующим

сигналом и ИСА предполагается решать с использованием сочетания парамет-

рических и классических методов спектрального анализа.


1. Ширман Я. Д. Радиоэлектронные системы. Основы построения и теория:

[Справочник] / Я. Д. Ширман, С. Т. Багдасарян, С. А. Горшков и др. – М.:

Радиотехника, 2007. – 521 с.

2. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике: Пер. с англ. – М.: Наука, 1973.

– 831 с.

3. Остославский И. В., Стражева И. В. Динамика полета. Траектории летатель-

ных аппаратов – М.: Машиностроение, 1969. – 499 с.

4. Доброленский Ю. П. Динамика полета в неспокойной атмосфере. – М.: Ма-

шиностроение, 1969. – 256 с.

5. Daqing C., Zheng B. High Range Resolution Radar Target Identification Using

Multilayer Feedforward Neural Network // Proc. of CICR-96, Beijing (China). –

1996. – Vol. 1. – P. 215 – 218.

6. Marco Martorella. Optimal sensor positioning for ISAR imaging / Geoscience and

Remote Sensing Symposium (IGARSS), 2010 IEEE International, 25-30 July

2010, Honolulu, Hawaii, U.S.A., Publication Year: 2010. – Pages 4819 – 4822.

185

http://ieeexplore.ieee.org/search/searchresult.jsp?searchWithin=%22Authors%22:.QT.Marco%20Martorella.QT.&newsearch=true



СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ СТРАТЕГИЙ

ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ

Банзак Г. В., к.т.н., доцент



г. Одесса

Сложность процессов технического обслуживания (ТО) и многообразие

влияющих на них факторов существенно затрудняют выбор между различными

стратегиями ТО. Для объективного сравнения достоинств и недостатков раз-

личных стратегий ТО необходимо обеспечить примерное равенство (одинако-

вость) условий, в которых они применяются.

При сравнении различных стратегий ТО использовали следующие прин-

ципы:

- сравнивать различные стратегии ТО можно только по результатам их

применения к одному и тому же объекту [1];

- тестовые объекты (на которых производится сравнение стратегий ТО)

должны быть сопоставимы по структуре временных и стоимостных затрат на

ТО и текущий ремонт;

- показатели качества процесса ТО (целевые функции), по которым произ-

водится сравнение различных стратегий ТО, должны оцениваться на одинако-

вых интервалах эксплуатации объекта и при одинаковых параметрах процесса

моделирования (если сравнение стратегий ТО производится по результатам мо-

делирования);

- сравниваться должны характеристики процесса ТО, полученные при оп-

тимальных параметрах стратегий ТО, то есть сравниваться должны потенци-

альные возможности различных стратегий ТО [2].

Для обеспечения сопоставимости структуры временных и стоимостных за-

трат на ТО и текущий ремонт задавались одинаковые для всех элементов и объ-

ектов характеристики ремонтопригодности и стоимости:

- среднее время восстановления элемента в i = 1 ч;

- средняя продолжительность ТО то i = 1 ч;

- стоимость элемента iC = 10 у.е.;

- стоимость операции текущего ремонта (замены) элемента i

Cтр

= 1 у.е.;

- стоимость операции ТО элемента то iC = 1 у.е.

Характеристики СТД для тестовых объектов заданы следующие:

- продолжительность диагностирования при ТО д = 0,5 ч;

- стоимость операции диагностирования при ТО д

C = 1 у. е.

Одинаковым для всех тестовых объектов заданы также и показатели, зави-

сящие от предназначения объекта – удельные потери стоимости, которые несет

внешняя система (в которой используется данный объект) в состоянии отказа

объекта отк

c = 10 у. е. / ч, и в состоянии ТО то

c = 1 у. е. / ч.

Для всех тестовых объектов по разработанным методикам определены оп-

тимальные параметры для трех стратегий ТО. Для краткости, как и ранее, бу-

186



дем называть их: «ТО по состоянию», «адаптивное ТО» и «ТО по ресурсу».

Все расчеты производились для продолжительности эксплуатации э

T

=20 лет при непрерывной работе объектов.

На рис. 1 – 4 приведены графики средней наработки на отказ 0

T и удельной

стоимости эксплуатации уд

c от числа обслуживаемых элементов, получаемые

при оптимальных параметрах соответствующих стратегий ТО.

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

0 1 2 3 4 5

0,01

0,012

0,014

0,016

0,018

0,02

0,022

0,024

0 1 2 3 4 5

у.е./ч,уд

c

)(то

En )( то

En

ч,0

T

а) б)

1

2

3

1

2

3

Рисунок 1 – Графики зависимости показателей

0T и

удc от числа обслуживае-

мых элементов при различных стратегиях ТО (объект Test-1):

1 – ТО по состоянию; 2 – адаптивное ТО; 3 – ТО по ресурсу.

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0 1 2 3 4 5 6 7 8

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

0 1 2 3 4 5 6 7 8

у.е./ч,уд

c

)(то

En )( то

En

ч,0

T

а) б)

1

2

3

1

2

3


0T и




5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0,0005

0,001

0,0015

0,002

0,0025

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

у.е./ч,уд

cч,0

T

1

2

3

)(то

En )( то

Enа) б)

1 2

3


0T и




187



0

0,005

0,01

0,015

0,02

0,025

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

у.е./ч,уд

c

)(то

En )( то

En

ч,0

T

а) б)

1

2

3

1 2

3


0T и




По полученным результатам можно сделать такие выводы:

1. Лучшей по показателям средней наработки на отказ 0

T и удельной стои-

мости эксплуатации уд

c является стратегия «адаптивное ТО». Затем следует

стратегия «ТО по состоянию». Стратегия ТО считается лучшей, если график

функции

0T располагается выше (для функции

удc – ниже) по отношению к

соответствующему графику для сравниваемой стратегии. Стратегия ТО, лучшая

по показателю

0T , как правило, является лучшей и по показателю

удc , и наобо-

рот.

2. Стратегии «ТО по состоянию» и «адаптивное ТО» весьма близки по по-

лучаемым показателям. Это объясняется их общей сущностью – при проведе-

нии ТО используется информация о фактическом текущем состоянии объекта.

3. Эффективность различных стратегий ТО существенно зависит от

надежностно-стоимостной структуры объекта. Если распределение стоимости

восстанавливаемых (в том числе и обслуживаемых) элементов близко коррели-

руется с распределением их показателей безотказности, различие в эффектив-

ности различных стратегий ТО сокращается.

4. Оптимальные параметры различных стратегий ТО существенно зависят

как от надежностно-стоимостной структуры объекта, так и от заданного требо-

вания к уровню безотказности объекта тр

0T . Для объекта Test-4 заданное требо-

вание тр

0T = 5000 ч при оптимальной стратегии «ТО по ресурсу» не обеспечива-

ется (несмотря на то, что использованы все потенциально обслуживаемые эле-

менты).


1. Банзак Г. В. Математическая модель процесса эксплуатации сложного тех-

нического объекта / Г. В.Банзак // Збірник наукових праць Військового ін-

ституту Київського національного університету імені Тараса Шевченка. –

2011. – 33. – С. 14 – 20.

2. Банзак Г. В. Определение остаточного ресурса восстанавливаемых техниче-

ских объектов / Г. В.Банзак // Інформаційна безпека – 2011. – 1(5). –

С. 96 – 102.

188



СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ АЛГОРИТМОВ КОМПЬЮТЕРНОЙ

ТОМОГРАФИИ ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ

СБОРОК РЕАКТОРА

Банзак О. В., к.т.н., доцент



г. Одесса

В значительной части разработанных к настоящему времени методов

обычно применяется активная томография, которая предусматривает, что будет

присутствовать источник излучения, который проходит через обследуемый

объект, а также приемник (или группа приемников), который регистрирует

прошедшее через объект излучение. Для анализа состояния ядерного топлива

(ЯТ), в частности, тепловыделяющих сборок, более предпочтительней исполь-

зовать пассивную эмиссионную томографию, которая основана на регистрации

собственного гамма-излучения продуктов деления (ПД) ЯТ с дальнейшим

определением их активности внутри исследуемой тепловыделяющей сборки

(ТВС).

Вообще задачам пассивной эмиссионной томографии ЯТ посвящено до-

вольно ограниченное количество работ. Все они выполнены в Uppsala Universi-

ty (Department of Radiation Sciences, Uppsala, Sweden). В частности, в наиболее

обстоятельной пионерской работе, как и в дальнейших трудах шведских иссле-

дователей, ставилась задача обосновать теоретически пассивную эмиссионную

томографию ТВС реактора BWR производства ABB Atom, Sweden квадратной

формы, содержащего 8х8 = 64 круглых твэла [1]. Целью этих работ являлось

установление отсутствия в ТВС одного или более твэлов, поскольку задача то-

мографии ЯТ решалась в рамках программы по обеспечению нераспростране-

ния ядерных материалов.

Математические алгоритмы восстановления изображения внутренней

структуры делятся на два класса [1, 2]. Первый класс составляют алгоритмы,

основанные на представлении изображения зарегистрированного приемниками

излучения, в виде интеграла Радона или двумерного интеграла Фурье с после-

дующим восстановлением изображения внутренней структуры анализируемого

объекта путем численного решения интегрального уравнения. В работах [1,

2] показано, что такая задача является некорректной, т. е. малые флуктуации

измеренного поля ведут к большим ошибкам восстановления. В особенности

это касается объектов, представляющих собой композицию участков с различ-

ной плотностью поглощения базового излучения. Именно такими объектами

являются ТВС, где поглощение собственного излучения в двуокиси урана мо-

жет на порядок и более превышать поглощение в стержневых отверстиях, за-

полненных водой.

Для объектов такого класса предложены методы алгебраической рекон-

структивной томографии (АРТ) (algebraic reconstructive tomography, ART) [1]. В

алгоритмах восстановления этого класса интенсивность зарегистрированного в

каждой точке поля представляется линейной комбинацией активности излуче-

ния от каждого пикселя, на которые делится поперечное сечение анализируемо-

го объекта. По результатам измерений результирующей интенсивности излуче-

189



ния в N точках по периметру исследуемого объекта составляется система из N

линейных уравнений, которая решается по определенному алгоритму. Для вы-

сококачественного восстановления томограммы система должна быть пере-

определенной (т. е. должно выполняться условие N≥M, где М – общее число

твэлов в ТВС). Несмотря на то, что, как будет показано ниже, методы АРТ яв-

ляются основными при пассивной эмиссионной томографии ЯТ, задача реше-

ния переопределенной системы линейных алгебраических уравнений также яв-

ляется некорректной и, следовательно, весьма чувствительной к измеритель-

ным шумам. Поэтому для ее решения применяются специальные алгоритмы

восстановления.

Для решения задачи составлялась система уравнений:

MNMNMMM

N

N

N

I

I

I

I

A

A

A

A

wwww

wwww

wwww

wwww

.

.

.

.

.

.

...

.

.

.

...

...

...

3

2

1

3

2

1

321

3333231

2232221

1131211

, (1)

где mnw вклад пикселя (элемента) n в измерение интенсивности в точке

m; nA активность пикселя (элемента) ТВС с номером n; mI измеренная ин-

тенсивность в точке m.

Или в матричном виде:

WA=I.

Далее для установления активности элементов применялись три алгоритма

реконструкции томограммы методом последовательных приближений [2]:

1. Equal Activity Correction (EAC).

2. Contribution Activity Correction (CAC).

3. Algebraic Reconstruction Technique (ART).

Все три алгоритма основаны на выборе начального приближения искомой

матрицы активности в виде равноэлементной:

.

,

0

nmmn

mm

w

I

A (2)

Алгоритмы отличаются способом коррекции, вносимой на каждой после-

дующей итерации [2].

При анализе всех описанных алгоритмов установлено, что, в связи с их

итеративным характером, они обладают рядом недостатков:

скорость сходимости их невысока (более того, сходимость их в общем

случае вообще не доказана), соответственно время счета может быть велико

настолько, что алгоритм может быть неприменим в реальном масштабе време-

ни при осуществлении штатных технологических операций;

190



все алгоритмы используют эмпирические стартовые параметры итераци-

онного процесса, от которых также сильно зависит сходимость; в отдельных

случаях неудачный выбор параметра итерационного процесса может увеличить

время счета до недопустимых на практике значений, а может вызвать расходи-

мость итерационного процесса.

Одним из основных недостатков таких алгоритмов следует считать непри-

годность для решения задачи томографии в случае большого числа обуслов-

ленности матрицы весовых коэффициентов твэлов W. Напомним, что числом

обусловленности матрицы cond(W)=σmax/σmin называется отношение максималь-

ного σmax и минимального σmin сингулярных чисел матрицы. Число обусловлен-

ности показывает «степень независимости» столбцов матрицы. Чем меньше по

модулю число обусловленности, тем более «независимы» столбцы матрицы.

Для матрицы коэффициентов вкладов твэлов ее столбцы получаются весьма

«зависимыми», что приводит к плохой обусловленности задачи АРТ. Это, в

частности, подтверждается тем, что увеличение измерительного шума до 2 –

3 % от средней измеренной интенсивности приводит к катастрофическим по-

следствиям для качества реконструируемой томограммы: при таком уровне

шумов иногда не удается обнаружить отсутствующий в ТВС твэл [2].

Поэтому применение для реконструкции томограммы алгоритмов итера-

тивного типа требует высокой точности измерений. Это, в частности, в работах

шведских исследователей достигается сложной специально разработанной кол-

лимационной системой. Кроме того, для качественного восстановления томо-

граммы требуется большое число пикселей, и, как следствие, большое число

угловых проекций.

На основании данного анализа можно сделать следующие выводы:

существует возможность применения эмиссионной гамма-томографии

ядерного топлива с целью восстановления распределения продуктов деления на

примере ТВС реактора BWR с 64 твэлами;

для ТВС реактора ВВЭР-1000, которая содержит большее количество

структурных элементов, требуется новый, более усовершенствованный алго-

ритм томографии;

с точки зрения применения томографии в реальном масштабе времени

при проведении плановых операций с ЯТ, а также, перегрузки, требуется

достаточно высокая вычислительная эффективность алгоритма.


1. Jacobsson S. A tomographic method for experimental verification of the integrity

of a spent nuclear fuel assembly / S. Jacobsson, A. Bäcklin, A. Håkansson,

P. Jansson // Conference proceedings from 19th annual symposium on safeguards

and nuclear management, ESARDA, ISSN 1018-5593, 1997.

2. Банзак О. В. Полупроводниковые детекторы нового поколения для радиаци-

онного контроля и дозиметрии ионизирующих излучений / О. В. Банзак,

О. В. Маслов, В. А. Мокрицкий: Под ред. В. А. Мокрицкого, О. В. Маслова. –

Монография. – Одесса, 2013. – Изд-во «ВМВ». – 220 с.

191



ШЛЯХИ РІШЕННЯ НЕКОРЕКТНИХ ЗАДАЧ МЕТОДОМ ДИНАМІЧНОЇ

РЕГУЛЯРИЗАЦІЇ ВИБІРКОВИХ ОЦІНОК КОРЕЛЯЦІЙНОЇ МАТРИЦІ

СПОСТЕРЕЖЕНЬ

Скачков В. В.1, д.т.н., професор, Братченко Г. Д.

1, д.т.н., професор,

Чепкій В. В.2, к.т.н., доцент, Єфимчиков О. М.


Ткачук О. В.2, Павлович В. І.

1


м. Одеса

2 – Військова академія, м. Одеса

Вступ. Розглядається робоча гіпотеза рішення обернених задач, за якої не-

значні варіації спостережуваних процесів призводять до непередбачених ре-

зультатів їх рішення. Подібні задачі належать до класу некоректних або умовно

коректних задач [1]. Вирішення таких задач в додатках спектрального аналізу,

обробки просторово-часових сигналів, теорії прогнозування та прийняття рі-

шень здійснюється методом регуляризації А. М. Тихонова та його модифікаці-

ями [2]. Зазначені методи базуються на додаванні деякого фіксованого позити-

вного числа – параметра регуляризації µ в діагональні елементи оцінки N-

мірної кореляційної матриці Â(L). Остання формується за L вибірками вектору

спостережень U(L) шляхом прямого або рекурсивного підсумування ермітових

матриць одиничного рангу. В цьому контексті матрицю Â(L) можна віднести до

класу ермітових з рангом, який монотонно зростає за N ітерацій від одиниці до

N. Клас матриць з такою властивістю ранга потребує нестандартного підходу

до їх регуляризації.

За цієї логіки сутність робочої гіпотези полягає в тому, що за умови фіксо-

ваного параметра µ в межах інтервалу спостереження, даний тип регуляризації

носить статичний характер. Вибір відповідної величини параметра статичної

регуляризації µ, дає можливість змінювати вклад апріорної інформації щодо

рішення задачі в значення критеріальної функції J(W,µ), де W – вектор рішен-

ня, якому відповідає матриця спостережень Â(L). Разом з тим:

– підвищення параметра µ порушує узгодженість рішення W з вихідними

даними задачі;

– статична регуляризація за своїми властивостями обмежує можливості

природної регуляризації (саморегуляризації), за якої некоректна задача вирішу-

ється методами, що допускають управління мірою близькості отриманого рі-

шення до точного за рахунок зростання обсягу вибірки L векторного процесу

U(L);

– на сьогодні відсутній універсальний алгоритм для визначення значення

величини параметра статичної регуляризації µ оцінки кореляційної матриці

спостережень Â(L), яка оптимальна для всього об‘єму вибірки L.

В доповіді висвітлюється проблема динамічної регуляризації вибіркових

оцінок кореляційної матриці Â(L) з рангом, який монотонно зростає в реально-

му масштабі часу.

Основна частина. В загальному випадку процес обчислення оцінки ермі-

тової кореляційної матриці Â(L), з наступними її оберненням Â-1

(L) на кожній

ітерації, здійснюється шляхом опрацювання інформаційного процесу в масшта-

192



бі реального часу за схемами прямого або рекурсивного підсумування N–

мірних матриць одиничного рангу, тобто вироджених матриць. Отримані таким

чином оцінки матриць Â(L) та Â-1

(L) в асимптотичному сенсі збігаються до іс-

тинних величин A та A-1

, ступень наближення яких відображають поведінкові

функції G(L). У зв‘язку з постійним значенням параметра µ слушність цих оці-

нок не характерна для методів статичної регуляризації.

Слушність, незміщеність та ефективність вибіркових оцінок кореляційних

матриць Â(L) та Â-1

(L) гарантує запропонований метод динамічної регуляриза-

ції. Гарантуюча сутність метода полягає в збіжності значення параметра µ(L),

як монотонної функції регуляризації, до нульового рівня за умови надходження

інформації в масштабі реального часу та відсутності потреби в даних поперед-

нього прогнозування.

Специфіка дослідження відомих методів регуляризації полягає у можливо-

сті визначення виключно асимптотичних значень, що властиво необмеженому

обсягу вибірок L. На сьогодні не існує результатів для аналітичного опису оці-

нок кореляційних матриць Â(і) та Â-1

(і) на довільній ітерації і[1, L]. Більш то-

го, отримати таку аналітичну залежність досить складно, в ряді випадків прак-

тично неможливо за наявності:

– по-перше, невизначеності результатів оцінки унаслідок виродження ви-

падкових N-мірних матриць не повного рангу, коли і<N;

– по-друге, складності представлення статистичного розподілу власних

значень та унітарних векторів випадкових матриць для будь-якої довільної іте-

рації і[1, L].

Єдиним напрямком подолання зазначених обмежень, в цьому випадку, за-

лишаються імітаційне моделювання, яке дозволяє отримати достовірні резуль-

тати в сенсі їх збіжності до асимптотичних розподілів і оцінок. Така збіжність

результатів наочно ілюструє ефективність процедури статичної та динамічної

регуляризації за критерієм стійкості вибіркових оцінок кореляційних матриць. З

метою визначення поведінкових функцій G(L) регуляризованих оцінок кореля-

ційних матриць Â(L) та Â-1

(L) проведено стохастичний експеримент. В ході ек-

сперименту на кожній ітерації генерувались незалежні N-мірні стаціонарні гау-

сові вектори корисного просторово-часового сигналу S(i) та внутрішнього шу-

му n(i) за умови, що розмір кореляційної матриці перевищує число джерел ко-

рисного сигналу.

В результаті проведеного експерименту отримана оптимальна за критерієм

слушності оцінок монотонна функція регуляризації µ(L). Для дослідження ди-

наміки наближення в евклідовому просторі оцінок матриць Â(L) і Â-1

(L) до іс-

тинних значень A методами статичної і динамічної регуляризації побудовані

поведінкові функції G(L,µ) та G[L,µ(L)].

Порівняльний аналіз поведінкових функцій G(L,µ) та G[L,µ(L)] показує,

що:

– по-перше, поведінкова функція G(L,µ) не досягає нульового рівня, а за

деякого обсязі L збігається до межі, величина якої визначається значенням ста-

тичного параметра регуляризації µ та структурою спектра (обумовленістю) ко-

реляційної матриці A. Така динаміка поведінкової функції G(L,µ) наочно підт-

верджую не оптимальність метода статичної регуляризації в сенсі критерію

слушність оцінок Â(L) і Â-1(L);

193



– по-друге, поведінкова функція G[L,µ(L)] за умови зростання L монотонно

збігається до нульової межі незалежно від структури спектра (обумовленості)

кореляційної матриці A. Даний факт ще раз підкреслює слушність оцінок, які

були отримані методом динамічної регуляризації;

– по-третє, метод динамічної регуляризації не передбачає використання ві-

домих трудомістких обчислювальних алгоритмів для вибору оптимальної вели-

чини статичного параметра регуляризації µ. Як правило, такі алгоритми носять

частковий характер і фактично не можуть бути реалізовані в масштабі реально-

го часу.

Висновки. Представлені результати порушують тільки окремі питання

глобальної проблеми рішення некоректних задач в сфері адаптивної обробки

інформації та цифрових сигналів. Вони ілюструють переваги запропонованого

метода динамічної регуляризації:

– вибіркові оцінки кореляційної матриці спостережень завжди відповіда-

ють критерію слушності та незалежно від алгоритму їх отримання за прямою

або рекурсивною схемами;

– запропонований підхід дозволяє вирішити протиріччя між методами ста-

тичної та природної регуляризації (саморегуляризації) та відкриває перспекти-

ви для практичного рішення зворотних задач в різних галузях практичних дода-

тків.


1. Тихонов А. Н., Арсенин В. Я. Методы решения некорректных задач. 2-е изд.

– М.: Наука: Главная редакция физико-математической литературы, 1979. –

285 с.

2. Тихонов А. Н. Регуляризирующие алгоритмы и априорная информация / А.

Н. Тихонов, А. В. Гончарский, В. В. Степанов, А. Г. Ягола. – М.: Наука:

1983. – 1983. – 200 с.

194



ПРИНЦИПИ ПІДВИЩЕННЯ ЯКОСТІ ПІДЗЕМНИХ ТРУБОПРОВОДІВ

В УМОВАХ КОРОЗІЙНОЇ ВТОМИ

Юзевич Л. В., аспірант


м. Львів

Проблема отримання якісної інформації про стан підземного трубопроводу

(ПТ), який перебуває в умовах корозійного середовища під впливом періодич-

ного динамічного навантаження, є важливою для технічної діагностики елемен-

тів конструкцій у трубопровідному транспорті. У зв‘язку з цим необхідно роз-

вивати методологію удосконалення нормативно-технічних документів (НТД) з

урахуванням методів теорії ризиків.

На першому етапі основним розрахунковим навантаженням, діючим на

ПТ, будемо вважати малоциклову температурну дію, викликану коливанням

температури. Задаємо аналогічно як у праці [1] температурну історію протягом

року, яка отримана на основі ймовірнісного оцінювання умов експлуатації.

На другому етапі удосконалення НТД врахуємо електродний потенціал

(ЕП) ES, який є важливою характеристикою матеріалу труби (сталі), оскільки

його величина впливає на характер та швидкість проходження катодних і анод-

них процесів, а також термодинамічну можливість чи неможливість їх проті-

кання в даних умовах [2]. Аналогічно як у першому випадку задаємо емпіричну

історію зміни ЕП протягом року.

На третьому етапі удосконалення НТД врахуємо вплив експлуатаційних

чинників на корозійно-втомне руйнування сталей магістральних нафтогазопро-

водів. Відповідна інформація частково відображена у монографії [3]. Цій інфо-

рмації відповідає історія нагромадження мікродефектів.

Для контролю трубопроводу в умовах корозійної втоми та аналізу механі-

змів розвитку мікродефектів, які відповідають вказаним трьом історіям (проце-

сам), розглянемо функціонал якості J() з урахуванням оберненого зв‘язку та

ризиків.

Для оптимізації інформаційних потоків Рl контролюючого підприємства і

покращення системи захисту ПТ використаємо аналогічно як у [4] функціонал

якості J() з урахуванням оберненого зв‘язку i ризику RNU, метою застосування

яких є удосконалення технології антикорозійного захисту металевих ПТ:

optdtsuyfRFBPJkt

t

NUl 0

),,,(),,( , min, SINU EPR , (1)

optRYRFBPJ NUNNUl ),,( , (2)

де y – вектор заданих впливів (yj(t) – компоненти вектора y , j = 1,2,…,n);

u – вектор керувань; s – вектор невизначених збурень; [t0, tk] – інтервал часу, в

якому розглядається процес (формування оптимальних значень інформаційних

потоків Рl, l=1,2,…,m); m – загальне число інформаційних потоків, які мають

відношення до даного наукового проекту; ),,,( suyf – функція, що відображає

показник якості; FB – функція, яка характеризує обернений зв'язок (Feed-back)

між потоками Pl і оточенням підприємства з урахуванням думок експертів; –

195



усереднений коефіцієнт чутливості приладів інформаційно-вимірювальної сис-

теми (ІВС), яка використовується для контролю стану захисного покриття тру-

бопроводів методом катодної поляризації; , , – коефіцієнти вагомості. Тут

символ opt відповідає умові оптимальності функції компромісу ().

Доповнимо систему (1) – (2) інформацією про параметри, які характеризу-

ють конкретний підземний трубопровід в умовах експлуатації. Для цього необ-

хідно врахувати у співвідношеннях (1), (2) вплив на надійність YN ПТ внутріш-

нього робочого тиску pS, напружень y від температурних перепадів T, нерів-

номірності укладки трубопроводу у траншею, зокрема [5]:

S

NYKSyNK

Y

YTpYY

hHL

hH

;,,, ;

4

822

. (3)

Тут K – кривизна труби на ділянці трубопроводу; Н – проектна зміна поз-

начки розташування трубопроводу; h – величина похибки укладання трубоп-

роводу по глибині; L – довжина хвилі трубопроводу з однаковою кривизною K;

YN – функція надійності ділянки трубопроводу (математичне сподівання резер-

ву міцності); YS – стандартне (нормативне) значення резерву міцності; Y – ха-

рактеристика безпеки.

Висновок

Запропоновані математичні співвідношення враховують нагромадження

пошкоджень у металі, якість і надійність лінійної ділянки в умовах поширення

корозійних втомних тріщин у підземних металевих трубопроводах, що знахо-

дяться в агресивних середовищах, зокрема, у морській воді чи ґрунтовому елек-

троліті. Наведені вирази (1) – (3) є основою оптимізаційної задачі, в результаті

розв‘язання якої будуть удосконалені нормативно-технічні документи для ме-

талевих підземних трубопроводів, які знаходяться в умовах малоциклової коро-

зійної втоми.


1. ГОСТ 32388-2013 Трубопроводы технологические. Нормы и методы расчета

на прочность, вибрацию и сейсмические воздействия. – М.: Стандартин-

форм, 2014. – 109 с.

2. Крижанівський Є. І. Низькочастотна втома та корозійна втома підземних ма-

гістральних трубопроводів / Є. І. Крижанівський, Л. Я. Побережний // Меха-

нічна втома металів. Праці 13-го міжнародного колоквіуму (МВМ-2006), 25

– 28 вересня 2006 року – Т. : ТДТУ, 2006 – С. 351 – 354.

3. Похмурський В. І. Корозійна втома металів та сплавів / В. І. Похмурський,

М.С. Хома. – Львів: Сполом, 2008. – 300 с.

4. Юзевич В. М. Економічний аналіз рівнів ефективності та якості інтернет-

платіжних систем підприємства / В. М. Юзевич, О. В. Клювак // Бізнес Ін-

форм. – 2015. – 1. – С. 160 – 164.

5. Пічугін С. Ф. Надійність лінійної частини підземних магістральних трубоп-

роводів / С. Ф. Пічугін, О. Є. Зима, П. Ю. Винников // Збірник наукових

праць. Серія: галузеве машинобудування, будівництво. – Полтава: ПолтНТУ,

2015. – Вип. 1(43). – С. 17 – 28.

196



АДАПТИВНЕ ВІДНОВЛЕННЯ РАДІОЗОБРАЖЕНЬ ПРОСТОРОВИХ

РУХОМИХ ОБЄКТІВ

Братченко Г. Д., д.т.н., професор, Смаглюк Г. Г., Григор’єв Д. В.


м. Одеса

Отримання двовимірних радіозображень (РЗ) рухомих об‘єктів можли-

ве при застосуванні широкосмугових зондувальних сигналів у сполученні з

інверсним синтезуванням апертури [1]. Випадкові складові руху цілі (зміна

ракурсу спостереження, кут крену та тангажу) призводять до фазової моду-

ляції сигналу від кожної «блискучої точки» на цілі. Застосування методів

спектрального аналізу при цьому не буде оптимальним для відновлення зо-

браження цілі. При скороченні часу спостереження можливо знайти окремі

ділянки траєкторії на яких ціль рухається практично прямолінійно [2], але

при цьому знижується роздільна здатність у напрямку поперечному до лінії

візування. При відтворенні зображення за допомогою швидкого перетворен-

ня Фур‘є це досить сильно вливає на якість зображення. Кращі результати в

таких випадках можна отримати за допомогою параметричних алгоритмів

спектральних оцінок, наприклад, алгоритму Кейпона або методу максималь-

ної ентропії [1, 3], але при їх використанні втрачається фазова інформація, з

якої принципово можливо отримати інформацію про просторове положення

«блискучих точок» в часі.

В доповіді представлені результати вимірювання законів зміни фаз си-

гналів від «блискучих точок» на цілі за послідовністю отриманих за час спо-

стереження двовимірних радіозображень.

Для дослідження такої можливості виконувалось математичне моделю-

вання з використанням програми RTBS [4]. Моделювались рівномірний обе-

ртальний рух літака B-52 (на поворотному столі) та його прямолінійний по-

літ в умовах впливу турбулентності ясної погоди (висота польоту – 8000 м,

швидкість польоту – 750 км/год, відстань до цілі – 100 км, початковий курс

огляду цілі – 90о, час спостереження цілі – 8 с) . У випадку рівномірного обе-

ртального руху цілі фаза змінюється практично за лінійним законом (рис. 1).

Роздільна здатність радіолокатора при цьому як у напрямку спостереження,

так і у поперечному до нього складала близько 1 м.

а)

б)

Рисунок 1 – Зміна кута ракурсу цілі при обертальному русі (а) та відстежений

закон зміни фази «блискучої точки» на фюзеляжі літака (б)

197



У випадку прямолінійного руху цілі в турбулентній атмосфері закон

зміни кутів курсу, крену, тангажу суттєво відрізняється від лінійного

(рис. 2, а). Завдяки впливу випадкових змін орієнтації цілі у просторі, закон

зміни фази від блискучої точки на фюзеляжі є суттєво нелінійним (рис. 2, б).

а)

б)

Рисунок 2 – Зміна кутів орієнтації цілі в просторі при польоті в атмосфері (а),

та відстежений закон зміни фази «блискучої точки» на крилі (б), t=2-7

∙n с

Сукупності законів зміни фаз для різних блискучих точок та їх поло-

ження на двовимірних радізображеннях представлені в доповіді.

Таким чином показано, що для кращого визначення положення блиску-

чих точок на радіозображенні цілі можливо використовувати параметричні

методи спектрального аналізу, а за послідовністю зображень отриманих із

застосуванням швидкого перетворення Фур‘є при цьому відстежувати зміни

фаз відбитих від точок сигналів. Такі закони далі можуть використовуватись

для оцінки просторових координат точок на цілі.


1. Ширман Я. Д. Методы радиолокационного распознавания и их моделиро-

вание / Я. Д. Ширман, С. А. Горшков, С. П. Лещенко, Г. Д. Братченко, В.

М. Орленко // Зарубежная радиоэлектроника. – Москва, 1996. – 11. –

С. 3-63.

2. Zheng Bao. Time-frequency approaches to ISAR imaging of maneuvering tar-

gets and their limitations / Z. Bao, C. Sun, M. Xing // IEEE Transactions on

aerospace and electronics system. Vol. 37. No 3. July 2001. – P. 1091-1099.

3. Thomas G. Moore. Enhanced Imagery Using Spectral-Estimation-Based Tech-

niques / T. G. Moore, B. W. Zuerndorfer, E. C. Burt // Lincoln Laboratory

Journal, Volume 10, Number 2, 1997. – P. 171-186.

4. Radar Target Backscattering Simulation Software and User's Manual /

S. A. Gorshkov, S. P. Leshсhenko, V. M. Orlenko, S. Yu Sedyshev,

Y. D. Shirman – Boston-London: Artech House, 2002. – 71 р.

198



СЕКЦІЯ 6

МЕТРОЛОГІЯ ТА МЕТРОЛОГІЧНЕ

ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

199



ТЕРМОАНЕМОМЕТРИЧНИЙ ДАТЧИК ШВИДКОСТІ ПОТОКУ

Сторожук Н. І., Кучерук В. Ю., д.т.н., професор

Вінницький національний технічний університет,

м. Вінниця

Постановка проблеми. Найважливішим завданням сучасної вимірювальної

техніки взагалі і особливо техніки вимірювання витрати, кількості і місткості

речовин, є створення умов для контролю за достовірністю показань роботи

приладів, проведення калібрування і атестації приладів на рівні, що забезпечує

їх безперервне вдосконалення. Це завдання ставиться особливо актуально в

наші дні через те, що ціни на енергоносії постійно збільшуються. І в зв‘язку з

цим, через неточний облік кількості енергоносіїв, сировини або готової продук-

ції промисловість в цілому і підприємства зокрема несуть величезні матеріальні

збитки.

Вимірювання параметрів рідких та газоподібних речовин широко застосо-

вують у різних галузях народного господарства, зокрема, в нафтодобувній про-

мисловості, в нафтопереробних та нафтогазотранспортних системах, харчовій

промисловості. Без правильного визначення витрат компонентів неможливо

провести якісні технологічні процеси в хімічній, енергетичній, целюлозній та

інших галузях промисловості.

Вимірювання витрат становлять понад 15 % від усіх промислових вимірю-

вань. Похибки вимірювань витрат в промислових умовах становлять 1...2 %,

хоча в окремих галузях спостерігається тенденція її зменшення до рівня

0,2...0,5 %.

Актуальність вимірювання заданого параметра середовища (водяної пари)

з необхідною точністю в наш час не викликає сумнівів. Актуальність вимірю-

вання витрати рідини, газу та пари полягає в необхідності максимальної еконо-

мії енергетичних і водних ресурсів країни. Зниження похибки вимірювань хоча

б на 1% може забезпечити багатомільйонний економічний ефект. За показами

приладів витрати та кількості здійснюється планування норм витрати і втрат

речовин, врахування їх при зберіганні, відпуску і розподілі, забезпечення опти-

мальності технологічних процесів, що і визначає якість продукції, що випуска-

ється.

Підвищення точності досягається як за рахунок застосування нових про-

гресивних методів і приладів (тахометричних, електромагнітних, ультразвуко-

вих і т. і.), так і за рахунок вдосконалення старих класичних методів.

У теплових витратомірах вимірювання проводяться або по охолодженню

нагрітого тіла, поміщеного в потік – термоанемометри, або по перенесенню те-

плової енергії між двома розташованими вздовж потоку точками – калоримет-

ричні витратоміри.

Основний матеріал. Розглянемо термоанемометричний принцип роботи

витратомірів.

Термоанемометричні датчики засновані на зміні коефіцієнту теплопереда-

чі, який є функцією швидкості потоку. Такі датчики використовують принципи

теплопередачі, щоб визначити швидкість потоку середовища.

200



Швидкість потоку змінює втрати теплової енергії нагрівачем: коли потік

проходить через датчик, тепло переноситься з датчику в потік. По мірі збіль-

шення швидкості потоку, збільшується і кількість тепла, яке передається, а це

означає, що збільшення швидкості призводить до охолодження. Цей ефект при-

зводить до зміни коефіцієнта теплопередачі. Отже, охолодження є функція по-

току маси.

Застосовуючи контролери, може бути досягнута постійна різниця темпера-

тур між нагрівачем і датчиком температури. Цей принцип вимірювання назива-

ється «анемометр постійної температури» (Constant Temperature Anemometer –

CTA). Додана електрична потужність, яка контролює різницю температур, є

функцією від швидкості потоку. Потужність перетворюється в вихідний сигнал

напруги з мостовою схемою, і може бути легко зчитана. Знаючи температуру

середовища, швидкість потоку може бути визначена з кількості компенсації на-

пруги, необхідної для підтримки постійної різниці температур.

Діапазон вимірювань витрати дуже широкий і може бути відрегульований

для конкретного застосування. Через електронний ланцюг, можна збільшити

температуру нагрівача відповідно до температури середовища.

CTA-режим складається з простого ланцюга зворотного зв‘язку для регу-

лювання температури нагрівача на датчику витрати, а швидкість потоку змінює

втрати теплової енергії нагрівачем.

Моделювання термоанемометра (ТА) постійної температури. Досліджуємо

вплив температури перенагрівання ΔT ЧЕ (чутливого елемента) на чутливість

термоанемометра постійної температури. Відомо, що коефіцієнт розсіяння ви-

значається як кількість теплоти, що віддається ТЧЕ (термочутливий елемент) в

одиницю часу при різниці температур між поверхнею і повітряним потоком,

рівній одному градусу :

1 ,w g

PH

T T

(1)

де Р1 – потужність,що розсіюється ТЧЕ, Тw і Тg – температура ЧЕ і газу від-

повідно. В усталеному режимі роботи термоанемометра потужність, що розсію-

ється в потоці, Р1 рівна потужності Р2, що підводиться до ТЧЕ : 2

1 2

t

UP P

R , (2)

де U – напруга, прикладена до ЧЕ, Rt – опір ЧЕ. Підставимо вираз Р1 з (2) в

(1), запишемо відносно напруги, отримаємо

w g tU T T R H . (3)

З (3) випливає, що корисний сигнал термоанемометра залежить від темпе-

ратури перенагрівання, опору ТЧЕ і коефіцієнта розсіяння, який, в свою чергу,

залежить від швидкості потоку газу. Остання залежність лежить в основі робо-

ти термоанемометра. Визначимо чутливість термоанемометра за швидкістю:

0,5

v w g t

dHS T T R

dv

. (4)

З отриманого виразу випливає, що чутливість термоанемометра тим вище,

чим більше добуток перенагрівання на опір ЧЕ w g tT T R .

201



Очевидно, що в випадку застосування в якості ТЧЕ термоанемометра дро-

тового або плівкового датчика з металу (вольфрам, платина та ін.), чутливість

термоанемометра буде тим вище, чим більше перенагрівання ТЧЕ. Це поясню-

ється тим, що метали мають позитивний температурний коефіцієнт опору

(ТКО). Неоднозначність з‘являється в випадку застосування в якості ТЧЕ тер-

містора, так як термістор має негативний ТКО і зі збільшенням температури

його опір зменшується за експоненціальному закону 0

0

0

T TB

T T

tR R e

, (5)

де Rt – опір термістора при температурі Т; R0 – опір термістора при темпе-

ратурі Т0.

Залежності коефіцієнта чутливості термоанемометра від температури ТЧЕ

при температурах повітря 15 и 35 ºС (стандартний діапазон для житлових при-

міщень), отримані для термістора з параметрами R0=5000 Ом і B=3500 K, наве-

дені на рис. 1.

Висновки. З результатів випливає, що існують оптимальні температури

термістора, за яких чутливість ТА максимальна. Наприклад при температурі

повітряного потоку 15 ºС оптимальною є температура термістора порядку

46 ºС, а при Tg=35 ºС – порядку 70 ºС. Нижче представлені результати розраху-

нку оптимальної температури ТЧЕ (рис. 2) і оптимальної температури перенаг-

рівання (рис. 3) для різних температур газу.

30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

0

50

100

150

200

Tg=350C

Tg=150C

Tw 0C

( Т Rt), (град*Ом)0,5

Рисунок 1 – Залежність коефіцієнта чутливості термоанемометра від

температури ЧЕ Tw при 15 і 35ºС температурі газу Tg

З результатів моделювання випливає, що при застосуванні ТА постійної

температури в широкому діапазоні робочих температур вимірюваних потоків

оптимальна температура розігріву Tw термісторного ТЧЕ також змінюється в

достатньо широких межах. Наприклад, при зміні температури потоку від 0 до

50 ºС оптимальна температура розігріву термістора змінюється в межах від 28

до 90 ºС. Аналіз результатів показує, що найбільш критичним для ТА постійної

температури є режим, при якому температура газу максимальна, так як з зрос-

танням температури потоку чутливість ТА падає. Таким чином, обґрунтованою

слід вважати рекомендацію по вибору оптимальної температури термістора ТА

постійної температури саме для максимальної робочої температури газу. В ви-

падку, що розглядається, в робочому діапазоні температур газу від 0 до 50 ºС

оптимальною є температура термістора 90 ºС.

202



0

20

40

60

80

90

70

50

30

10

20 40 600 Tg 0C

Tw 0C

0

10

20

30

40

45

35

25

15

5

20 40 600 Tg 0C

dT 0C

Рисунок 2 – Залежність оптимальної

температури ТЧЕ від температури газу

Рисунок 3 – Залежність оптимальної

температури перенагрівання ТЧЕ від

температури газу

Нижче наведені результати моделювання чутливості ТА постійної темпе-

ратури (рис. 4 і 5), отримані для температури газу Tg=20 ºС при різних перенаг-

ріваннях і коефіцієнтах розсіювання термістора. За результатами моделювання

виконаємо оцінку основних метрологічних характеристик ТА постійної темпе-

ратури. При температурі газу Tg=20ºС і оптимальному перенагріванні dT=30 ºC

встановлені:

– діапазон вихідних напруг ТА, В від 1,4 до 3,2

– мінімальна чутливість, В•ºС/мВт 3200

– максимальна чутливість, В•ºС/мВт 7200

– максимальна температура термістора Tw max 50

10 20 30 40 50 60 70 80 90

0

2

4

6

S 10-3, B°C мВт

Tg=200C

H=0,1мВт 0C

dT, 0C

H=0,2мВт 0C

H=0,5мВт 0C

0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45

0

2

4

6

S 10-3, B°C мВт

H, мВт 0C

1

3

5

7Tg=200C

dT=30 0C

dT=60 0CdT=10

0C

Рисунок 4 – Залежність чутливості за

швидкістю ТА постійної температури

від перенагрівання термістора при

різних коефіцієнтах розсіювання тер-

містора

Рисунок 5 – Залежність чутливості за

швидкістю ТА постійної температури

від коефіцієнта розсіювання терміс-

тора при різних перегрівах термістора


1. Thermal Mass Flow Sensor FS5. Data sheet. http://www.ist-ag.com.

2. Український Ю. Д. Визначення та забезпечення оптимальних теплових ре-

жимів термісторних термоанемометрів постійної температури / Ю. Д. Укра-

инский, Д. Н. Кузнецов, Д. Е. Балюра // Зб. наук. пр. ДонНТУ. Серія: Об-

числювальна техніка та автоматизація. – 2007. – Вип. 12 (118). – С. 177-182.

203



ФОТОЕЛЕКТРИЧНИЙ СЕНСОР ДИФУЗНОГО ТИПУ НА ОСНОВІ

ДЕТЕРМІНОВАНО-ХАОТИЧНОГО СИГНАЛУ

Мостовий Д. В., аспірант

Вінницький національний технічний університет,

м. Вінниця

У статті розглядається приклад використання детерміновано-хаотичного

сигналу в якості детектора слабких періодичних сигналів на тлі переважаючих

шумів. Пропонується отриманий сигнал, що містить шум, і корисний сигнал

подавати в неавтономний генератор хаотичного сигналу [1]. Спочатку парамет-

ри генератора хаосу повинні бути підібрані таким чином, щоб забезпечити бли-

зькість робочої точки до межі періодичного і хаотичного режимів.

В даний час випускається велика різноманітність фотоелектричних сенсо-

рів, призначених для засобів автоматизації. Умови експлуатації таких сенсорів

в промисловому виробництві можуть бути важкими. До важких факторів нале-

жать: вібрації і промислові шуми, висока запиленість, великі відстані до конт-

рольованого об‘єкта [2]. Стосовно до схемо технічної побудови сенсора ці фак-

тори призводять до погіршення відношення сигнал / шум на вході пристрою і

вимагають використання методів виділення сигналів на тлі завад.

Для вирішення подібних технічних завдань існують різноманітні підходи,

що складаються в особливій обробці основного робочого сигналу сенсора аж до

застосування цифрових сигнальних процесорів. Серед відомих методів лінійної

обробки сигналу на тлі шумів відзначимо узгоджену фільтрацію і кореляційний

прийом. Проте завдання виділення слабких сигналів на тлі переважаючих шу-

мів залишається актуальною, отримуючи рішення на основі нелінійних радіоте-

хнічних систем, в тому числі і детермінований-хаотичний сигнал.

Розглянемо принцип роботи біфуркаційного функціонального перетворю-

вача. Його основу складає неавтономна система, яка демонструє хаотичну по-

ведінка. Параметри системи підбираються таким чином, щоб забезпечити бли-

зькість до межі періодичного і хаотичного режимів, на якій виникає хаос через

переміжність.

Важливою властивістю народження хаосу через пересічність є жорстка

зміна динаміки руху системи в цілому і зміна чутливості траєкторії до початко-

вих умов або невеликим її відхилень при незначній зміні одного з параметрів.

Так, якщо рух хаотичний, то невеликі відхилення будуть приводити до усклад-

нення траєкторії, тобто дія шумового сигналу на систему в хаотичному режимі

буде приводити до збільшення стохастичності руху [3]. У до критичному ре-

жимі періодичних коливань старший показник Ляпунова стає негативним, тоб-

то періодична траєкторія стає стійкою до шумо-подібних відхилень, зберігаючи

свою періодичність. Вибір даної критичної точки в якості основної для ство-

рення біфуркаційного варіанту вимірювального перетворювача повинен забез-

печити здатність до виявлення слабких на тлі шумів сигналів і стати кроком до

створення сенсорів з завадостійкістю на фізичному рівні.

За основу може бути взята практично будь-яка неавтономна система, яка

демонструє хаотичну поведінку. Одним з представників сімейства Чуа є неав-

тономний генератор Murali-Lakshmanan-Chua, який отримав назву MLC-

204



ланцюг. MLC-ланцюг топологічно простий, має два реактивних елемента і один

нелінійний елемент з кусочно-лінійною характеристикою, є опорний генератор,

щодо якого легко аналізувати стан цього ланцюга [4].

Крім налаштування генератора хаосу близько до точки біфуркації, також

необхідно визначити допустимі величини для вимірювального сигналу і рівня

шуму, що супроводжує його. Якщо виявиться, що потужність перешкоди пере-

вищить деяке значення, то це призведе до того, що періодичний режим, незва-

жаючи на свою стійкість, буде порушений. Також, якщо амплітуда вимірюва-

льного сигналу виявиться недостатньою для переходу в інший режим, то не

вдасться скористатися перевагами біфуркаційного підходу [5].

Використання генератора хаосу в якості вимірювального перетворювача

можливо там, де потрібно здійснити виявлення періодичного сигналу на тлі пе-

реважаючих шумів.

Розглянута можливість використання неавтономного генератора хаосу в

якості детектора сигналів на прикладі MLC-ланцюга. Визначено найбільш під-

ходящі параметри системи, необхідні для роботи генератора хаосу в якості де-

тектора сигналів.

Здатність детерміновано-хаотичного сигналу до виявлення періодичних

сигналів на тлі шумів сильно варіюється в залежності від ширини смуги частот

шуму і відношення сигнал / шум (SNR). У випадках, коли SNR стає менше де-

якого значення, здатність до виявлення різко падає навіть при заданні будь-

якого, як завгодно великого інтервалу часу виявлення. Причиною цього є об-

межена здатність генератора зберігати періодичний режим під зовнішнім шу-

мовим впливом, отже, потужність шумової перешкоди на вході детектора не

повинна перевищувати деякого значення.


1. Лысенко О. Фотоэлектрические датчики компании Sick AG // Электронные

компоненты. – 2005. – 5. – «Электроника». – С. 8 – 10.

2. Домбровский А. Н., Решетняк С. А. О стохастической фильтрации сигналов

в нелинейных системах // Радиотехника и электроника. – 2009. – Т54, 11.

– С. 1369 – 1371.

3. Кучерук В. Ю. Хаотичні коливання в RL-діодних колах високочастотного

сінусоїдного струму // Тези доповідей ХІІ міжнародної конференції «Конт-

роль і управління в складних системах» КУСС-2014, м. Вінниця, 14 – 16

жовтня 2014 р. – С. 65.

4. Кучерук В. Ю. Використання теорії детермінованого хаосу при обробленні

віброакустичних сигналів / В. Ю. Кучерук, д.т.н., О. В. Грабовський, к.т.н.,

М. С. Павловська // Збірник наукових праць Одеської державної академії

технічного регулювання та якості. – Одеса, 2014. – Випуск 1(4). – С. 81 – 84.

5. Патрушева Т. В. Обнаружение слабых периодических сигналов на фоне

шумов в приборах контроля, основанных на использовании генератора хао-

са / Т.В. Патрушева, Е.М. Патрушев // Измерение, контроль, информатиза-

ция. Материалы Четырнадцатой междунар. науч.-тех. конф. – Барнаул, 2013.

– С. 46 – 51.

205



СТАТИСТИЧНІ МЕТОДИ ОБРОБКИ РЕЗУЛЬТАТІВ ВИМІРЮВАНЬ ТА

ЇХ ЗАСТОСУВАННЯ ДЛЯ ОЦІНЕННЯ КОМПЕТЕНТНОСТІ

КАЛІБРУВАЛЬНИХ ЛАБОРАТОРІЙ

Омельчук І. А., заступник начальника відділу метрологічного забезпечен-

ня, вимірювань та наукової діяльності – начальник калібрувальної

лабораторії ДП «Житомирстандартметрологія»,

м. Житомир

У даній роботі розглянуто

Основні напрямки та принципи оцінення якості роботи калібрувальних ла-

бораторій шляхом перевірки кваліфікації. Також запропоновано метод оцінення

результатів вимірювання отриманих при калібруванні одного й того ж ЗВТ, що

були отримані різними лабораторіями та їх застосування в практиці міжлабора-

торних порівнянь.

Вступ

В умовах спрямування України до Європейського союзу, перед промисло-

вістю постає ряд нових цілей, щодо модернізації та вдосконалення виробницт-

ва. Однією з таких цілей є впровадження європейських стандартів, підходів до

контролю якості роботи обладнання, як випробувального так і лабораторного і

технологічного.

То ж в метрологічну практику було введено термін «калібрування». Згідно

з ДСТУ\ISO 17025 [1], калібрування є добровільним і проводиться лише за за-

мовленням власника ЗВТ, який зацікавлений в підтриманні справного стану

вимірювального обладнання та несе відповідальність за якість вимірювань па-

раметрів, які ним контролюються. Також в ДСТУ\ISO 17025 наведені вимоги

яким повинні відповідати калібрувальні лабораторії та способи оцінювання

компетентності калібрувальних лабораторій в наступному поданні:

П. 3.4 міжлабораторні порівняння

організація, проведення і оцінка вимірювань і випробувань на тих же або

аналогічних елементах двома або більше лабораторіями відповідно до заздале-

гідь заданих умов [1]

П.3.5 перевірка компетентності

«оцінка показників роботи учасника за заздалегідь встановленими критері-

ями за допомогою міжлабораторних порівнянь» [1].

Одним з факторів оцінювання роботи метрологічного центру, чи калібру-

вальної лабораторії згідно нової нормативної бази є результати підтвердження

компетентності при міжлабораторному порівнянні результатів вимірювання

(МПР). Саме проведення МПР дозволяє оцінити достовірність, точність резуль-

татів вимірювань та калібрувань і виявити недоліки в роботі лабораторії.

Існуючі методи

На сьогоднішній день в Україні діє Закон України «Про метрологію та ме-

трологічну діяльність», щодо законодавчо регульованої метролології та ДСТУ

ISO/IEC 17025-2006 «Загальні вимоги до компетентності калібрувальних та ви-

пробувальних лабораторій» для видів устаткування, що не входить в перелік

законодавчо регульованих ЗВТ. Певні розділи вищевказаного стандарту вима-

гають від лабораторії наявності системи оцінювання кваліфікації персоналу та

206



результатів випробувань за межами лабораторії, тобто акредитовані лабораторії

зобов‘язані забезпечувати постійну відповідність вимогам, щодо конкретних

видів метрологічних робіт, на які вони акредитовані.

В політиці ІЛАК щодо участі в діяльності з професійних випробувань [3],

однією з основних цілей окреслено наявність плану порівняльних випробувань

(ПВ).

Однією з головних особливостей Керівного документу EA щодо рівня і ча-

стоти участі у професійних випробуваннях (EA-4/18) є вимога від лабораторії

розроблювати план ПВ.

Це дозволяє лабораторіям аналізувати їхні власні потреби та обирати від-

повідний «рівень»» і «частоту» участі [3].

В політиці НААУ щодо участі органів з оцінки відповідності у міжлабора-

торних порівняннях та перевірках кваліфікації [4], також обов‘язковою вимо-

гою є участь у МПР, та наявність стратегії участі у порівняльних випробуван-

нях. Згідно [4], МПР та ПК розглядаються як важливий інструмент для демон-

страції компетентності та підтримання якості технічної діяльності лабораторій.

Враховуючи конкурентні засади роботи суб‘єктів на ринку послуг, лабораторії,

які перебувають у процесі акредитації або вже були акредитовані, повинні мати

розроблену стратегію участі у відповідних ПК (дана стратегія повинна розроб-

лятись з урахуванням ризиків діяльності органів з оцінки відповідності) та інші

процеси контролю якості та забезпечення якості технічної діяльності.

Акредитована КЛ, ВЛ повинна щонайменше один раз брати участь у про-

грамах перевірки щодо якості проведення калібрувань, випробувань в межах

міжакредитаційного періоду [1]. Дана вимога нормативної документації обумо-

влена в першу чергу зацікавленістю лабораторій в справному обладнанні та пі-

дтриманні кваліфікації персоналу. У разі неможливості проведення порівняль-

них калібрувань, випробувань використовують інші способи контролю резуль-

татів, наприклад, двосторонні порівняння результатів вимірювань з іншою ла-

бораторією, що має акредитацію [4]. Один з таких способів представлено до

розгляду.

Міжлабораторні порівняння результатів вимірювань (МПР) відповідно ви-

значення ISO/IEC DIS 17043:2010 – «це організація, проведення і оцінка ре-

зультатів вимірювань на однакових або подібних контрольних зразках двома

або більш лабораторіями у відповідності з заданими умовами» [2]. Перевіркою

(лабораторії) на якість проведення вимірювань згідно з [2] є «визначення за до-

помогою міжлабораторних порівнянь здатності даної лабораторії проводити

вимірювання».

Програми міжлабораторних порівнянь результатів вимірювань або «про-

грами професійного тестування лабораторій» (назва, що частіше застосовується

в міжнародних стандартах) є обов‘язковим і невід‘ємним елементом зовнішньо-

го контролю якості результатів вимірювань в загальній системі якості випробу-

вальної лабораторії та відіграє важливу роль при оцінці компетентності лабора-

торії як під час її акредитації (атестації), так і протягом контролю її діяльності.

В ISO/IEC 17043-2010 Оцінка відповідності. Основні вимоги до проведен-

ня перевірки кваліфікації. встановлюються загальні вимоги до компетентності

провайдерів програм перевірки кваліфікації, а також до розробки й реалізації

програм перевірки кваліфікації.

207



Також, в п. 3.12 стандарту введено поняття робастний статистичний метод

(robust statistical method): Статистичний метод, нечутливий до невеликих відхи-

лень від допущень, прийнятих за основу в передбачуваній імовірнісній моделі.

Одним з ключових питань при проведенні МПР є вибір зразків з приписа-

ними значеннями та інтерпретація результатів порівнянь.

Особливу увагу слід приділити саме вибору зразків, оскільки в контексті

проведення МПР в калібрувальній лабораторії варто пам‘ятати, що зразком є

засіб вимірювальної техніки, калібрування якого проводиться.

B.3.1.1 ISO/IEC 17043-2010 зазначено, що результати перевірок кваліфіка-

ції часто необхідно перетворювати в статистики, що характеризують функціо-

нування, з метою їх інтерпретації й можливості порівняння із установленими

цілями. Завданням є вимір відхилення від приписаного значення таким спосо-

бом, який дозволяє виконати порівняння із критеріями оцінки характеристик

функціонування. Можливе застосування як простих статистичних методів, які

не вимагають обробки, так і складних методів зі статистичними перетворення-

ми [2]. Статистики функціонування повинні бути підходящими для інтерпрета-

ції усіма учасниками. Тому статистики повинні бути підходящими для відпові-

дних видів вимірювань і бути зрозумілими або загальноприйнятими в конкрет-

ній області [2].

Використовувані в більшості випадків статистики для кількісних результа-

тів приводяться нижче в порядку зростання ступені перетворення результатів

учасників.

a) Різниця D розраховується по формулі (1):

( )D x X , (1)

де x – результат учасника;

X – приписане значення.

b) Процентна різниця D% розраховується по формулі (B.2):

%

( )100

x XD

X

. (2)

c) Кількісний показник z розраховується по формулі (3):

ˆ

x Xz

, (3)

де – стандартне відхилення для оцінки кваліфікації.

Але при деяких видах вимірювання, наприклад при оптико-фізичних вимі-

рюваннях, часто важко підібрати зразок для випробування з приписаним йому

значенням. Складність обумовлена тим, що зразками для випробування в каліб-

рувальній лабораторії являються ЗВТ, що калібруються за допомогою еталон-

ної бази лабораторії. А еталонна база, наприклад комплекти світлофільтрів, які

є еталоном при калібруванні фотометрів, хоч і забезпечують простежуваність,

але мають свої значення величини коефіцієнта пропускання, які приписані для

кожного комплекту індивідуально. Тож при МПР практично не існує однієї то-

208



чки калібрування, яка була б спільною для багатьох лабораторій. Кожна лабо-

раторія може відкалібрувати ЗВТ в точках, обумовлених відкаліброваними ета-

лонами, кожен набір яких має індивідуальні значення.

Тож проблема розробки універсального, простого та зрозумілого методу

оцінювання компетентності лабораторій є актуальною на сьогоднішній день.

Як видно з [4] калібрувальні лабораторії можуть використовувати інші

способи контролю результатів, наприклад двосторонні порівняння результатів

вимірювань з іншою лабораторією, що має акредитацію. Але в даному випадку

постає ряд питань щодо вибору опорних точок при порівнянні результатів ви-

мірювань під час калібрування та вибору критеріїв оцінювання правильності,

оскільки еталонна база лабораторій, що порівнюють результати є каліброва-

ною, але з однаковими чи дуже близькими значеннями невизначеності.

Актуальність даної розробки полягає в узагальненні та адаптації статисти-

чних методів оброблення результатів міжлабораторних порівнянь калібруваль-

них лабораторій при відсутності єдиних значень еталонної бази, що приписані

їм під час калібрування.

Мета і задачі дослідження

Метою розробки є узагальнення методів, що існують на сьогоднішній день,

та адаптація їх до умов використання в метрологічній практиці, впровадження в

метрологічну практику новітніх методів оцінювання якості роботи калібрува-

льних лабораторій з метою вдосконалення їх роботи.

Математичний апарат та методика виконання методу, що пропонується.

На сьогоднішній день методи статистичного моделювання широко викори-

стовуються в економічних розрахунках та прогнозах. Та при адаптування до

потреб калібрувальних лабораторій, вони можуть бути застосовані в метрологі-

чній практиці.

Послідовність виконання методу, що пропонується.

Під час МПР кожна лабораторія (оператор) отримує дані калібрування од-

ного й того ж ЗВТ за зареєстрованими та відвалідованими в кожній лабораторії

методиками.

Калібрування проводиться в калібрувальній лабораторії. Виконується

шість серій вимірювань по п‘ять вимірювань в кожній серії.

Всі результати заносяться до протоколу, та обробляються наступним чи-

ном:

по кожному з операторів порівняння проводиться розрахунок розширеної

невизначеності за відвалідованою в лабораторії методикою;

дані, отримані в процесі розрахунку невизначеності, використовуються як

вхідні при оцінюванні довірчої похибки, правильності збіжності та відтворюва-

ності результату.

Для переходу від абсолютних величин до відносної оцінки пропонується

виконувати оцінення не абсолютних та відносних похибок, а довірчих інтерва-

лів.

Нижче наведено для прикладу витяг з розрахунку для оцінення кваліфіка-

ції лабораторії при МПР. В якості зразка взято фотометр типу ULAB.

209



Таблиця 1 – Вхідні дані лабораторії 1

Відносні

одиниці

Ціна

под. 0,01

%

Т 93,26000

1 93,26 93,20 93,40 93,20 93,40 93,20

2 93,26 93,40 93,20 93,40 93,20 93,40

3 93,26 93,60 93,20 93,60 93,20 93,60

4 93,26 93,40 93,20 93,40 93,20 93,40

5 93,26 93,20 93,40 93,20 93,40 93,20

6 93,26 93,20 93,60 93,20 93,60 93,20

Відносні

одиниці

Ціна

под. 0,01

%

Т 70,38

1 70,38 70,50 70,43 70,50 70,43 70,50

2 70,38 70,40 70,52 70,40 70,52 70,40

3 70,38 70,54 70,29 70,54 70,29 70,54

4 70,38 70,43 70,50 70,43 70,50 70,43

5 70,38 70,52 70,40 70,52 70,40 70,52

6 70,38 70,29 70,54 70,29 70,54 70,29

Таблиця 2 – Вхідні дані лабораторії 2

Відносні

одиниці

Ціна

под. 0,01

%

Т 93,40

1 93,40 93,40 93,60 93,40 93,60 93,40

2 93,40 93,50 93,40 93,50 93,40 93,50

3 93,40 93,20 93,80 93,20 93,80 93,20

4 93,40 93,60 93,40 93,60 93,40 93,60

5 93,40 93,40 93,50 93,40 93,50 93,40

6 93,40 93,80 93,20 93,80 93,20 93,80

Відносні

одиниці

Ціна

под. 0,01

%

Т 81,20

1 81,20 81,20 81,80 81,20 81,80 81,20

2 81,20 81,00 80,90 81,00 80,90 81,00

3 81,20 81,50 81,20 81,50 81,20 81,50

4 81,20 81,80 81,20 81,80 81,20 81,80

5 81,20 80,90 81,00 80,90 81,00 80,90

6 81,20 81,20 81,50 81,20 81,50 81,20

Наступним кроком є оцінення довірчих відхилень в кожній точці калібру-

вання.

210



Таблиця 3 – Дані обрахунків довірчих відхилень лабораторії 1

Точка калібрування 93,26 %Т

Номер серії 1 2 3 4 5 6

Еталонне значення 93,26 93,26 93,26 93,26 93,26 93,26

Середнє арифметичне значення серії ви-

мірювань q 93,2800 93,3200 93,4400 93,3200 93,2800 93,3600

Стандартне відхилення серії вимірювань

S2(q) 0,0120 0,0120 0,0480 0,0120 0,0120 0,0480

Відносне стандартне відхилення серії Sср 0,0129 0,0129 0,0514 0,0129 0,0129 0,0514

Межа сумарної похибки δО 0,0331 0,0331 0,1321 0,0331 0,0331 0,1322

Нижня межа довірчого інтервалу DL 93,27 93,31 93,38 93,31 93,27 93,30

Верхня межа довірчого інтервалу DН 93,29 93,33 93,50 93,33 93,29 93,42

Нижня межа довірчого відхилення ∆L 0,01 0,05 0,12 0,05 0,01 0,04

Верхня межа довірчого відхилення ∆Н 0,03 0,07 0,24 0,07 0,03 0,16

Графічне представлення меж довірчого відхилення




Середнє арифметичне значення серії ви-

мірювань q 70,472 70,448 70,440 70,458 70,472 70,390

Стандартне відхилення серії вимірювань

S2(q) 0,0015 0,0043 0,0188 0,0015 0,0043 0,0188

Відносне стандартне відхилення серії

Sср 0,0021 0,0061 0,0266 0,0021 0,0061 0,0266




Нижня межа довірчого відхилення ∆L 0,0903 0,0630 0,0384 0,0763 0,0870 -0,0116



211



Таблиця 4 – Дані обрахунків довірчих відхилень лабораторії 2




Середнє арифметичне значення серії

вимірювань q 93,48 93,46 93,44 93,52 93,44 93,40

Стандартне відхилення серії вимірю-

вань S2(q) 0,0120 0,0030 0,1080 0,0120 0,0030 0,1080


Sср 0,0128 0,0032 0,1156 0,0128 0,0032 0,1156




Нижня межа довірчого відхилення ∆L 0,07 0,06 -0,08 0,11 0,04 -0,12






Середнє арифметичне значення серії

вимірювань q 81,4400 80,9600 81,3800 81,3800 80,9400 81,3200

Стандартне відхилення серії вимірю-

вань S2(q) 0,1080 0,0030 0,0270 0,1080 0,0030 0,0270


Sср 0,1326 0,0037 0,0332 0,1327 0,0037 0,0332




Нижня межа довірчого відхилення ∆L 0,1158 -0,2434 0,1490 0,0558 -0,2634 0,0890

Верхня межа довірчого відхилення ∆Н 0,3642 -0,2366 0,2110 0,3042 -0,2566 0,1510


212



Обрахунки проводяться наступним чином:

Визначається середнє арифметичне між значеннями обох операторів для

кожної серед 6 серій вимірювання

1( 1 2)

2j j jX q q , (4)

де: 1j

q , 2jq – середнє арифметичне серед вимірювання в серії; j – номер

серії.

Внутрішньо-серійне стандартне відхилення між результатами двох опера-

торів

22 2

1 1

1 1

1 2 1

n

j jj ji ji

i i

S x X x Xn

2 2

1 2 ,j jj jx X x X (5)

де: jix – порядковий номер вимірювання;

і – номер вимірювання в серії; j – номер серії;

n – кількість вимірювань в серії.

Перевіряється гіпотеза про рівність дисперсій в серіях 22

1 ,..., LSS за критерієм

Кохрена.

Для чого розраховується:

1. Середньоквадратичне відхилення збіжності

2

2 2 21 1 2 ...

L

j

j Lr r

SS S S

SL L

. (6)

2. Границю збіжності (допустиме розходження між результатами парале-

льних визначень)

, rr Q P n , (7)

де ,Q P n – квантиль Стьюдента.

3. Спільне середнє

1

L

j

j

X

XL

(8)

де: L – кількість серій вимірювання, j – номер серії.

4. Міжсерійне середнє квадратичне відхилення

2

1

1

L

j

j

B

X X

SL

. (9)

5. Середньоквадратичне відхилення результатів в умовах внутрішньо лабо-

раторної відтворюваності

2

2 rR B

SS S

n , (10)

де: n – кількість вимірювань в серії.

6. Границя внутрішньо лабораторної відтворюваності

213



2,77 RR S . (11)

Оцінка показника правильності.

Кожна серія вимірювань в умовах збіжності. Від серії до серії умови каліб-

рування, тип еталону, та оператор не змінюються. Після проведення вимірю-

вання одним оператором – прилад зупиняється, та проводиться друга хвиля ви-

мірювань, з ввімкнення та прогрівом приладу (виходом його на режим вимірю-

вання). Вимірювання поєднуються з вимірюваннями при оцінюванні збіжності.

Розраховується:

1

L

j

j

X

XL

. (12)

Спільне середнє

1

L

j

j

B

B BL

. (13)

Оцінюється систематична похибка

Міжсерійне середнє квадратичне відхилення

2

1

1

L

j

j

B

X X

SL

(14)

де: L – кількість серій вимірювання, j – номер серії.

Перевіряється значимість систематичної похибки в порівнянні з випадко-

вим розкидом результатів за критерієм Ст‘юдента:

22

.2

Bкр S

S Ut B

L

, (15)

де: C атестоване значення еталона або стандартного зразка (СЗ),

U розширена невизначеність атестованого значення для рівня довіри

0,95p . (ці дані наводяться в сертифікаті на еталон СЗ чи в свідоцтві про атес-

тацію).

За таблицею знаходять коефіцієнт Ст‘юдента St для числа ступенів свобо-

ди 1f L та рівня значимості 1 0,95 0,05 .

За умови, що .кр S St t , систематична похибка не є значимою.

Це є ознакою того, правильність результату вимірювання є задовільною,

розкид результатів вимірювання складає лише випадкова похибка.

Наступним кроком є визначення рівня випадкової похибки, для оцінення

якої запропоновано використати оцінення значимості коефіцієнта кореляції.

В даному випадку, вхідними даними є результати вимірювання обох опе-

раторів, кореляція між якими і оцінюється.

Слід зазначити, що розраховується саме математичний коефіцієнт кореля-

ції між двома масивами чисел, який характеризує ступінь наближення їх один

до одного. Даний обрахунок не слід сплутувати з кореляцією результатів вимі-

рювань. Результати вимірювань є некорельованими.

214



1

,

1( )( )

( 1)

( ) ( )

n

ij i kj k

j

i k

i k

x x x xn n

ru x u x

. (16)

Оцінюється значимість обрахованого коефіцієнта кореляції:

,

,

2 ( 2)1

i k

p

i k

rn t n

r

, (17)

де: pt – коефіцієнт Стьюдента для числа ступенів свободи 2n .

Дотримання даної нерівності – є ознакою того, що систематична похибка є

незначною, та відтворюваність результату вимірювання є задовільною.

Отже, якщо між довірчими інтервалами двох незалежних лабораторій спо-

стерігається відтворюваність, є доцільним вважати, результати вимірювань

обох лабораторій правильними, та достовірними.

Загалом, використання методів статистичної обробки результатів покра-

щить процес метрологічного контролю в лабораторіях та на підприємствах, за

рахунок отримання даних міжлабораторних порівнянь та їх аналізу в більш

простий, прийнятний для всіх учасників спосіб, який являється універсальним

для багатьох видів вимірювання.

Загалом – впровадження в практичну діяльність запропонованого методу,

дасть значний економічний ефект на підприємствах за рахунок зменшення про-

центу браку, та оптимізацію витрат на метрологічне забезпечення.


1. INTERNATIONAL STANDARD ISO/IEC 17025 General requirements for the

competence of testing and calibration laboratories ЗАГАЛЬНІ ВИМОГИ ДО

КОМПЕТЕНТНОСТІ ВИПРОБУВАЛЬНИХ І КАЛІБРУВАЛЬНИХ

ЛАБОРАТОРІЙ.

2. ISO/IEC 17043-2010 Оцінка відповідності. Основні вимоги до проведення

перевірки кваліфікації МІЖДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ ОЦІНКА

ВІДПОВІДНОСТІ.

3. Політика ІЛАК щодо участі в діяльності з професійних випробувань ІЛАК

П9:11/2010.

4. СИСТЕМА УПРАВЛІННЯ Політика НААУ щодо участі органів з оцінки

відповідності у міжлабораторних порівняннях та перевірках кваліфікації За-

тверджено Наказом НААУ від 15.07.2015 р. 199-Я.

5. Концепція оцінювання компетентності випробувальних лабораторій на ос-

нові результатів участі в МПР (ЗД-08.01.21-ред. 01 схвалено та рекомендо-

вано до застосування електронним голосуванням ТКА від 10.10.2011 р.).

6. Рекомендации EUROLAB–Украина по внедрению требований ISO/IEC

17025: 2005 в практику испытательных и калибровочных лабораторий.

7. ЕА-4/02 Выражение неопределенности измерения при калибровках.

8. ДСТУ ГОСТ ИСО 5725: 2005. Точність (правильність і прецизійність) мето-

дів та результатів вимірювання. Частини 1 – 6.

9. ISO 3534-1:2006. Статистика. Словарь и условные обозначения. Часть 1.

Общие статистические термины и термины, используемые в теории вероят-

ности.

215



МЕТОДИКА ОЦІНЮВАННЯ ЗМІНИ ГЕОМЕТРИЧНИХ ПАРАМЕТРІВ

АВІАЦІЙНИХ ДЕТАЛЕЙ СКЛАДНОЇ ФОРМИ

Катаєва М. О., аспірант, Редько О. О., аспірант

Національний авіаційний університет

м. Київ

Характерною тенденцією розвитку сучасної промисловості є стрімке під-

вищення вимог до метрологічного забезпечення на стадіях проектування, виро-

бництва, експлуатації деталей та приладів. Оскільки на авіаційну деталь під час

виготовлення та експлуатації постійно впливають певні дестабілізуючі факто-

ри, перевагою розробленого методу є врахування показників зазначених факто-

рів та постійна адаптація моделі відповідно до їх впливу.

Систематичне підвищення або зниження параметрів поверхні авіаційної

деталі, а саме відхилення від нормованого значення площинності, що характе-

ризується зміною значень амплітуди вихідного сигналу – трендом. Зазвичай для

знаходження оцінки невідомих параметрів ( ) та ( ) за наявною вибіркою

використовується регресійний аналіз. Однак, відносно вимірювань деталей

складної геометричної форми доцільно застосувати результати імітаційного

комп‘ютерного моделювання, заснованого на експоненційному згладжуванні

ряду , на відміну від класичного регресійного аналізу.

Описано точну і наближену методики оцінки невідомих параметрів моделі

( ) та ( ) за допомогою експоненціального ковзного середнього ( ) та ек-

споненційної ковзного середнього другого порядку ( ( )) від вихідного ряду

. Нехай є підстави вважати, що вихідний часовий ряд можна апроксимува-

ти лінійною функцією виду ( ) ( ) . Наявність відхилень від лінійно-

сті призводить до того, що зв‘язок між моделлю та має вигляд

( ) ( ) де – розбіжності між і . Обчислення з факто-

ром згладжування від довільного ряду наступне

( ) ( ∑

( )

) ( )

Враховуючи властивості адитивності , маємо

( ( ) ( ) ) ( ) ( )

Знайдемо , використовуючи формулу (1)

( ) ∑

( )

( )

( )

( ) ( ) (

( )

( )

)

Зауважимо, що нелінійно залежить від поточної довжини тренда .

Лінійність може спостерігатися при досить великих , коли коефіцієнтом ( )

вже можна знехтувати, і цей проміжок часу обернено пропорційний ве-

личині фактора згладжування .

Аналогічно обчислюється вираз для ( )

( ) (

) ( ( ) ( ) ( ( )

( )

)

)

( ) ( ) ( )

( ) ( )

( )

(( ) )

( )

216



За формулою (1) знаходимо, що ( ) ( ) ( ) Тоді

( ) ( ) ( ) (

( )

( )

( ) )

( )

З виразів для та ( )обчислюють невідомі параметри моделі ( ) та

( ). Але слід зауважити, що величини та

( ) – це ковзаючі середні від

неспостережуваного ряду , а реальні часові ряди та нам не відомі. Ми може-

мо оперувати лише з їх сумою . Тому рекомендовано при розрахунках оперувати

не модульованими значеннями величин ( ) та ( ), а оцінками експериментальних

значень ( )

та ( )

.Тоді

( )

( )

( )

( )

( )

( )

(

( ))

( )

( )

( )

( )

( )

Величини ( )

та ( )

є параметрами моделі ( )

( )

де

– функція, яка являє собою оцінку істинної залежності , – розбіжність між

та , де ( )

( )

(

( ))

( )

( )

( )

( )

( )

(

( ))

( )

. Слід зазначити, що метою проведення розрахунків за ці-

єю методикою є не апроксимація ряду , а найбільш точна оцінка істинної за-

лежності , спотвореної випадковими відхиленнями як наслідок впливу де-

стабілізуючих факторів. Для неспотвореного лінійного тренда, за допомогою ро-

зробленої методики ми маємо оцінку коєфіціентів моделі ( )

та ( )

, які повніс-

тю відповідають модульованим значенням ( ) та ( ) при . Важливо,

що у виразах для параметрів лінійного тренду ( )

та ( )

присутня поточна до-

вжина тренда . Отже використання розробленої методики обчислення цих кое-

фіцієнтів найбільш ефективне тоді, коли проміжок часу [ ] належить одному

тренду. Якщо ж при проведенні останніх вимірювань певної площини авіаційної

деталі тенденція змінюється на протилежно спрямовану, точність оцінювання

параметрів значно падає. Тому невід‘ємною частиною алгоритму статистичної

обробки результатів вимірювань повинен бути модуль ідентифікації закінчення

тренда і, відповідно, скидання лічильника на нуль.


1. Вентцель Е. С., Овчаров Л. А. Теория случайных процессов и ее инженер-

ные приложения / Е. С. Вентцель, Л. А. Овчаров – М.: Наука, 1997. – 384 с.

2. Иванов Г. С. Конструирование технических поверхностей (Математическое

моделирование на основе нелинейных преобразований) / Иванов Г. С.

М.:Машиностроение, 1987. – 188 с.

217



ЛІНІЙНИЙ НЕЙРОМЕРЕЖЕВИЙ ДІАГНОСТИЧНИЙ КОМПЛЕКС

ТЕРМОАНЕМОМЕТРИЧНОГО ВИТРАТОМІРУ

Безвесільна О. М.1, д.т.н., проф., Нечай С. О.

1, к.т.н.,

Чепюк Л. О.2, к.т.н.

1 – Національний технічний університет України «Київський

політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського»,

м. Київ


м. Житомир

Розробка динамічних моделей діагностичного комплексу (ДК) на базі ней-

ронних мереж та алгоритмів обробки даних динамічних вимірів витрат біопа-

лива з використанням нейромережевих технологій є одним з актуальних шляхів

розвитку процесу інтелектуалізації сучасних витратометричних вимірювань.

Успішне рішення даної задачі значно поліпшить метрологічні характеристики й

ефективність існуючих витратомірів без значних матеріальних витрат за раху-

нок глибокої математичної обробки результатів вимірів. Впровадження таких

динамічних моделей й алгоритмів, а також їх прикладного програмного забез-

печення дозволить створювати інтелектуальні витратоміри та ДК зі здатністю

до індивідуалізації своїх динамічних параметрів під зовнішні фактори і умови

проведення вимірів.

Термоанемометричний витратомір (ТАВ) описується наступною лінійною

передатною функцією (ПФ):

1 2

1 2

2 2

2 2 2 2

1 10

2 2

1 2 1 1

1 1

2 1 1

2 1 1

m m

i i i i

i is n n

j j i j

j i

T p T p T py p

W p Ku p

T p T p T p

,

де u p , y p – зображення по Лапласу вхідного й вихідного сигналів ви-

тратоміра; 1 jT , 2iT – постійні часу витратоміра, 21,i m , 21,j n ; 1 j , 2i –

коефіцієнти демпфірування, 21,i m , 21,j n ; 0K – статичний коефіцієнт

підсилення; p – комплексна змінна.

Ступінь чисельника sm , ступінь знаменника (порядок) sn і ступінь sq ПФ

витратоміра визначаються, відповідно, як

1 2sm m m , 1 2sn n n , 1 1 2 2s s sq n m n m n m .

У [1] розглянуто динамічну модель нейромережевого ДК (НМДК) з послі-

довною апроксимацією інверсної передатної функції витратоміра, що дозволяє

відновлювати динамічно спотворені сигнали. Відновлення вхідного сигналу

витратоміра із ПФ здійснюється по його визначеному вихідному сигналу на ос-

нові НМДК, що представляє собою послідовне з‘єднання коригувального філь-

тра (КФ) і ідентичних нелінійних нейромережевих витратомірів, що апрокси-

мують інверсну ПФ аперіодичних ланок першого порядку з постійною часу,

рівною максимальній з постійних часу елементарних динамічних ланок, що

становлять знаменник ПФ витратоміра: 1 1 2max | 1,jT T j n .

218



Фільтрація шумової складової відновлюваного сигналу. Корекція інерцій-

ності витратоміра на основі структури НМДК, що забезпечує відновлення ди-

намічно спотвореного вихідного сигналу витратоміра, супроводжується знач-

ним посиленням адитивного шуму, що присутній на його виході, а також внут-

рішніх шумів НМДК. Тому в процесі послідовного відновлення необхідно здій-

снювати низькочастотну фільтрацію відновлюваного сигналу. Для досягнення

цієї мети структура НМДК була представлена в лінійній формі й розширена для

нейромережевого витратоміра першого порядку з фільтрацією відновлюваного

сигналу (НМВФ). Отримана структура (рис. 1) являє собою в термінах теорії

обробки сигналів рекурсивний дискретний фільтр [1] з настроювальними пара-

метрами.

Рисунок 1 – Структурна схема НМДК

НМВФ складається з адаптуємого лінійного нейрону [1], охопленого реку-

рентним зворотним зв‘язком. Як видно з рис. 1, у структурі НМВФ відсутній

характерний для нейронних мереж зсув нейрона, що обумовлено необхідністю

наявності нульового виходу фільтра при нульовому вході.

Зв‘язок між виходом і входом НМВФ описується у вигляді наступного ре-

курентного рівняння:

1 1

* *n n

a i j

i j

u k f net net lw u k i iw y k j

,

де y k , *u k – значення сигналів, відповідно, з виходу витратоміра й

НМВФ у дискретні моменти часу k Nt kT ; NT – період квантування,

0,1,2,k ; af net – функції активації нейрона НМВФ (лінійна функція); ilw ,

jiw – ваги синапсів нейрона, що визначають параметри «рекурсивної» й «нере-

курсивної» частини НМВФ, відповідно, 1,i n , 0,j n , n – порядок

НМВФ.


1. Безвесільна О. М. Лінійне нейромережеве відновлення і фільтрація вимірю-

вальної інформації про механічні величини / О. М. Безвесільна, Ю. О. Под-

чашинський, Ю. О. Шавурський // Вісник Інженерної академії України. –

2011. – 1. – С. 132 – 138.

219



LINKING RESULTS OF COOMET AND CCEM KEY COMPARISONS OF

AC/DC VOLTAGE TRANSFER REFERENCES

Velychko O. M.1, DSc, Prof., Zeinalov M.

2, Hasanov Y.

3, DSc, Prof.,

1Odesa State Academia of Technical Regulation and Quality, Odesa

2State Metrology Service of the Republic of Azerbaijan, Baku

3State Committee for Standardization, Metrology and Patent of the Republic of

Azerbaijan, Baku

1. Introduction

Mutual Recognition Arrangement (MRA) of International Committee for

Weights and Measures (CIPM) for national measurement standards and for calibra-

tion and measurement certificates issued by national metrology institutes (NMIs) is a

response to a growing need for an open, transparent and comprehensive scheme to

give users reliable quantitative information on the comparability of national metrolo-

gy services and to provide the technical basis for wider agreements negotiated for

international trade, commerce and regulatory affairs.

A regional metrology organization (RMO) key comparison (KC) is KC executed

in the framework of a RMO. The link to the KC reference value (RV) for a KC car-

ried out by a RMO is obtained by reference to the results from those NMIs which

taken part in the CIPM KC also. The degree of equivalence relative to the KC RV of

a measurement standard or a measurement result is the degree which the measured

value is consistent with the KC RV and for supporting confidence in calibration and

measurement certificates of NMIs [1–3].

The COOMET KC of AC/DC voltage transfer references (comparison identifier

– COOMET.EM-K6a) was conducted in the framework of COOMET 566/UA/12

project from 2013 to 2014. This project was conducted between countries which are

member laboratories of RMO – COOMET. In this comparison take part five NMIs:

SE ―Ukrmetrteststandard‖ – UMTS (Ukraine) – pilot laboratory; VNIIM (Russia);

State Metrology Service – SMS (Azerbaijan); BelGIM (Belarus) and INM (Roma-

nia).

Proposed to link the NMIs results from COOMET.EM-K6a [4] to the CCEM-

K6a [5] carried out between 1993 and 1999. VNIIM (Russia) is linking NMIs as far

as they participated in CCEM-K6a. The participated SMS in comparison first and got

possibility to declare calibration and measurement capability (CMC) in fields of elec-

trical and magnetism (EM) first accordingly.

2. Travelling standards for comparisons

Traveling AC-DC-transfer standard is the Single Junction Thermal Converter

type ПНТЭ-6А serial No 1848 (thereinafter – the traveling standard ПНТЭ-6А). The

traveling standard ПНТЭ-6А have manufactured as three-dimensional construction,

in which used the thermocouple type ТВБ-2 (vacuum contact-free thermocouple, de-

sign 2).

The short specification of the traveling standard ПНТЭ-6А is given bellow:

input voltage 3 V;

output voltage 5 mV;

input resistance 1000 Ω;

220



output resistance 20 Ω.

The traveling standard ПНТЭ-6А has a square-law response of its output thermo-

couple voltage from the heater current.

The general view of the traveling standard ПНТЭ-6А is shown in Figure 1. The

coaxial connector for input voltage of the traveling standard ПНТЭ-6А is completed

by detachable adapter in order to provide adaptation to usual connector N-type (fe-

male). The output voltage of the traveling standard ПНТЭ-6А is brought to the clip

connectors ―+‖ and ―–‖. The clip connector with marking ―‖ is located nearly and

has the electrical link with case of the traveling standard ПНТЭ-6А.

Figure 1 – The general view of traveling standard ПНТЭ-6А

After receiving of the traveling standard by participating NMIs it stabilized dur-

ing one day at measurement conditions and in disconnection stay.

Measurement conditions:

temperature: 23 C 3 C;

relative humidity: between 30 % and 70 %.

The thermo-electric transfer of the travelling standard ПНТЭ-6А shuts out ex-

ceeding of input voltage more than on 5 %, therefore before his plugging in the prop-

er electric circuits it is necessary to provide defense, for example, automatic blocking

which does not allow to set (or to activate) value more then 3,1 V.

The coaxial connector of the travelling standard ПНТЭ-6А is intended for con-

necting of voltage 3 V from the source of AC voltage U~ or from the source of DC

voltage U=. Terminals with marking of ―+‖, ―–‖ and ―‖ is intended for connecting of

measuring device – the high resolution millivoltmeter.

Before performing of the measuring procedure the travelling standard ПНТЭ-

6А must be maintained in active mode (under input voltage 3 V) during 2 h with

maintenance of the stable ambient temperature. The travelling standard ПНТЭ-6А

shall to protect from the streams of ambient air during its functioning.

The UMTS as pilot laboratory has performed repeated measurements on the

traveling standard (ПНТЭ-6А) during the course of this comparison.

As the value of the AC/DC voltage transfer difference is time-dependent it was

measured before and after each visit so that a drift curve for each one could be estab-

lished. But the traveling standard ПНТЭ-6А shown good long-term stability over this

221



time, and no drift during this measurements could be detected. Some differences at

the different measurement dates do not exceed the value of standard uncertainty.

3. Reported results of comparison

The AD-DC voltage transfer differences () and theirs expanded uncertainties

(U) reported by the NMI participants at frequencies of 20 Hz, 1 kHz, 20 kHz and 100

kHz shown on Table 1.

Table 1 – Measured results for NMIs (10-6

)

NMI 20 Hz 1 kHz

δ U δ U

VNIIM 2.7 8.3 –0.8 2.5

UMTS –8.0 10.4 0.3 4.4

SMS 22.0 18.0 7.4 14.2

BelGIM – – 4.4 24.0

INM 3.7 3.0 1.5 3.0

NMI 20 kHz 100 kHz

δ U δ U

VNIIM –1.5 2.8 –5.0 4.0

UMTS –1.6 4.4 –10.0 8.4

SMS 12.0 22.0 –25.0 25.6

BelGIM 10.0 29.0 19.0 139.0

INM –3.1 3.0 –12.8 12.0

The KC RV refx are calculated as the mean of participant results with

CООМЕТ.EM-K6a data are given by

(1)

with combine standard uncertainties

. (2)

In cases the calculated simple weighted mean of all results presented in Table 2.

Table 2 – KCRV and its expanded uncertainties (k = 2) (10-6

)

20 Hz 1 kHz 20 kHz 100 kHz

Uref

Uref Uref

Uref

3.2 2.7 0.3 1.7 –2.0 1.9 –6.8 3.4

Only one value is reported for NMI participants. Degrees of equivalence of the

NMI participants are reported with respect to the measurement at 20 Hz, 1 kHz, 20

kHz and 100 kHz.

The degrees of equivalence of i-th NMI and its combined standard uncertainties

with respect to the KCRV is estimated as

2 21 1c c

1

( ) ( )

N Ni

ref

i ii i

xx

u x u x

2

c 21 c

1( ) 1

( )

N

ref

i i

u xu x

refx refx refx refx

222



, (3)

2 2 2( ) ( ) ( )i i refu D u x u x . (4)

The degrees of equivalence of the NMIs and its expanded uncertainties U(Di)

(k = 2) with respect to the KCRV at 20 Hz, 1 kHz, 20 kHz and 100 kHz are also pre-

sented in Tables 3 and on Figures 2–5.

Table 3 – Degrees of equivalence of the NMIs (10-6

)

NMI 20 Hz 1 kHz

Di U(Di) δ U

VNIIM –0.5 7.9 –0.8 2.5

UMTS –0.5 7.9 –1.1 1.8

SMS –11.2 10.1 0.0 4.0

BelGIM 18.8 17.8 7.1 14.1

INM – – 4.1 23.9

NMI 20 kHz 100 kHz

δ U δ U

VNIIM Di U(Di) Di U(Di)

UMTS 0.5 2.1 1.8 2.1

SMS 0.4 4.0 –3.2 7.7

BelGIM 14.0 21.9 –18.2 25.4

INM 12.0 28.9 25.8 139.0

Figure 2 – Degree of equivalence for

NMIs at 20 Hz


NMIs at 1 kHz


NMIs at 20 kHz


NMIs at 100 kHz

i i refD x x

-20,00

-10,00

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

VNIIM UMTS SMS INM

Di

NMI

COOMET-K6a - DoE for 20 Hz

-15,00

-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

VNIIM UMTS SMS BelGIM INM

Di

NMI

COOMET-K6a - DoE for 1 kHz

-20,00

-10,00

0,00

10,00

20,00


Di

NMI


-36,00

-24,00

-12,00

0,00

12,00

24,00

36,00


Di

NMI


223



4. Proposal for linking to CCEM-K6a KC and degrees of equivalence of

NMIs

We propose that the results COOMET.EM-K6a be linked to CCEM-K6a at 1

kHz, 20 kHz and 100 kHz with using a method similar to that used to linking other

RMO to CCEM-K6a.

The degrees of equivalence of i-th NMI with respect to linking to CCEM-K6a is

estimated as

6i i refK ad D x . (5)

where:

– result from COOMET.EM-K6a for a NMI participant in COOMET.EM-

K6a only;

– best estimate of result from NMIi to linking to CCEM-K6a.

Measurements from the linking NMIs provide estimates

(6)

for the correction Δ.

where:

– result from CCEM-K6a for a linking NMI;

– result from COOMET.EM-K6a for a linking NMI.

The linking NMIis VNIIM. No significant changes to the method of measure-

ment used in CCEM-K6a and COOMET.EM-K6a were made by VNIIM.

Table 4 lists the values of the quantities used in the calculation.

The best estimate of the result from NMI i had it participated in CCEM-K6a is

calculated using (5). The standard uncertainty is calculated as:

. (7)

where: = 0.018 is the uncertainty in , the CCEM-K6a KCRV.

Table 4 – CCEM-K6a and COOMET.EM-K6a comparison results and expanded

uncertainties for linking NMI, (10-6

)

Linking

NMI

u(

) x

refK6a

1 kHz 0.2 –0.8 1.0 0.3 0.0

20 kHz 1.0 –1.5 2.5 1.3 0.9

100 kHz 4.2 –5.0 9.2 2.1 7.2

1 MHz 103.0 –57.0 160.0 6.8 121.0

The expanded uncertainty is , where is chosen = 2 to give

95 % coverage.

The calculated degrees of equivalence with respect to CCEM-K6a KCRV are

tabulated in Table 5 for 1, 20, 100 kHz. Azerbaijan (SMS) is significant of CIPM

MRA with 2015.

iD

id

iLINK iLINK iLINKd D

iLINKd

iLINKD

2 2 2 2 2 2

i i i refu d u D u u D s u m

refu m refu m

iLINKd iLINKDiLINK

iLINK

ii d iU d k u d

idk

id

224



Table 5 – Proposed degrees of equivalence for NMI participants relative to the

CCEM-K6a KCRV, (10-6

)

NMI 1 kHz 20 kHz 100 kHz

UMTS 1.3 4.0 0.0 4.0 –8.0 7.8

BelGIM 5.4 23.9 11.6 28.9 21.0 139.0

INM 2.5 2.4 –1.5 2.5 10.8 11.5

SMS 7.8 14.0 4.9 21,96 5.7 25,69

The declared uncertainties are judged as confirmed if the following equation is

satisfied

. (8)

5. Conclusion

An international comparison of AC/DC voltage transfer references has taken

place within the framework of the project COOMET.EM-K5. The international com-

parison, piloted by SE ―Ukrmetrteststandard‖ – UMTS, has involved five NMIs, in-

cluding one who is a member of another RMO – EURAMET (INM, Romania).

The results presented in this paper appear to show that there are significant dif-

ferences between some laboratories‘ representations of the volt. However, the agree-

ment demonstrated by the international comparison provides confidence in maintain-

ing traceability for the AC/DC voltage transfer references.

Proposed to link the results from this KC to the CCEM-K6.a comparison in par-

ticular NMI of Azerbaijan. VNIIM (Russia) is linking NMI as far as they participated

in CCEM-K6.a.

References

1. CIPM MRA-D-05. Measurement comparisons in the context of the CIPM MRA.

2. Velichko O. N. Traceability of measurement results at different levels of

metrological work // Measurement Techniques. – Vol. 52. – November 2009. –

Number 11. – P. 1242–1248.

3. Velichko O. N. Calibration and measurement capabilities of metrological

institutes: features of preparation, examination, and publication // Measurement

Techniques. – Vol. 53. – November 2010. – Number 6. – P. 721–726.

4. Velychko O., Yu. Darmenko. Final report on COOMET key comparison of

AC/DC voltage transfer references (COOMET.EM-K6.a) // Metrologia. – 2016. –

Vol. 53. – Technical Supplement. 001011.

5. Klonz M. Final report: CCE comparison of ac-dc voltage transfer standards at the

lowest attainable level of uncertainty // Metrologia. – 1997. – Vol. 34. – P. 291.

id iU did iU d

id iU d

c< 2 ( )i id u d

225



ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ НЕОПРЕДЕЛЁННОСТИ

В МЕТРОЛОГИИ

Коломиец Л. В.1, д.т.н., проф., Новикова А. И.

1, Злобин Р. В.

2,

Новиков В. И.3



2 – МЧП Триумф 1, г. Черноморск

3 – Государственное предприятие «Одесский региональный центр

стандартизации, метрологии та сертификации»

(ГП «Одессастандартметрология»), г. Одесса

Единство измерений достигается путем постоянного контроля метрологи-

ческих характеристик средств измерительной техники (СИТ) через определение

погрешности и неопределѐнности СИТ.

Неопределѐнность измерений – общее понятие, связанное с любым изме-

рением, которое используют при необходимости принятия обоснованных ре-

шений в разных областях практической деятельности и теоретических исследо-

ваний.

В данной статье рассматривается практический пример вычисления не-

определѐнности измерений, выполненных при калибровке дозатора пипеточно-

го с регулируемым объѐмом доз. Для вычисления неопределѐнности результа-

тов измерений необходимо выполнить многократные измерения. Все исходные

и расчѐтные данные сведены в таблицы 1 – 3.

Условия проведения калибровки: температура окружающей среды

t=20,2 C; влажность φ=54 %.

Порядок расчѐта неопределѐнности результата калибровки дозатора пипе-

точного с регулируемым объѐмом доз сводится к следующему:

1 Анализ источников погрешностей результатов измерений и составление

бюджета неопределѐнности.

2 Расчѐт неопределѐнности результата измерений и оценка составляющих

неопределѐнности, а именно:

- оценка стандартной неопределѐнности на основе погрешностей источни-

ков, составляющих бюджет неопределѐнности;

- оценка суммарной стандартной неопределѐнности;

- оценка расширенной неопределѐнности.

Анализ источников погрешностей результатов измерений и составле-

ние бюджета неопределѐнности

Составляется полный список источников неопределѐнности измерений

(бюджет) – составляющие неопределѐнности Хі, к которому относят погрешно-

сти и неточности измерений, вносимые СИТ и испытательным оборудованием

при выполнении измерений:

• основная погрешность эталонных и рабочих СИТ (весов электронных,

термометра);

• дополнительная погрешность, вызванная отклонением температуры;

• дополнительная погрешность в условиях повышенной влажности;

• определение отклонения формируемых объѐмов доз дозатора.

226



Введем условные обозначения списка источников и запишем значения по-

грешностей отдельных составляющих неопределѐнности Х і, которые сводим в

таблицу 1.

Для проведения калибровки используются весы эталонные типа AB 204-S,

2-го разряда, согласно ДСТУ 3381 и термометр ртутный стеклянный типа CSN

с диапазоном измерения от 0 до + 50 °С и погрешностью ± 0,2 °С.

Обработка результатов калибровки Результаты определения погрешностей представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Определение отклонения формируемых объѐмов доз дозатора

Зад

анн

ый

об

ъѐм

до

зы,м

л

Измеренное значение массы воды, г

Ср

едн

ее з

нач

ени

е о

бъ

ѐма

вы

дан

но

й д

озы

во

ды

, м

л

Аб

солю

тно

е отк

лон

ени

е ср

едн

его

ар

иф

мет

ич

еско

го

знач

ени

я, м

л

Отк

лон

ени

е ср

едн

его

ар

иф

мет

ич

еского

зн

ачен

ия,

%

Отн

оси

тельн

ое

знач

ени

е С

КО

, %

измерения

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0,1 0,1009 0,1003 0,1005 0,1009 0,1004 0,1002 0,1005 0,1009 0,1002 0,1003 0,1008 0,0008 0,80 0,77

0,5 0,5002 0,5003 0,5008 0,5007 0,5004 0,5002 0,5005 0,5000 0,5000 0,5002 0,5018 0,0018 0,36 0,57

1,0 1,0011 1,0010 1,0011 1,0009 1,0011 1,0010 1,0012 1,0011 1,0010 1,0011 1,0040 0,0040 0,40 0,56

Расчѐт неопределѐнности результата измерений

Оценка стандартной неопределѐнности на основе погрешностей ис-

точников, составляющих бюджет неопределѐнности

Для описания погрешностей источников, составляющих бюджет система-

тического характера (неисключѐнная систематическая погрешность) предпола-

гается равномерный закон распределения вероятностей.

Для равномерного закона распределения принимается, что если известны

пределы измерения (границы) погрешности, то считается, что результат изме-

рения с равной вероятностью может быть в пределах этих границ.

Стандартную неопределѐнность для каждого источника неопределѐнности

вычисляем как:

Uxі = Х і/Кі , (1)

где: Х і – значения погрешностей отдельных составляющих;

Кi – коэффициент распределения погрешности (охвата).

Для равномерного закона распределения вероятностей принимаем коэффи-

циент охвата К1 = √3 = 1,73 для вероятности охвата Р = 0,95.

Оценка суммарной стандартной неопределѐнности

Согласно теории ошибок, суммарную стандартную неопределѐнность ре-

зультата измерения, полученную через значения других величин, определяем

исходя из условия независимости источников, как положительный квадратный

корень из суммы членов, причѐм члены являются дисперсиями стандартных

неопределѐнностей:

Uс(y) = √ ( u2

X1 +U2

X2 +U2

X3+ U2

X4 + U2X5 + U

2X6 + U

2X7 + U

2X8 +U

2X9 +U

2X10). (2)

227



Оценка расширенной неопределѐнности

Расширенную неопределѐнность (доверительные границы погрешности

измерений) рассматриваем как величину, которая определяет интервал около

результата измерения, в границах которого находится большая часть распреде-

ления значений, которые с достаточным обоснованием могут быть приписаны

измеряемой величине.

Так как уравнение (2) является линейной комбинацией входных величин и

все составляющие распределены по равномерному закону, расширенную не-

определѐнность получаем путем умножения суммарной стандартной неопреде-

лѐнности на коэффициент охвата, значение которого для вероятности охвата

(уровня доверия) Р=0,95 определяем расчѐтным путѐм:

UP (у) = k Uс (y). (3)

Бюджет неопределѐнности результата измерений калибровки дозатора

пипеточного с регулируемым объѐмом доз

Бюджет неопределенности и вычисление неопределѐнности сведены в таб-

лицы 2, 3.

Таблица 2 – Бюджет неопределѐнности

Входная

величина

Оценка

входной

величи-

ны, мл

Стандартная

неопределѐн-

ность и(хj)

Число

сту-

пеней

свобо-

ды,

νj

Закон рас-

пределе-

ния веро-

ятности

входной

величины

Коэф-

фициент

чувстви-

стви-

тельно-

сти сj

Вклад

неопре-

делѐн-

ности

иj(у),

мл

Значение,

мл Тип

Измеряемая

величина Х вx вA xu А п-1

Нормаль-

ный 1 сj ∙ вA xu

Погреш-

ность от-

счѐта рабо-

чего этало-

на Δед/ц

0,00005 0,00003 В Равномер-

ный 1 0,00003

Погреш-

ность рабо-

чего этало-

на (Δе)

Δе 3

eeBu

В

Равномер-

ный 1

3

B e

u y

u

Выходная

величина

Оценка

выход-

ной ве-

личины

Стандартная

суммарная не-

определѐнность

Эффек-

тивное

число

степе-

ней сво-

боды

Уровень

доверия

Коэф-

фици-

ент

охвата

Расши-

ренная

неопре-

делѐн-

ность

Y вx =у

n

i

ic yuyu1

2 )( νeff Р=0,95 k U=k∙uc

228



Таблица 3 Результаты вычисления неопределѐнности Д

иап

азо

н з

нач

ени

й

вел

ич

ин

ы, м

л

Погр

ешн

ост

ь раб

очег

о

этал

он

а (Δ

е), м

л

Зад

анн

ый

об

ъѐм

до

зы, м

л

Оц

енѐн

ная

изм

ерен

ная

вел

ич

ин

а

вx

, м

л

Ста

нд

артн

ые

нео

пр

едел

енн

ост

и

и(х

j), м

л

Вклад

ы

нео

пр

едел

ѐнн

ост

ей

иj(

у),

мл

Ста

нд

артн

ая с

ум

мар

ная

нео

пр

едел

ѐнн

ост

ь uc(

у),

мл

Ко

эфф

иц

иен

т о

хват

а

Рас

ши

рен

ная

нео

пр

едел

ѐнн

ост

ь U

, м

л

По

лн

ые

рез

ульт

аты

изм

ерен

ий

при

p=

0,9

5, м

л

uA(x1) u1 (y)

uед/ц(x2) u2 (y)

uе(x3n) u3n (y)

0,1 –

1,0

0,0001 0,1 0,1008

0,00013 0,00013

0,00015 2,26 0,0003

m =

(0,1008 ±

0,0003)

0,00003 0,00003

0,00006 0,00006

0,0001 0,5 0,5018

0,00049 0,00049

0,00050 2,26 0,0011 m = (0,5018

± 0,0011) 0,00003 0,00003

0,00006 0,00006

0,0001 1,0 1,0040

0,00097 0,00097

0,00097 2,26 0,0022 m = (1,0040

± 0,0022) 0,00003 0,00003

0,00006 0,00006

Максимальные значения погрешности и неопределѐнности по абсолютной

величине дозатора с диапазоном измерений от 0,1 мл до 1,0 мл составили:

абсолютное отклонение среднего арифметического значения – 0,0040 мл;

отклонение среднего арифметического значения – 0,80 %; относительное значение

СКО – 0,77 %. Расширенная неопределѐнность U = 0,0022 мл.

Вывод

В работе приведен практический пример вычисления неопределѐнности

измерений, выполненный при калибровке дозатора пипеточного с

регулируемым объѐмом доз. Аналогичный подход может быть также

использован при калибровке СИТ физических величин иного рода.


1. ДСТУ – Н РМГ 43: 2006 Метрология Руководство по выражению неопреде-

лѐнности измерений.

2. Руководство по выражению неопределѐнности Перевод с англ. под науч.

ред. проф. Слаева В. А. – СПб.: ВНИИМ им. Д. И. Менделеева, – 1999.

3. Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement. (Руководство по выра-

жению неопределѐнности измерения) Международная организация по стан-

дартизации, CHF 92. ISO, Case postale 56, СН-1211 Geneva, Switzerland.

4. ЕА-4/02. Expression of the Uncertainty of Measurement in Calibration.

5. EUEOLAB Technical Report 1/2006, перевод на укр.

229



ВПЛИВ ЕСТЕТИЧНИХ ПОКАЗНИКІВ ЯКОСТІ ПАКУВАННЯ

НА ПОПИТ ПРОДУКЦІЇ

Калініна О. С., інженер, Байцар Р. І., д.т.н., професор


м. Львів

Сьогодні у світі надзвичайно стрімко розвивається пакувальна галузь, що

пов‘язано з розширенням асортименту продукції, збільшенням кількості її ви-

робників на ринку та зростанням мережі магазинів з системою самообслугову-

вання, що, в свою чергу, викликає значне покращення асортименту пакувальних

матеріалів та призводить до розвитку пакувальної індустрії та нових можливос-

тей формоутворення. Професійно зроблене пакування з врахуванням маркетин-

гових досліджень попиту та дизайнерським втіленням концепції товару значно

сприяє його диференціації на ринку та підвищує можливості реалізації [1].

Пакування в цілому можна розглянути як художньо-функціональний ком-

плекс, який включає в себе три взаємопов‘язані складові: матеріально-

конструктивну, комунікативно-інформаційну та художньо-образну.

Поряд з певними характеристиками, які повинно мати якісне сучасне паку-

вання, такими як екологічність, надійність, легкість, зручність у користуванні,

транспортабельність, можливість утилізації тощо, необхідною умовою його

конкурентоспроможності є виразний естетичний вигляд. При створенні при-

вабливої, позитивної для споживача візуальної «картинки» пакування необхід-

но враховувати певні характеристики споживчої аудиторії.

Безумовний і незаперечний вплив на візуальне сприйняття дизайну паку-

вання мають особливості національного менталітету та народні традиції, харак-

терні для населення тієї чи іншої країни, які історично сформували певні стере-

отипи сприйняття зорового образу. Так, завжди негативний вплив на попит то-

вару будуть мати кольори, символи та знаки на пакуванні, які історично сприй-

маються негативно громадянами даної країни, і, навпаки, викличуть позитивні

емоції, заохотять до покупки символи, пов‘язані з позитивним досвідом народу,

його традиціями.

Помітний вплив на зорове сприйняття пакування, а отже й на попит товару,

має віковий ценз споживачів. При створенні пакування для дитячих товарів ди-

зайнер повинен враховувати особливості дитячого сприйняття. Так, пакування

продукції для дітей (які, починаючи зі шкільного віку, приймають активну

участь у купівлі солодощів та іграшок) повинно бути привабливим для них, ма-

ти яскраві, насичені кольори, приємну на дотик поверхню. На пакуваннях това-

рів для підлітків (вони, як правило, найбільше цікавляться модою та електрон-

ними гаджетами, купують відповідний одяг та аксесуари) будуть доречні лако-

нічні, влучні слогани, сленгові звороти, розповсюджені в підлітковому середо-

вищі, свідоцтва популярних музикантів, відомих спортсменів, субкультурних

лідерів, кіно-, теле- та інтернет-зірок, які представлятимуть цей товар як неод-

мінну умову для соціалізації.

Бренд-дизайнерами повинні також враховуватися об‘єктивні гендерні від-

мінності у сприйнятті товару чоловіками та жінками. Адже психофізіологічні

230



особливості чоловіків та жінок безпосередньо відображаються на відмінностях

у купівельній поведінці.

При розробленні дизайну пакування незаперечний вплив на його візуаль-

ний образ має ціновий еквівалент товару, який позиціонує дане пакування. До-

рогий товар потребує дорогих, якісних, подекуди ексклюзивних засобів для йо-

го представлення. Пакування елітного товару повинно красномовно говорити

про його статус [2].

Сьогодні для залучення покупців дизайнери та маркетологи знаходять ін-

новаційні, дедалі виразніші та креативніші рішення візуального образу паку-

вання, використовуючи нестандартні, а іноді взагалі неординарні ідеї [3].

Перелічені аспекти впливу естетичних показників якості пакування на по-

пит продукції дозволяють детальніше підходити до питань формоутворення в

створенні пакувань для різних товарів.


1. Хайн Т. Все об упаковке / Т. Хайн. – М.: Терра-Книжный клуб. Азбука, 1997.

– 288 с.

2. Бирюкова М. Е. Традиции и современность в дизайне упаковки. На примере

винной упаковки: Автореф. дис. … канд. искусствовед-я / Моск. гос. худ.-пром.

ун-т им. Строганова. – Москва, 2004. – 20 с. – Библиогр.: с. 16 (12 назв.)

3. Ганоцька О. В. Новітні тренди сучасного дизайну упаковки / О. В. Ганоцька

// Вісник Харківської державної академії дизайну і мистецтв . – 2013. – 2. –

С. 15 – 19. – Режим доступу: http://www.visnik.org/pdf/v2013-02-04-ganotska.pdf.

http://www.niisp.gov.ua.

231

http://www.irbis-nbuv.gov.ua/cgi-bin/irbis_nbuv/cgiirbis_64.exe?Z21ID=&I21DBN=UJRN&P21DBN=UJRN&S21STN=1&S21REF=10&S21FMT=JUU_all&C21COM=S&S21CNR=20&S21P01=0&S21P02=0&S21P03=IJ=&S21COLORTERMS=1&S21STR=%D0%9671480

http://www.visnik.org/pdf/v2013-02-04-ganotska.pdf.

http://www.niisp.gov.ua/



ІДЕНТИФІКАЦІЯ ГОРІЛЧАНИХ ВИРОБІВ

Походило Є. В., д.т.н., проф., Юзва В. З., аспірант


м. Львів

Існуюча нормативна база та методи ідентифікації алкогольної продукції не

завжди дозволяють з високим ступенем достовірності ідентифікувати видову

або типову належність алкогольних напоїв. Мета ідентифікації полягає у вияв-

ленні і підтвердженні дійсності конкретного виду і найменування товару, а та-

кож відповідності певним вимогам або інформації про нього, зазначеної на ма-

ркуванні й / або у товарно-супровідних документах. Кінцевий результат іден-

тифікації носить альтернативний характер: виявляється або відповідність або

невідповідність товару певним вимогам. Негативний результат при ідентифіка-

ції свідчить про фальсифікацію товарів. На даний час прості, надійні та точні

методи та засоби оперативного контролю такої продукції в процесі її виготов-

лення та використання не мають широкого застосування. Тому пошук нових

способів та простота їхньої реалізації для забезпечення оперативного контро-

лювання якості горілчаних виробів при орієнтуванні на масового споживача є

актуальним.

Авторами проведено експериментальні дослідження горілчаних виробів

імітансним методом [1]. Досліджувалося 5 видів горілок за електричними пара-

метрами, а також вплив температури на зміну їхніх електрофізичних параметрів

за реактивною складовою комплексної провідності. Отримані результати дослі-

джень наведені на рис. 1 та рис. 2.

Рисунок 1 – Залежність реактивної складової адмітансу горілок від частоти

232



Аналіз графічних залежностей (рис. 1) показує, що кожному виду горілки

відповідає частота, на якій реактивна складова має відповідне екстремальне

значення. Тобто, для ідентифікації горілок можна використати частоту як ін-

формативний параметр. Кожному виду горілки, як показали результати до-

слідження, відповідає «своя» частота. Відхилення від цього ідентифікується як

фальсифікація об‘єкта контролю.

Окрім цього також виявлено, що різниця в значеннях реактивних складо-

вих, що відповідають кожному з видів горілок, на фіксованій частоті частотно-

го діапазону до 1000Гц значно більші, ніж відповідні зміни на вищих частотах.

Тобто, чутливість засобу, що таке реалізує, є вищою.

Дослідження реактивної складової провідності горілки від зміни темпера-

тури виявили, що можна вибрати діапазон робочих частот, в якому забезпе-

чується лінійна залежність складової від температури (рис.2), що спрощує ко-

ригування результатів ідентифікації.

Рисунок 2 – Залежність реактивної складової від частоти горілки

при різній температурі

Разом з тим, виявлено частоту, на якій забезпечується інваріантність ре-

зультату вимірювання реактивної складової як до виду горілки (рис. 1), так і до

зміни її температури (рис. 2).


1. Походило, Є. В. Імітансний контроль якості [Текст]: монографія /

Є. В. Походило, П. Г. Столярчук. – Львів: НУЛП, 2012. – 164 с.

233



ПРОБЛЕМИ АТЕСТАЦІЇ ВИПРОБУВАЛЬНИХ СТЕНДІВ, В ЯКИХ

ВИКОРИСТОВУЄТЬСЯ ПЕРЕТВОРЮВАЧ ЧАСТОТНИЙ ВЕКТОРНИЙ

ДЛЯ ТРИФАЗНОГО ЕЛЕКТРОПРИВОДУ

Боряк К. Ф., д.т.н., доцент, Перетяка Н.О.


м. Одеса

Використання перетворювача частотного векторного (ПЧВ) для трифазно-

го електроприводу у машинобудуванні стало найпоширенішою нормою. ПЧВ

встановлюється на різноманітному випробувальному обладнанні, особливо ко-

ли потрібно в процесі випробувань промислової продукції підтримувати з висо-

кою ступеню точності заданого значення обертів вихідного валу електроприво-

ду протягом тривалого часу. Прикладом можуть служити випробувальні стенді

для механічних редукторів, які експлуатуються на різних видах транспорту.

Окрім зручності його використання, ПЧВ відноситься до засобу з енергозбере-

ження, який дозволяє зменшити витрати електроенергії на живлення електроп-

риводу до 40%. Час випробування редукторів може тривати для залізничного

транспорту 2-3 години, а у випадку гвинтокрилів для авіаційного транспорту –

до 30000 годин. І тут економія електроенергії у 40% дуже відчутна при застосу-

ванні ПЧВ.

Проблеми виникають тоді, коли потужність застосованого електроприводу

є метрологічною характеристикою при атестації випробувального стенду.

Принципом роботи ПЧВ є підтримання на заданому рівні частоти обертання

вихідного валу незалежно від зовнішнього силового навантаження електропри-

воду. Для цього ПЧВ за лічені долі секунди постійно коригує (змінює) напря-

мок векторів напруги і струму, щоб утримати їх паралельно, щоб cosφ=1. Саме

тому зроблені за допомогою ЗВТ виміри лінійної (фазної) напруги ( ) і

струму ( ) не можуть бути використані для визначення активної потужності

по відомим формулам при атестації, бо похибка також буде до 40%.

Так сталося, наприклад, зі стендом для випробування редукторів приводів

генераторів від середньої частини осі колісної пари пасажирських вагонів мар-

ки «ВИР-1500», який встановлено у вагонному депо станції Бахмач Південно-

Західної залізниці. Виміри корисної потужності навантаження вихідного валу

редуктора зводяться до виміру корисної потужності на валу електроприводу

, оскільки обидва елементи конструкції стенду поєднанні клиноремінною

передачею через яку передається навантаження від генератора через карданний

вал і редуктор до електроприводу. Таким чином

.

Виміри ПЧВ корисної потужності на валу електроприводу під час ви-

пробувань редуктора висвічуються на ЛПО. Корисна потужність електроприво-

ду пов‘язана із активної потужністю

співвідношенням:

, (1)

де – коефіцієнт корисної дії (ККД) електроприводу, визначається в за-

лежності від технічних параметрів, встановленого на стенді електродвигуна,

наприклад, =0,925 (в нашому випадку використовувався електродвигун аси-

нхронний реверсивний типу 1АМ225М4У3 з технічними параметрами: потуж-

234



ністю =55 кВт, напруга =380 В і частота напруги електроживлення

f=50Гц, паспортні оберти валу =1470 об/хв., ККД =92,5 %, cosφ =0,88);

– активна потужність електроприводу для трифазного змінного струму

з частотою f =50 Гц визначається за допомогою кліщів вимірювальних модель

ВМ 197 методом безпосередньої оцінки вимірів лінійної (фазної) напруги

( ) і струму ( ) по одній із класичних формул:

= √ ∙ ∙cosφ, або

= 3∙10-3

· ∙ ∙cosφ. (2)

Робочий діапазон частоти трифазної мережі живлення електроприводу че-

рез ПЧВ під час вимірів може відрізнятися від f = 50 Гц і коливатися в діапазоні

f = 0’200 Гц. Відомо, що залежність активної потужності (f) від частоти ме-

режі живлення електроприводу f є нелінійною функцією, тому розрахунок ак-

тивної потужності по формулі (2) на підставі вимірів лінійної (фазної) на-

пруги ( ) і струму ( ), зроблених за допомогою ЗВТ (наприклад, для

цього ми використовували струмові вимірювальні кліщі моделі ВМ 197) при

іншій частоті f, і подальший розрахунок корисної потужності електроприводу

по формулі (1), будуть суттєво відрізнятись (занижені або завишенні до

40%) від показів ПЧВ.

Тому значення корисної потужності на валу електроприводу ми пропо-

нуємо визначити іншим шляхом по формулі:

(

) ( ), (3)

де – коефіцієнт корисної дії (ККД) ПЧВ, визначається в залежності

від технічних параметрів ПЧВ, наприклад, =0,98 (в нашому випадку вико-

ристовувався перетворювач частоти векторного типу ПЧВ3-55К-В з локальної

панеллю оператора (ЛПО) із рідкокристалічним індикатором, який має органи

управління, програмування, індикації й відображення інформації, з технічними

параметрами: напруга =380 В і вхідна частота електроживлення f=50 Гц,

ККД=98%, діапазон вихідної частоти напруги електроживлення електроприво-

ду f=(0’200) Гц із кроком f = 0,1 Гц, діапазон обертів валу електроприводу

=(0’12000) об/хв., похибка в режимі аналогового виходу ±0,4 %;

– потужність активна ПЧВ, яка визначається по формулі (2) наступним

чином:

=√

∙ ∙cosφ, або

= 3∙10-3

· ∙

∙cosφ, (4)

де (

) і (

) – відповідно усереднені лінійні, або фазові параметри

напруги та струму в загальній трифазної мережі електроживлення стенду (ПЧВ)

з частотою f = 50 Гц, які вимірюються за допомогою ЗВТ (струмових вимірю-

вальних кліщів моделі ВМ 197) в режимі увімкнутого ПЧВ і вимкненого елект-

роприводу та відсутністю навантаження редуктора генератором (покази = 0

на ЛПО ПЧВ);

cosφ – береться згідно даних підприємства щодо загальної трифазної ме-

режі електроживлення с частотою f = 50 Гц (в разі відсутності даних прийма-

ється cosφ=1);

235



– потужність активна всього стенду, яка визначається по формулі (2)

наступним чином:

= √

∙ ·cosφ, або

= 3∙10-3

· ∙

·cosφ, (5)

де (

) і (

) – відповідно усереднені лінійні, або фазові параметри

напруги та струму в загальній трифазної мережі електроживлення стенду (ПЧВ)

з частотою струму f =50 Гц, які вимірюються за допомогою струмових вимірю-

вальних кліщів моделі ВМ 197 в режимі увімкнутого ПЧВ разом із електропри-

водом та навантаженням редуктора генератором (покази = 40кВт на ЛПО

ПЧВ);

– коефіцієнт корисної дії (ККД) електроприводу ( = 0,925).

Вимірювання напруги та струму проводяться тричі. За трьома вимірюван-

нями розраховується їх середнє значення. Результати вимірювань та розрахун-

ків потужності заносять до протоколу атестації.

Різниця між розрахованим значенням корисної потужності навантаження

електроприводу , визначених за вимірами напруги і струму за допомогою

струмових вимірювальних кліщів моделі ВМ 197, і отриманих ПЧВ, які висві-

чуються на ЛПО, не повинна перевищувати похибку ∆= ±0,4кВт, або =1,0 %.

Запропонований нами метод виміру потужності трифазного електроприво-

ду, який керується ПЧВ, було випробувано експериментальним шляхом за до-

помогою струмових вимірювальних кліщів моделі ВМ 197 на випробувальному

стенді марки «ВИР-1500», який встановлено у вагонному депо станції Бахмач

Південно-Західної залізниці.

Результати фазного вимірювання напруги та струму в електромережі на

вході в ПЧВ при відсутності навантаження

=0 кВт наведено нижче у

таблиці 1.

Таблиця 1 – Результати фазного вимірювання напруги та струму

Ви-

мі-

рю-

ва-

ння

ФАЗА 1 Фаза 2 ФАЗА 3

На-

пруга

U1, В

Стр

ум

I1, А

Потуж-

ність

, кВт

На-

пруга

U2, В

Стр

ум

I2, А

Потуж-

ність

, кВт

На-

пруга

U3, В

Стр

ум

I3, А

Потуж-

ність

, кВт

1 393,7 1,4 0,95 400,0 1,4 0,97 398,0 1,4 0,97

2 394,1 1,4 0,96 400,0 1,4 0,97 396,1 1,4 0,96

3 390,9 1,4 0,95 397,3 1,4 0,96 398,3 1,4 0,97

4 385,0 1,4 0,93 392,1 1,4 0,95 403,1 1,4 0,98

5 391,3 1,4 0,95 393,1 1,4 0,95 402,7 1,4 0,98

Zi - - 0,95 - - 0,96 - - 0,97

= (

)

кВт.

Результати фазного вимірювання напруги та струму в електромережі на

вході в ПЧВ при навантаженні

= 40 кВт наведено нижче у таблиці 2.

Таблиця 2 – Результати фазного вимірювання напруги та струму

236



Ви-

мі-

рю-

ва-

ння

ФАЗА 1 Фаза 2 ФАЗА 3

На-

пруга

U1, В

Стр

ум

I1, А

Потуж-

ність

, кВт

На-

пруга

U2, В

Стр

ум

I2, А

Потуж-

ність

, кВт

На-

пруга

U3, В

Стр

ум

I3, А

Потуж-

ність

, кВт

1 393,7 63,7 43,44 400,0 67,3 46,63 398,0 63,5 43,77

2 394,1 64,3 43,89 400,0 65,1 45,1 396,1 62,8 43,08

3 390,9 62,3 42,18 397,3 68,1 46,86 398,3 62,5 43,11

4 385,0 63,6 42,41 392,1 71,3 48,42 403,1 55,8 38,95

5 391,3 68,9 46,70 393,1 71,4 48,61 402,7 56,5 39,41

Zi - - 43,72 - - 47,12 - - 41,66

= (

)

кВт,

(

) (

) = 0,925·44,17 – 0,98·0,96 = 39,92 кВт.

Абсолютна похибка експериментальних вимірювань потужності наванта-

ження на вихідний вал редуктора : ∆ = 40,00 – 39,92 = 0,08 кВт.

Відносна похибка експериментальних вимірювання потужності наванта-

ження на вихідний вал редуктора : =

·100% = 0,2%.

Висновки

Отримані значення похибок задовольняють вимогам, встановлених вироб-

ником стенду у технічній документації [1]:

∆= 0,08 ≤ ±0,4кВт, або = 0,2% ≤1,0%,

а також діючим нормативним документам ПАТ «Українська залізниця» [2, 3].

Запропонований нами метод увійшов до методичного документу з метро-

логії ПМА 004-2013 (Програма і методика первинної та періодичної атестації

стенду для випробування редукторів приводів генераторів від середньої части-

ни осі колісної пари пасажирських вагонів марки «ВИР-1500»), яка була за-

тверджена в місцевих органах департаменту технічного регулювання і набув

чинності 3 01.08.2016 року.


1. Стенд для випробування редукторів типу МАБ II (ЕЮК-160-1М / 28) , ВБА

32/2 (WBA 32/2) приводів генераторів від середньої частини осі колісної па-

ри пасажирських вагонів марки «ВИР-1500». Паспорт [Електронний ресурс]:

Офіційний сайт виробника ПМП «Компро». – Режим доступу вільний:

http://www.kompro.org.ua.

2. ЦЛ-0078 Інструкція з ремонту редукторно-карданних приводів пасажирсь-

ких вагонів Державна адміністрація залізного транспорту України. Укрзаліз-

ниця головне пасажирське управління Київ 2009.

3. НД 32 УЗ-ЦТЕХ-0043-2004 Настанова про порядок проведення атестації ви-

пробувального обладнання, яке використовується на залізничному транспо-

рті України.

237

http://www.kompro.org.ua/



АНАЛІЗ МЕТОДІВ ПРЕДСТАВЛЕННЯ ЗНАНЬ ПРИ РОЗРОБЦІ

ЕКСПЕРТНОЇ СИСТЕМИ ДЛЯ ВИКОРИСТАННЯ У ГАЛУЗІ

МЕТРОЛОГІЧНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

Сахарова С. В.1, к.т.н., доцент кафедри комп’ютерної інженерії

Крижановська Г. О.2, к.т.н., ст. викладач кафедри ММЗ

1 – Одеська національна академія харчових технологій


м. Одеса

Як вважають провідні фахівці, в недалекому майбутньому експертні сис-

теми (ЕС) будуть відігравати основну роль у всіх фазах проектування, розроб-

ки, виробництва, розподілу, продажу, підтримки і надання послуг, у тому числі

і в галузі метрології та метрологічного забезпечення. Технологія ЕС, що в да-

ний час отримала комерційне поширення, зможе забезпечити революційні змі-

ни в інтеграції додатків з готових інтелектуально-взаємодіючих модулів. В га-

лузі метрології ЕС призначені для вирішення неформалізованих задач і не замі-

нюють традиційного підходу до розробки програм.

При розробці ЕС, значна частина роботи відведена збору, підготовці, ана-

лізу, формуванню та представленню знань. При цьому задіяна велика кількість

експертів не тільки в галузі метрологічного забезпечення, а й багатьох інших

галузях, серед яких фахівці в електроніці, схемотехніці, радіотехніці.

Знання можуть бути представлені, як складні дані, що можуть бути збере-

жені в пам‘яті інтелектуальної системи і містять у собі інформацію про об‘єкти

і відносини предметної області, процеси взаємодії об‘єктів в часі і просторі,

правила провадження логічного висновку.

Весь обсяг накоплених знань необхідно представити в формі, що буде

прийнятна для обробки комп‘ютером, враховуючи пам‘ять, що займається, за-

безпечив швидкість навігації, можливість накопичування знань та здатність до

самонавчання системи. При цьому необхідно вибрати прийнятну модель пред-

ставлення знань (МПЗ).

Моделі, що відображують подання знань можна поділити на декларативні

та процедурні. У декларативних моделях знання подаються у вигляді описів

об‘єктів і відносин між ними без вказівки в явному виді, як ці знання обробляти

(Знання ЩО). Такі моделі припускають відділення описів (декларацій) інфор-

маційних структур від механізмів виводу, котрий оперує цими структурами. У

більш приватній формі декларативні знання здатні дати системі можливість ві-

дповісти на питання типу: Чи володіє предмет X ознакою У. Чи знаходиться

об‘єкт X щодо Р з об‘єктом У.

У процедурних моделях знання представляються алгоритмами (процеду-

рами), які містять необхідні описи інформаційних елементів й одночасно ви-

значають спосіб їхньої обробки (Знання ЯК). Розвиток процедурних моделей

останнім часом привів до появи нового напрямку – об‘єктно-орієнтованого ана-

лізу та проектування.

У всій множині моделей подання знань, використовуваних у сучасних ін-

телектуальних системах (ІС), доцільно виділити п‘ять базових моделей: факти

та правила, логіка предикатів, семантичні мережі, нейроні мережі, фрейми.

238



Факти та правила – подання знань, засноване на правилах, побудоване на

використанні виразів виду «ЯКЩО (умова) – ТО (дія)». Перші ІС були побудо-

вані саме на основі моделі подання знань за допомогою продукційних правил.

Незважаючи на всі недоліки даної моделі, ці системи дуже ефективні та продо-

вжують використовуватися й сьогодні.

Логіка предикатів є одним з розділів математичної логіки. Логіка як систе-

ма складається з мови, яка називається обчисленням предикатів першого по-

рядку, декількох теорем, представлених у термінах цієї мови, й правил виводу.

Головна частина представлення знань, яка рідко привертає увагу до себе, поля-

гає в тому, що представлення повинно «стандартизувати» семантичну різнома-

нітність людської мови.

Семантична мережа складається з точок, які називаються вузлами, та дуг,

що їх з‘єднують, які описують відношення між ними. У цій семантичній мережі

вузли відображують об‘єкти, концепції або події. В залежності від виду пода-

них знань можуть бути використані різні методи визначення дуг.

Характерна риса семантичної мережі – наочність знань як системи. Всі

знання, що належать до однакових сутностей і понять, можуть бути зображені у

вигляді відносин між різними вузлами, що описують ці сутності. Така можли-

вість дає підставу говорити про легкість розуміння такого подання. Досліджен-

ня в області семантичних мереж в останні роки показали їхню високу ефектив-

ність для побудови цілеспрямованих інтелектуальних систем.

Основна риса нейронних мереж це те, що зважені зв‘язки між елементами

використовуються як основний засіб для запам‘ятовування необхідної інфор-

мації. Построїти нейронну мережу, що може вирішити необхідну задачу – це

означає визначити модель нейрона, топологію зв‘язків та їх ваги. Різноманіт-

ність нейронних мереж полягає у топології зв‘язків та визначенням ваг, а та-

кож, моделями нейронів. Модель може застосовуватися для рішення задач роз-

пізнавання образів у практично будь-якій предметній області. Здатності до на-

вчання у моделі високі. Внаслідок навчання формуються нові знання про те, як

вирішувати задачу, тобто підвищується якість рішення. Створення алгоритму,

що буде навчати систему, так само як і структури мережі, є творчим завданням,

що має дуже узагальнений характер з одного боку, а з другого повинно бути

дуже конкретизованим та уточнюючим. Даний недолік серйозно обтяжує ство-

рення ІС на основі нейронних мереж. Також недоліком нейронних мереж є від-

сутність наочності подання знання.

Фрейм це структура, що описує деякий складний об‘єкт або абстрактний

образ чи модель для представлення деякої концепції (стереотип сприйняття). З

такої моделі певної концепції нічого не можна забрати, атрибути моделі можна

тільки заповнити. Структура кадру включає три основних типи даних: поняття,

характеристика, значення характеристики. Можна вважати, що у фреймі реалі-

зовано деякі принципи, що схожі з організацією баз даних, де як одиниці виді-

ляються об‘єкти, характеристики та їхні значення, а також семантичних сіток, в

яких розрізняють абстрактний і конкретний рівень. Модель кадру – це схеми з

категоріями і підкатегоріями. Створення фреймових систем є дуже складною

роботою, яка вимагає залучення досвідчених розробників. Навіть процес вне-

сення змін також, за трудомісткістю, можна порівняти із створенням нової сис-

теми.

239



Таким чином, у процесі розвитку МПЗ зазнають змін та набувають як пе-

реваги та і недоліки. При вирішенні задачі вибору певної МПЗ для обраної об-

ласті дослідження враховується багато факторів, умов та обмежень, вимагаєть-

ся творчий підхід та опит розробника. Розробка експертної системи для вирі-

шення задач в галузі вимірювань та обробки результатів вимірювань дозволить

підвищити ефективність цих процесів, зменшити витрати та час, завдяки приш-

видшенню прийняття важливих рішень, зменшенню трудовитрат та кількості

кваліфікованих кадрів та експертів, що залучені до цього процесу.


1. Сахарова С. В. Конспект лекцій навчальної дисципліни «Експертні системи»

// Одеська національна академія харчових технологій. – 2013.– с. 23 – 28.

2. Крісілов В.А. Засоби інтелектуальної обробки інформації. Конспект лекцій,

ОНПУ, 2010. – 44 с.

3. Величко О. М., Коломієць Л. В., Гордієнко Т. Б., Основи метрології: теорія та

практика. Підручник – Одеса: ВМВ, 2009. – 391с.

240



СЕКЦІЯ 7

ФУНДАМЕНТАЛЬНІ ТА ГУМАНІТАРНІ

НАУКИ В ПІДГОТОВЦІ ФАХІВЦІВ З

МЕТРОЛОГІЇ ТА ТЕХНІЧНОГО

РЕГУЛЮВАННЯ

241



ОБ’ЄКТ, ОБ’ЄКТНЕ ТА ОБ’ЄКТИВНЕ У

ПРАВОВІЙ СВІДОМОСТІ ЯК ФОРМІ СУСПІЛЬНОЇ СВІДОМОСТІ

Большакова О. В., канд. філософ. наук,

Одеська державна академія технічного регулювання та якості, м. Одеса

В умовах транзитних періодів державотворення особливого значення набу-

ває рівень правової свідомості громадянина. Вивчення змісту поняття «правос-

відомість», еволюції суб‘єктивного і об‘єктивного в правовій свідомості в умо-

вах суспільства, що трансформується, є важливою науково-методологічною

проблемою. Глибока специфіка об‘єктивної діалектики в сучасних умовах ви-

значає нове співвідношення, новий характер взаємозв‘язку між суб‘єктивним і

об‘єктним, суб‘єктивним і суб‘єктним, об‘єктивним і об‘єктним. Для правиль-

ного розуміння питання про суспільну і особисту свободу першорядне значення

має з‘ясування взаємозв‘язку між об‘єктом, об‘єктним та об‘єктивним, їх особ-

ливостей у розвитку правової свідомості.

У філософській та правовій літературі існує чимало робіт, в яких розгля-

даються зазначені категорії. Так, зазначеній проблематиці присвятили свої пра-

ці такі вчені як: С. С. Алексєєв, Г. С. Батищев, В. В. Войтов, І. Е. Зуєв, А.

І. Івакін, Ю. Ю. Калиновський, А. І. Кавалерів, С. І .Максимов, В. Б. Садиков,

Е. І. Фарбер, В. Ф. Яковлєв та інші. Однак проблема співвідношення об‘єкта,

об‘єктивного і об‘єктного у правовій свідомості, у тому чи іншому контексті,

розглядається в більшості випадків в межах теорії права і філософії права. Од-

нак в межах соціальної філософії комплексного дослідження об‘єктного та

об‘єктивного у правовій свідомості не здійснювалося.

Об‘єкт (від лат. оbjectum – предмет) – це «щось, що існує в реальній дійс-

ності (тобто незалежно від свідомості): предмет, явище чи процес, на які спря-

мована предметно-практична і пізнавальна діяльність суб‘єкта (спостерігача)»

[2, с. 187 – 188].

Поняття об‘єктивного має два значення: по-перше, це все, що існує поза

нас; по-друге, певні сторони свідомості людей, що не залежить від них. У пер-

шому випадку об‘єктивне існує незалежно від суб‘єктивного і є визначальним

щодо нього (суб‘єктивного). У другому випадку об‘єктивне існує в формі

суб‘єктивного і не є первинним. Існувати поза людською свідомістю і незале-

жно від людської свідомості не одне й те саме. Якщо об‘єктивним предметам

притаманне як перше, так і друге, то змісту пізнавальних образів – тільки дру-

ге. Зрозуміло, об‘єктивні сторони пізнавального процесу незалежні від людини

не тому, що вони не пов‘язані з її свідомістю, а лише в тому сенсі, що визнача-

ються не суб‘єктом і його свідомістю, а об‘єктивним світом.

Об‘єктивне – це таке знання про реальність, що не залежить від людського

сприйняття і залишиться таким незалежно від того, чи має людина якесь уяв-

лення про предмет чи ні. Об‘єкт протистоїть свідомості. Поняття об‘єкта, а,

таким чином, і об‘єктивного з‘явилося в європейській думці в XVIII в., Коли

питання гносеології вийшли на новий рівень, і з‘явився сумнів в адекватності

сприйняття людиною світу. Якщо узагальнити, можна сказати, що об‘єкт є час-

тиною зовнішнього світу, а суб‘єктивне є визначенням внутрішнього світу лю-

дини.

242



Похідними від категорії об‘єктивного є поняття об‘єктності. Об‘єктність

можна розглядати як: а) існування і розвиток явищ; б) пізнання явищ (у разі

об‘єктивності розгляд відбувається відповідно до суті і взаємозв‘язків цього

явища); в) як сприйняття, поняття, теорії (у сенсі їх істинності або неістинності,

безсторонності або упередженості).

Можна сказати, що свідомість є об’єктивною за джерелом виникнення (зо-

внішній світ), в своїй основі (історична практика), і нарешті, за змістом.

Поняття «об‘єкт», «об‘єктивний» і «об‘єктний» не слід плутати з принци-

пом пізнання – об‘єктивністю. Так, під об‘єктивною діалектикою розуміють

суперечливість, мінливість і системність цілком реальних, об‘єктивних подій.

Об‘єктивність в широкому сенсі – це необхідний і обов‘язковий принцип пі-

знання, без якого пізнання втрачає сенс, в той же час з необхідністю включає в

себе єдність суб‘єкта та об‘єкта і відповідно – суб‘єктивного та об‘єктивного. І

такі мислителі, як Н. А. Лоський і Н. А. Бердяєв постійно підкреслювали, що

суб‘єкт і об‘єкт, а також їх співвідношення не можуть трактуватися суто гносе-

ологічно, але обов‘язково – і онтологічно, причому онтологічний аспект їх вза-

ємозв‘язку і взаємовідносин є головним. Адже Світ в цілому є і суб‘єкт, і об‘єкт

одночасно [1, с. 99 – 102].

Правова свідомість не може існувати без суб‘єкта, але вона не буває і без

об‘єкта, її зміст визначається об‘єктом. І саме вона (свідомість) може бути

об‘єктом дослідження. Таким чином, правова свідомість об‘єктивна за змістом,

бо відбиває об‘єктивний світ, але вже в змісті є суб‘єктивні елементи. Свідо-

мість суб‘єктивна в тому сенсі, що не існує без суб‘єкта. Але вона не буває і без

об‘єкту, її зміст визначається об‘єктом.

Наприкінці зазначимо, що трансформація об‘єктного буття людини в

суб‘єктне відбувається за рахунок того, що людина розрізняє в собі властиві її

душі різноманітні духовні устремління, які задовольняють також різні об‘єкти

зовнішнього природного й суспільного оточення. Філософія, аналізуючи жит-

тєві колізії, дозволяє, по-перше, відкрити закони і правила мислення, по-друге,

чітко визначити як світоглядний, так і методологічний потенціал понять і кате-

горій, по-третє, запропонувати методику оволодіння кожною людиною мислен-

ням як засобом досягнення втраченої душевної гармонії, по-четверте, створити

різноманітні концептуальні вчення про шляхи їх втілення в сферу суспільного

буття, по-п‘яте, сформувати фактично кожну людину як суб‘єкта автономного

мислення і такої ж автономної суспільної діяльності як діяльності соціально-

духовної, осмисленої, цілеспрямованої.


1. Івакін О. А. Об‘єктивність як неодмінний принцип пізнання / О.А. Івакін //

Актуальні проблеми держави і права : зб. наук. праць. – О. : Юрид. л-ра. –

2006. – Вип. 29. – С. 99 – 102.

2. Общая психология. Словарь / под. ред. А. В. Петровского // Психологичес-

кий лексикон. Энциклопедический словарь в шести томах; ред.-сост. Л. А.

Карпенко; под общ. ред. А. В. Петровского. – М. : ПЕРСЭ, 2005. – 251 с.

243



НАДІЙНІСТЬ – ОСНОВА ЯКОСТІ ТЕСТОВОГО

КОНТРОЛЮ ЗНАНЬ

Кисельова О. І., к.пед.н, доцент,


м. Одеса

В останні десятиріччя метод тестового контролю знань набуває все біль-

шого поширення у ВНЗ, у зв‘язку з поширенням Інтернет-технологій, дистан-

ційної освіти, мобільності, міграційних та глобалізаційних процесів. В цих умо-

вах тест – один з основних видів контролю знань, оскільки забезпечує точність,

надійність, об‘єктивність, мобільність та економічність оцінки знань, але це за

умови якісно створеного тесту.

Основними параметрами якості тесту є його надійність і валідність. Надій-

ність тесту – одна з основних характеристик його якості, як і будь-якої методи-

ки оцінювання знань, умінь, навичок, якостей, властивостей тощо; це показник,

що відображає точність і стійкість процедури та результату вимірювання, не-

зважаючи на зовнішні фактори впливу та умови проведення тестування; це кри-

терій, який свідчить про точність вимірювання й може бути відтворений в поді-

бних умовах з подібним результатом.

Для визначення надійності тесту, перш за все слід визначити суттєві якості

тесту: відтворюваність отриманих результатів дослідження; ступінь точності

методики вимірювання або відповідних приладів; стійкість результатів протя-

гом певного періоду часу.

Складові надійності тесту: надійність вимірювального інструмента (а саме

грамотність формулювання та об‘єктивність тестового завдання), яка оцінюєть-

ся шляхом розрахунку відповідного коефіцієнта; стабільність досліджуваної

ознаки протягом тривалого періоду часу, а також передбачуваність і плавність

її коливань; об‘єктивність результату (тобто його незалежність від особистих

уподобань дослідника) та зовнішніх факторів.

Не існує стовідсотково надійних чи ненадійних тестів, адже надійність це

континуум (вимірювальна процедура може бути більш-менш надійною).

У ході еволюції понять «тест», «надійність тесту», склалося досить багато

підходів до розуміння надійності тесту, але найпоширенішими у класичній тео-

рії тестів є як мінімум чотири підходи до цього питання. Проаналізувавши їх ми

дійшли висновку, що в основі кожного з цих концептуальних підходів лежать

зв‘язки між балами, що спостерігаються, істинними балами і помилкою вимі-

рювання. На одному рівні ці підходи відрізняються тільки методами, які вико-

ристовуються для алгебраїчних операцій з виразами, пов‘язаними з цими дис-

персіями. На іншому рівні вони представляють різні способи концептуалізації

або характеристики поняття надійності (див. таблицю 1).

Отже, чим більше надійність тесту, тим він відносно більш незалежний від

похибок вимірювання. Надійність тесту розглядається при одному підході: як

стійкість (стабільність) результатів при повторному тестуванні; при іншому, як

прояв ступеня еквівалентності двох однакових за формою і цілями (паралель-

них) тестів.

Надійність краще визначається на найбільш однорідних вибірках, тобто на

вибірках, схожих за ключовими характеристиками (вік, рівень освіти, профе-

сійної підготовки тощо). Для кожної такої вибірки наводяться свої коефіцієнти

244



надійності. Наведений показник надійності застосовується тільки до груп, поді-

бних до тих, на яких він визначався. Якщо методика застосовується до вибірки,

що відрізняється від тієї, на якій перевірялася її надійність, то ця процедура по-

винна бути проведена заново. Наприклад, тест, який було розроблено і доведе-

но його надійність для студентів 4 курсу не може вважатися надійним для сту-

дентів 3 курсу навчання.

Концептуалізація надійності тесту

Доля ди-

сперсії

Справжні бали

Надійність – це відношення

дисперсії справжніх балів до

дисперсії спостережуваних

балів

Помилка вимірювання

Надійність – це відсутність

дисперсії помилки

Кореляції Надійність – це (квадратна)

кореляція між спостережува-

ними і істинними балами

Надійність – це відсутність

кореляції між спостережу-

ваними балами і помилкою

Для обчислення показників надійності зазвичай застосовують коефіцієнти

кореляції. Надійність тим вище, чим більше отриманий коефіцієнт кореляції

наближається до одиниці.

Не існує однієї думки щодо переліку негативних факторів, які впливають

на надійність тесту, думки вчених розходяться у цьому питанні, здебільшого це

зумовлено специфікою досліджуваної ними сфери.

Проаналізувавши праці науковців (В. С. Аванесов, Е. М. Аскеров,

К. М. Гуревич, А. С. Домників, А. П. Карпенко, В. С. Ким, І. Д. Рудинський та

ін.) ми дійшли висновків, що стосовно навчальних (дидактичних) тестів для ВНЗ

можна виділити наступні основні негативні фактори впливу: 1) недосконалість

методики (невірна або неточна інструкція, нечітке формулювання завдань, недо-

статнє / надлишкове змістове навантаження); 2) невідповідність обстановки, ча-

су, умов в яких проводяться дослідження; 3) психічний стан, втома, роздратова-

ність, збудливість, емоційна нестабільність досліджуваних; 4) мінлива поведінка

дослідника і суб‘єктивний підхід при оцінці результатів тесту.

Відзначимо, що К. М. Гуревич пропонує визначати надійність тесту за

трьома показниками: показник, що характеризує вимірювальний інструмент

(коефіцієнт надійності); показник, що характеризує стабільність вимірюваного

властивості (коефіцієнт стабільності); показник оцінки впливу особистості екс-

периментатора (коефіцієнт константності).

Отже, визначення надійності тесту забезпечує не тільки якість вимірюва-

них характеристик, а й дає можливість стандартизувавши процедуру тестуван-

ня, зберегти час, матеріально-технічні й особистісні людські ресурси.


1. Ким В. С. Тестирование учебных достижений: [монография]. – Уссурийск:

Издательство УГПИ, 2007. – 214 с.

2. Латышев В.Л. Интеллектуальные обучающие системы: контроль знаний и

психодиагностика. (http://nit.miem.edu.ru/2004/plenar/9.htm).

3. Р. Майкл Фер. Психометрика: Введение /Р. Майкл Фер, Верн Р. Бакарак;

пер. с англ. А. С. Науменко, А. Ю. Попова; под ред. Н. А. Батурина, Е. В.

Эйдмана. – Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2010. – 445.

245

http://nit.miem.edu.ru/2004/plenar/9.htm



ТЕОРІЯ ВЗАЄМОДІЇ І ОСВІТНІ СТАНДАРТИ В НАВЧАННІ

Сафонова Н. В., к.п.н, доцент,

Садковська І. Ю., аспірант, Асабашвілі С. Д., аспірант


м. Одеса

Трансформації стали символом сучасної бурхливої епохи розвитку науки і

техніки. Глибокі, важкі, не передбачені ученими перетворення охопили у кінці

другого і початку третього тисячоліття усе суспільство – економіку і техноло-

гію, державно-політичні стосунки і соціально культурний лад, включаючи ма-

теріальну і духовну культуру, гуманітарну сферу життя народу.

Сучасне реформування освіти вимагає перегляду підходів до визначення

освітніх стандартів. Вони повинні віддзеркалювати нове бачення громадського

ідеалу вченості, громадські вимоги до освіти як основи соціокультурного ста-

новлення молодої людини, сприяти збереженню єдиного освітнього простору в

державі, відігравати стабілізуючу і регламентуючу роль.

Зміст новітньої стандартизаційної політики освіти дозволяє впорядкувати

освітні системи, використовувати єдині критерії якості сучасної освітньої галу-

зі, уніфікувати оцінки і рівні.

Вища освіта ХХІ століття активно вимагає певних суттєвих змін у системі

змісту та організації навчання. Зміни у будь-якому напрямі є невід‘ємною час-

тиною прогресу держави взагалі. Технічні нововведення тягнуть за собою зміни

технологічних процесів, зміни в управлінні цими процесами і в підготовці май-

бутніх висококваліфікованих фахівців. Зміни в економічному середовищі прое-

ктують необхідність професійної переорієнтації фахівців на різних етапах їх

кар‘єри, освоєння нових сфер діяльності, зміни професійної кар‘єри тощо. На-

сьогодні суттєво змінився потенціал сучасного студентства та його потреби.

Недостатньо передати студентам певний інформаційний обсяг знань, набагато

важливіше стає навчання їх пошуку та аналізу необхідної інформації, навчання

самого процесу продуктивного отримання знань.

В Україні відсутній досвід порівняння та оцінювання існуючих освітніх

програм – йдеться не про боротьбу споживача освітніх послуг за право доступу

до кращого джерела знань, а про прагнення здобути атрибут освіти – диплом.

Держава здійснює контроль за рівнем якості освіти і професійної підготов-

ки за допомогою вимірів показників якості вищої освіти студентів в процесі ре-

алізації ВНЗ освітньо-професійної програми підготовки. Засобом діагностики є

критеріально-орієнтовані тести, психодіагностичні методики, орієнтовані на

виявлення якостей особи. Вони спрямовані на вимір і оцінку об‘єму, повноти,

системності і міцності професійних знань; дієвості і самостійності випускників,

що дозволяє порівняти їх освітній рівень з еталонними вимогами освітньо-

кваліфікаційної характеристики [1].

Механізм взаємодії педагога із студентами можна представити як елемен-

тарну логіку взаємодії з елементами – об‘єкт-суб‘єкт. В даному випадку суб‘єкт

(студент) є матеріальним вузлом, в якому з‘єднуються в єдине ціле зміст і фор-

ма діяльності. Змістом діяльності виступає його матеріальне тіло, уся його ма-

теріальна організація, по суті справи – фізичний розвиток суб‘єкта.

246

http://ua-referat.com/%D0%9E%D1%81%D0%B2%D1%96%D1%82%D0%B0

http://ua-referat.com/%D0%A1%D1%82%D1%83%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D1%82

http://ua-referat.com/%D0%9F%D1%80%D0%BE%D1%86%D0%B5%D1%81



Форма діяльності визначається в таких категоріях, як психіка, свідомість,

мислення. Розвиток цих протилежностей і є одним із завдань педагогічної нау-

ки. Проте найважливішим є гармонійне поєднання цих протилежностей. З фізи-

ки відомо, що будь-яке тіло має власну частоту коливання. І якщо частота ко-

ливань зовнішньої дії тіла співпадає з частотою власною, то досягається найбі-

льший ефект у будь-якій діяльності [2].

Оцінка рівня мислення людини – справа дуже важка і залежить від віково-

го діапазону. Для цього процесу характерні певні стадії. Мислення обумовлює

підхід до самостійного отримання знань і здатність їх застосувати в майбутній

практичній діяльності. Об‘єкт передає інформацію суб‘єктові, одночасно сам

навчається, самовдосконалюється.

Взаємодія між об‘єктами і суб‘єктами сьогодні є найменш вивченим пи-

танням, особливо в соціальній сфері. Тому, рідко існує будь-який колектив,

який би існував хоч би невеликий проміжок часу без скандалів чи конфліктів.

За наявності декількох суб‘єктів (елементів системи), кожен з яких володіє

власною частотою коливання, об‘єктові (педагогові) проблематично «створити»

з цих елементів ансамбль. Тому педагоги повторюють шлях «як нас учили, так і

ми вчимо», тобто пояснюють (інформують), а студенти (суб‘єкти) сприймають

інформацію за своїм рівнем мислення та ступенем сприймання. Педагог пови-

нен бути не джерелом (носієм) інформації, а режисером розумової діяльності,

організатором навчального процесу, домагаючись найбільш ефективної роботи

пам‘яті спільно з мисленням, мовою, емоціями при високій концентрації уваги.

Природно, для того, щоб це все досягало певного успіху, потрібний як можна

менший діапазон розкиду власних частот коливання [2].

В процесі всього життя людина росте фізично, відбувається розвиток зміс-

ту діяльності на полюсі суб‘єкта, тобто його матеріального тіла, разом із зрос-

танням однієї протилежності росте і інша форма діяльності. Найчастіше зрос-

тання форми діяльності явно відстає від зростання змісту діяльності. Зважаючи

на це виникає певна дисгармонія між змістом і формою діяльності. Форма по-

чинає не відповідати і очевидно відставати від змісту діяльності. У певний мо-

мент часу ця невідповідність може досягти конфліктної точки, кризи й, як на-

слідок, занепаду і повного зникнення.

На основі теорії взаємодії у навчальному процесі та всього вищесказаного,

вважаємо, що навчання буде найбільш успішним та ефективним, коли студенту

надається можливість діяти самостійно, згідно своїх здібностей: в пам‘яті,

пов‘язаній зі сферою свідомості, фіксуються від 70% до 90 % того, що він ро-

бить; від 2% до 50% того, що він бачить, і тільки від 5% до 10% того, що він

чує.

Знання і володіння принципом теорії взаємодії є основою успішної органі-

зації будь-якого навчального процесу.


1. Стандарти освіти: Електронний ресурс. Режим доступу:

http://ebk.net.ua/Book/synopsis/pedagogika/part2/049.htm

2. Горшков В., Сафонова Н. Витоки кризи вищої освіти / В. Горшков, Н. Са-

фонова // Інноваційна педагогіка у вищих навчальних заставах: зб. наук.

праць /за заг. ред. д.філол.н. доц. О. Б. Тітової]. – Донецьк: ДонУЕП, 2014. –

172 с.

247

http://ebk.net.ua/Book/synopsis/pedagogika/part2/049.htm



МЕТОДИКА ЗАСТОСУВАННЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ КАРТ НА

ЗАНЯТТЯХ З ВИЩОЇ МАТЕМАТИКИ

Лінкова О. В.1, Гарбуз А. І.

2

1 - Одеська державна академія технічного регулювання та якості

2 – Одеській національний політехнічний університет,

м. Одеса

Визначення якості підготовки спеціаліста з вищою освітою є однією з ос-

новних задач процесу навчання. Приділяючи увагу вдосконаленню методики,

форм та технологій проведення всіх видів навчальних занять, викладачі кафед-

ри ЗТФП ОДАТРЯ та кафедри ІОЗІС ОНПУ розробили та реалізували в навча-

льному процесі кафедр альбом технологічних карт – збірник роздавально-

графічних матеріалів з дисципліни «Вища математика».

Вказані матеріали відповідають навчальним програмам, змісту та методиці

викладання вищої математики і являються частиною навчально-матеріального

забезпечення як усіх видів занять під керівництвом викладача, так і самостій-

них занять студентів [1].

Як відомо, основним методом передачі і сприйняття інформації у вузі є ле-

кція, яку студенти сприймають на слух. Однак, у багатьох студентів переважає

зоровий метод сприймання інформації, і тому, багато нормально встигаючих

випускників середніх шкіл починають погано вчитися у вузах. У зв‘язку з цим,

авторами було запропоновано впровадження у навчальний процес у вигляді пе-

дагогічного експерименту так званий «Альбом технологічних карт», що являє

собою результат наукових досліджень, який було обговорено на засіданнях на-

уково-методичного семінару кафедр.

Технологічні карти являють собою поданий у логічному вигляді (у вигляді

схем, алгоритмів розв‘язувння задач, класифікаційних таблиць, графіків, тощо)

матеріал курсу за окремими модулями (темами). Цей матеріал – по суті ядро –

основа знань з кожної теми, що наочно і послідовно ілюструє матеріал лекції і

допомагає студентам краще засвоїти інформацію, запам‘ятати її, вдосконалює

методику проведення занять і підвищує їх ефективність [2].

На кафедрах було розроблено «Альбом технологічних карт», який відпові-

дає теоретичному матеріалу, що відображає розділи «Лінійна та векторна алге-

бра, аналітична геометрія, «Математичний аналіз», «Диференціальні рівняння»,

«Числові ряди та ряди Фурьє», «Елементи операційного числення». Як показа-

ли результати експерименту, студенти активно використовують ці матеріали як

на лекціях і на практичних та лабораторних заняттях, так й при виконанні кур-

сових робіт та на самостійних заняттях.

Особливо треба виділити позитивний вплив застосування вказаних матері-

алів на самостійних заняттях студентів, при підготовці їх до виконання РГР,

контрольних робіт, заліків та екзаменів.

За відгуками студентів (оброблено 150 анкет), 85% тих, хто навчається, ві-

дмітили як позитивний результат застосування технологічних карт наступне:

- покращення розуміння матеріалу тем та розділів;

- класифікацію основних методів розв‘язання задач;

- підвищення ефективності занять і рівня знань;

248



- більшу зацікавленість предметом;

- можливість швидко засвоїти матеріал у разі пропуску занять.

Позитивним в запропонованій методиці є також і те, що для розробки тех-

нологічних карт, їх оформленні та апробації результатів були залучені студенти

– члени наукових гуртків, що навчилися методиці проведення наукових дослі-

джень, організації наукової та науково-технічної діяльності, допомогли у впро-

вадженні в навчально-виховний процес нових технологій та методів навчання

[3].

В подальшому кафедрами планується розробити та видати аналогічні ма-

теріали для забезпечення інших розділів курсу вищої математики, спеціальних

розділів математики, що, на нашу думку, покращить навчальний процес та буде

сприяти підвищенню його ефективності.

Рисунок 1 – Елемент технологічної

карти

На рис.1 наведено елемент з «Аль-

бому технологічних карт», що відо-

бражує алгоритм дослідження функції

декількох змінних на екстремум. У лі-

вій колонці відображуються основні

етапи дослідження та формули, які при

цьому мають бути застосовані. У пра-

вій колонці кожен етап застосовується

при дослідженні заданої функції.

Завдяки такій формі розташування

поданого матеріалу студентам легше

встановити логічний зв‘язок між теоре-

тичною та практичною частинами кур-

су. Такий підхід також сприяє більш

швидкому орієнтуванню у матеріалі

курсу.


1. Беспалько В. П. Педагогика и прогрессивные технологии обучения. – М.:

2006.

2. Ткач Ю. М. Технологізація процесу навчання вищої математики /

Ю. М. Ткач // Збірник наукових праць. Педагогічні науки. – Випуск 62. –

Херсон: Вид-во ХДУ, 2012. – С. 346 – 351.

3. Шунайлова С. А. Теоретические основания и педагогические условия по-

вышения качества математической подготовки студентов [Текст] /

С. А. Шунайлова // Высшее образование сегодня. – 2008. – 10. – С. 79 –

81.

249



ІНСТРУМЕНТИ УПРАВЛІННЯ ЯКІСТЮ ОСВІТНІХ ПОСЛУГ

Оленєв М. В., к.т.н., доцент, Гуслякова І. П., старший викладач


м. Одеса

Аналіз сучасної ситуації в Україні дає розуміння того, що підготовка про-

фесійних кадрів є основою для подальшого економічного розвитку країни в ці-

лому і окремих галузей національного господарства, а особливо, технічного ре-

гулювання виробництва. Тобто, освіта, а конкретніше – вища освіта, вимагає

серйозних змін освітніх методик і засобів контролювання якості освітніх пос-

луг.

Процес підготовки нових професійних кадрів, здатних позитивно впливати

на суспільний розвиток, потребує зростання якості знань і умінь, докорінного

оновлення практичної підготовки науково-педагогічних працівників.

В такому контексті, великого значення набуває якість освітніх послуг ви-

щих навчальних закладів. Теоретичні та практичні аспекти вимірювання, стан-

дартизації й оцінювання якості освітніх послуг необхідно постійно досліджува-

ти, проводити порівняльні моніторингові дослідження з метою одержання

об‘єктивної та вичерпної інформації про стан освітніх послуг [1].

Особливу увагу необхідно сконцентрувати на напрямах підвищення ефек-

тивності освітніх послуг.

Підвищення якості освітніх послуг здійснюється за двома основними

напрямами:

- удосконалення якості освітніх послуг без принципової зміни;

- створення новітніх засобів навчання, заснованих на використанні принципо-

во нових технологій, освітніх інноваціях.

Між цими напрямками існує тісний зв‘язок. Спочатку створюються нові

засоби навчання, розробляється концепція змін, потім починається період впро-

вадження в навчально-виховний процес та удосконалення технологій навчання.

Поступово накопичуються зауваження і пропозиції, формуються науково-

методичні розробки, рекомендації, які дозволяють зробити крок, що реалізуєть-

ся в нову освітню технологію.

Як ми бачимо з рисунку 1, на якість освітніх послуг впливають одночасно

існуючі і нові засоби навчання. Тобто, має місце сполучення революційного і

еволюційного розвитку вищої освіти.

До основних навчальних процесів, які треба аналізувати, може належати

оцінювання потреб у навчанні, проектування, розроблення та забезпечення нав-

чання і оцінювання кінцевого результату [2].

Необхідно також контролювати основні допоміжні процеси. Для навчаль-

них закладів, що бажають покращити свою роботу, можна запропонувати мето-

ди контролювання, які розроблятимуть викладачі, або заснувати контрольний

комітет (робочу групу).

Метод контролювання має бути частиною критичного аналізування з боку

керівництва для упевненості в тому, що вимоги щодо навчання задоволено і що

методи контролювання відповідають прийнятій практиці у сфері якості. Зміни в

методі контролювання цих основних процесів треба задокументувати, а нав-

чання треба оцінювати після внесення будь-якої зміни.

250



Рисунок 1 – Схема підвищення якості освітніх послуг [2].

Результативність методів контролювання треба перевіряти за допомогою

спостерігання. Нерезультативні методи контролювання треба обговорювати і

змінювати.

Крім того, необхідно акцентувати увагу на тому, що найважливішим є не

просто контроль, а покращення якості освітніх послуг, розвинення творчого по-

тенціалу науково-педагогічних працівників, індивідуальний підхід до кожного

студента, підвищення конкурентоспроможності навчального закладу на ринку

освітніх послуг.

Розвиток сучасної вищої освіти в Україні – складний процес, який доко-

рінно змінює деякі багатолітні педагогічні і методичні твердження. Відмовля-

тися від набутого роками досвіду не потрібно. Однак, необхідно розуміти, що

зміни в освітніх послугах – обов‘язкова складова успішного економічного роз-

витку. Серед важливих позитивних тенденцій такого розвитку – курс на демок-

ратизацію, диверсифікацію та диференціацію вищої освіти, використання форм

і методів навчання, що підвищують активність і самостійність студентів, вклю-

чення їх у дослідно-експериментальну діяльність.


1. Вітвицька С. С. Основи педагогіки вищої школи. Підручник за модульно-

рейтинговою системою навчання. 2-ге вид. – К.: Центр учбової літератури, –

2011.

2. Лукіна Т. І. Моніторинг якості освіти: теорія і практика. – К.: Вид. дім

«Шкільний світ», 2006.

період удосконалення технологій навчання

існуючі

засоби

навчання

нові засоби

навчання

Якіс

ть

осв

ітн

іх

по

слу

г

Час

251



ТОРГІВЕЛЬНО-ЕКОНОМІЧНІ ВІДНОСИНИ В ТЕХНІЧНОМУ

РЕГУЛЮВАННІ ПОТРЕБУЮТЬ ФАХІВЦІВ З ТОВАРОЗНАВСТВА

Чурсіна Л. А., д.т.н., професор, Тіхосова Г. А., д.т.н., професор,

Путінцева С. В., к.т.н., доцент

Херсонський національний технічний університет,

м. Херсон

Технічне регулювання є основою всіх торгівельно-економічних відносин

держави. Однією із складових технічного регулювання є товарознавство різних

видів товарів, послуг та митний контроль. У новому переліку галузей знань і

спеціальностей, за якими здійснюється підготовка здобувачів вищої освіти (Пе-

релік 2015), товарознавство відсутнє, а в таблиці відповідності ця спеціальність

прирівнюється до спеціальності 076 – підприємництво, торгівля та біржова дія-

льність [1]. При такому відношенні втрачається фаховий зміст спеціальності.

Враховуючи думку провідних вчених-товарознавців України, потреби у

товарознавцях вищої кваліфікації для сфери товарного обігу зростають у

зв‘язку з посиленням євроінтеграційних вимог до якості, безпечності, надійнос-

ті, конкурентоспроможності товарів і послуг на внутрішньому та міжнародних

ринках. Ці потреби характерні не лише для України, але й для країн Європейсь-

кого Союзу. Так, фахівців з напряму товарознавства готують університети

Польщі – Краківський економічний університет (спеціальність «Товарознавст-

во»), Познанський економічний університет, Морська академія (м. Гдиня, спе-

ціальність «Товарознавство і управління якістю»), які користуються попитом на

європейському ринку працевлаштування.

МОН України запропоновано три критерії відповідності щодо розширення

списку спеціальностей [2]. Перший – спеціальність повинна відповідати профе-

сії, бажано не одній, а кільком. Так, сьогодні у сфері технічного регулювання

діяльність товарознавця спрямована на вивчення ринку, прогнозування

кон‘юнктури, формування і контролю асортименту товарів, управління якістю

товарів, оптимізацію просування товару, переробку й зберігання товарів і сиро-

вини, організацію комерційної та зовнішньоекономічної діяльності.

У галузях виробництва споживних товарів – це оцінка відповідності

продукції світовому рівню, а також комерційна взаємодія з організаціями торгі-

влі з метою формування промислового асортименту й досягнення асортимент-

ної збалансованості попиту і пропозиції.

У торговельно-посередницькій сфері – це брокерська, товарознавча та ек-

спертно-консультативна діяльність.

У сфері державного муніципального контролю – це забезпечення реалі-

зації державної політики щодо захисту інтересів споживачів через управління

якістю товарів, стандартизацію та сертифікацію товарів та послуг.

Згідно із Класифікатором професій ДК 003:2010 та змінами до нього 394

у переліку професій закріплені посади, які може обіймати фахівець з технічного

регулювання: аудитор з управління якістю, фахівець зі стандартизації та серти-

фікації, інспектор-товарознавець, товарознавець комерційний та промисловий,

товарознавець технічний з інженерних розробок.

252



Другий критерій – спеціальність повинна мати свій вид економічної діяль-

ності. Згідно з КВЕД-2010 ці посади відповідають кваліфікації аудитора з

управління якістю та товарознавця, які широко використовуються в системі

внутрішньої торгівлі (секція G), сфера послуг (секція N, S), товарного виробни-

цтва (секція C), технічної діяльності (секція M).

Третій критерій – за цією спеціальністю повинна бути достатня кількість

місць на ринку праці. На даний час мережа підприємств зі стандартизації та

сертифікації, Управління Держпродспоживслужби розширюється. Тому випус-

кники товарознавчого профілю мають працювати на цих підприємствах, які по-

требують фахівців з управління якістю, стандартизації та сертифікації, і забез-

печувати їх перспективний розвиток та функціонування,

Виділення товарознавства та управління якістю як окремої спеціальності

пов‘язано зі змістом знань цієї спеціальності. Товарознавство – це наука про

фізико-механічні, біохімічні та екологічні властивості товарів, які покладені в

основу створення державних і міжнародних стандартів на інноваційну продук-

цію українських підприємств та проведення їх сертифікації. Тому, згідно зі ста-

ндартами освіти, нормативна частина навчальних планів з товарознавства

включає такі фундаментальні та професійно орієнтовані дисципліни: хімія (6

кредитів ЄКТС), мікробіологія (3 кредити ЄКТС), фізика (6 кредитів ЄКТС),

товарознавство харчових продуктів і непродовольчих товарів (33 кредити

ЄКТС), що значно відрізняє навчальні плани товарознавців від навчальних пла-

нів з економіки та підприємництва.

Окрім того, підготовка наукових кадрів у сфері товарознавства віднесена

до галузі технічних наук: кандидатські та докторські дисертації присвячені в

основному дослідженням товарознавчих характеристик продовольчих та не-

продовольчих товарів, їх товарознавчому оцінюванню, розробленню технічних

умов і ДСТУ на інноваційну продукцію.

Ці об‘єктивні підстави сприяють збереженню фахівців товарознавчого

профілю та виділенню окремої спеціальності 077 «Товарознавство і управління

якістю» у галузі знань 07 «Управління та адміністрування».


1. Про затвердження переліку галузей знань і спеціальностей, за якими здійс-

нюється підготовка здобувачів вищої освіти [Електронний ресурс] / Кабінет

Міністрів України; Постанова, Перелік від 29.04.2015 266. – Режим дос-

тупу: http://zakon3.rada.gov.ua/laws/show/266-2015-%D0%BF/page.

2. Наказ МОН України від 06.11.2015 1151 [Електронний ресурс] / «Про

особливості запровадження переліку галузей знань і спеціальностей, за яки-

ми здійснюється підготовка здобувачів вищої освіти, затвердженого поста-

новою Кабінету Міністрів України від 29 квітня 2015 року 266». – Режим

доступу: http://old.mon.gov.ua/files/normative/2016-01-18/4636/nmo-1151.pdf.

253

http://zakon.rada.gov.ua/go/266-2015-%D0%BF

http://zakon.rada.gov.ua/go/266-2015-%D0%BF

http://old.mon.gov.ua/files/normative/2016-01-18/4636/nmo-1151.pdf



ОПРЕДЕЛЕНИЕ ШИРИНЫ ЗАПРЕЩЕННОЙ ЗОНЫ ПОРИСТОГО

КРЕМНИЯ, СФОРМИРОВАННОГО НА ПОДЛОЖКЕ С

КРИСТАЛЛОГРФИЧЕСКОЙ ОРИЕНТАЦИЕЙ (110)

Мирошниченко А. И.



г. Одесса

Кристаллический кремний является основой современной электроники.

Ведущее положение кремния связано с широким набором положительных

свойств, таких как дешевизна, легкость в обработке, широкий температурный

диапазон работы, низкая плотность кристаллической решетки, что позволяет

сильное легирование кремния другими материалами. Однако, кремний также

обладает и недостатками, такими как малая эффективность фото- и электролю-

минесценции при комнатной температуре. Эта проблема может быть решена в

рамках кремниевой технологии с помощью пористого кремния, который пред-

ставляет собой кремний, пронизанный сетью пор. Так, как для полупроводни-

ковых материалов ширина запрещенной зоны существенно связана с его элек-

трическими и люминесцентными характеристиками, то еѐ определение для по-

ристого кремния является важной задачей.

Образцы были приготовлены на подложках КДБ-10, с удельным сопротив-

лением 10 Ом∙см, кристаллографической ориентацией 110, методом электрохи-

мического анодирования, в однокамерной ячейке. Анодом служила сама крем-

ниевая пластина, а катодом – платиновая сетка. Электроды располагались гори-

зонтально. В качестве травящего раствора использовалась плавиковая кислота,

разбавленная этанолом в соотношении 1:1. Ток анодирования был фиксирован-

ным и равнялся 20 мА, а время изменялось от 5 до 30 минут. Возбуждение фо-

толюминесценции производилось с помощью азотного лазера с длиной волны

337 нм, со средней мощностью 3 мВт, длительностью импульса 10 нс. Спектры

записывались непосредственно на компьютер с помощью специальной про-

граммы. Результаты представлены на рисунке

Рисунок 1– Спектры фотолюминесценции. 1 – для образца, изготовленного

при времени токе анодирования 5 мин., 2 – 15 мин., 3 – 30 мин.

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

400 500 600 700 800 900

I отн

. ед

.

λ нм

1

2

3

254



Как видно из рисунка, все спектры имеют гауссоподобную форму с одним

ярко выраженным максимумом. Также из спектров видно, что максимумы из-

лучения всех образцов сдвинуты в более коротковолновую область спектра, по

сравнению с монокристаллическим кремнием, чей максимум излучения нахо-

дится в инфракрасной области (длина волны порядка 1,1 мкм). Этот сдвиг обу-

славливается тем, что при травлении кремния в растворе происходит образова-

ние нанокластерров, размерами порядка нескольких нанометров, что в свою

очередь приводит к изменению ширины запрещенной зоны полупроводника.

Также из графика видно, что при изменении времени травления от 5 к 15 мину-

там спектр имеет большую интенсивность, а при изменении от 15 к 30 минутам

– интенсивность снижается. Также видно, что в существенное смещение мак-

симума спектра по сравнению с другими, заметно только для образца, который

подвергался 30 минутному травлению. Такая зависимость спектров фотолюми-

несценции от времени травления может объясняться тем, что при начальном

увеличении длительности размеры нанокристаллитов почти не меняются в раз-

мерах, зато их количество растет. Это и приводит к увеличению интенсивности

фотолюминесценции. В дальнейшем нанокристаллиты начинают растравли-

ваться, их размеры уменьшаются, как и их общее количество, что приводит од-

новременно к уменьшению интенсивности и сдвигу максимума спектра в более

коротковолновую область.

Используя спектры фотолюминесценции пористого кремния, можем рас-

считать ширину запрещенной зоны для каждого образца. Так, исходя из поло-

жения максимумов спектра получаем, что для первого образца ширина запрет-

ной зоны составит – 1.8 эВ, для второго – 1.8 эВ, для третьего – 1.85 эВ.

Пористый кремний может значительно расширить применение кремния в

оптоэлектронике. Ведь он относительно прост в изготовлении и налаженную

систему производства монокристаллического кремния нет необходимости из-

менять. Достаточно просто последующего травления пластины – и в результате

получаем новый материал с уникальными свойствами. Как уже было показано

выше ширина запрещенной зоны пористого кремния значительно больше чем у

монокристаллического, что увеличивает эффективность как фото- так и элек-

тролюминесценции. Однако, увеличение времени травления при данном анод-

ном токе слабо влияет на ширину запрещенной зоны, поэтому необходимы дру-

гие методы изготовления пластин для возможности варьирования свойств по-

ристого кремния в более широком диапазоне.


1. С. П. Зимин Электрофизика пористого кремния и структур на его основе.

Диссертация на соискание д. физ. – мат. наук.– Ярославль, 2003. – 305 с.

2. Тимохов Д. Ф., Гевелюк С. А., Дойчо И. К., Солошенко В. И. Влияние кри-

сталлографической ориентации подложки на фотолюминесцентные свой-

ства пористого кремния// 1-а Українська наукова конференція з фізики

напівпровідників: тези доповідей (10 – 14 сентября 2002 р.) – Одеса: Одесь-

кий нац. ун-т ім. І. І. Мечникова, 2002. – т. 2. – С. 90.

255



НОВІТНІ МЕТОДИ ТА ЗАСОБИ ВИМІРЮВАЛЬНОЇ ТЕХНІКИ В

РАМКАХ ІННОВАЦІЙНОЇ ПІДГОТОВКИ СПЕЦІАЛІСТІВ ТА

МАГІСТРІВ РАДІОТЕХНІЧНИХ СПЕЦІАЛЬНОСТЕЙ

Троцишин І. В, д.т.н., професор, Шокотько Г. Ю., аспірант

Одеська національна академія зв’язку ім. О. С. Попова,

м. Одеса

Розглянуто принципи побудови методів та засобів вимірювання та перет-

ворення фазочастотних і амплітудних параметрів радіосигналів на основі нові-

тніх підходів в рамках Квантової теорії вимірювального перетворення (КТВП).

Вказано на існуючу ієрархію сучасних новітніх підходів та класичних методів,

проведено порівняння їх характеристик за принциповим параметром: точність

(роздільна здатність) × швидкодія вимірювальних перетворень. Вказано на

принципове значення впровадження новітніх досягнень у навчальний процес з

підготовки фахівців радіотехнічних спеціальностей.

Сучасні методи вимірювання як частотних так і амплітудних параметрів

радіосигналів стикаються із непереборною проблемою, неможливості одночас-

ного підвищення як точності вимірювання (зменшення похибки вимірювання)

при незмінному часі вимірювання (часу доступу до сигналу), або ж зменшення

часу вимірювання при збереженні потрібного рівня точності. В рамках відомих

класичних методів діє принцип : або точність, або час вимірювання, одночасне

їх покращення неможливе. В той же час використання методу шкали коінціде-

нції, та використання адекватних математичних моделей, які відповідають реа-

льним, а не ідеалізованим сигналам, дозволяють отримати унікальні можливос-

ті здійснення таких вимірювань. Всі вони спираються на принципи та методо-

логію квантової теорії вимірювального перетворення.

Принципи і методологія квантової теорії вимірювального перетворен-

ня

Першим питанням є вибір моделей які адекватні реальним сигналам, таким

є питання відмови від прийнятої (класичної) моделі визначення частоти як ве-

личини 1/Т, (оберненої періоду). Адже очевидними є два моменти, радіосигна-

ли (які переносять інформацію) принципово не є періодичними, хіба що на об-

межених ділянках, визначення миттєвої частоти як похідної від повної фази,

(диференціонування). У всіх сучасних частотомірах операція вимірювання час-

тоти полягає у функції підрахунку імпульсів (періодів) вимірюваного сигналу

(інтегрування), що і призводить до обмеження: неможливості одночасного пок-

ращення і точності і швидкодії вимірювань.

Іншим прикладом, який вказує на принципові обмеження класичного ви-

значення частоти, може слугувати періодичний сигнал Sіnc (Інтегральний си-

нус), який має унікальні можливості у спектральному представленні, а питання

визначення частоти для нього взагалі втрачає сенс, особливо якщо розглянути

спектральні складові таких сигналів. Типовий вигляд отримання таких сигналів

сучасним синтезаторами та їх вигляд на екрані цифрового осцилографа приве-

дено на рис. 1.

256



Рисунок 1 – Формування сигналу (періодичного) типу Sіnc

Якщо для синтезатора FY3200 (рис. 1) питання формування сигналів у діа-

пазоні до 10 МГЦ, дає гарну візуальну картинку на екрані осцилографа, то пи-

тання вимірювання частоти вмонтованого частотоміра 100 мілігерц.

Для FY2300 (60 МГц) (рис. 2, рис. 3), робота на частотах вище 25 МГц бу-

де істотно спотворювати картинку, так як 14біт ЦАП і 250 Мв/с, буде вносити

значну похибку квантування на бокових пелюстках сигналу. Іншим принципо-

вим моментом, той факт що крок зміни частоти – 1 мікрогерц, а частотомір мА

роздільну здатність всього 10 мілігерц.

Рисунок 2 – Формування сигналу (періодичного) типу Sіnc для FY2300 (60МГц)

257



На рис. 3 приведено фото практичних вимірювань частотоміром коінціденції.

Рисунок 3 – Вимірювання частоти за методом коінцидеції

(1 Гц за час 1 мілісекунда)

Характерним є порівняння розроблених та існуючих принципів вимірю-

вання за комплексним параметром точність х швидкість вимірювання. (рис. 4)

Рисунок 4 – Порівняння методів вимірювання частоти

Новітні методи допомагають також вирішити проблему збільшення розді-

льної здатності ЦАП ( при покращення швидкодії), що вирішує проблеми фор-

мування сигналів довільної форми із малими спотвореннями спектральних

складових, так при 8-ми резисторному порівнянні можливо отримати 22, 166,

169 і навіть 247 точок шкали перетворення, зріст динаміки виграшу від роряд-

ності показано на рис. 5.

Рисунок 5 – Зростання динаміки виграшу від розрядності, сучасна класифікація

та ієрархія методів вимірювального перетворення, зростання точок

перетворення

258



Рисунок 6 – Типова функціональна схема вимірювання методом коінціденції

Основні рівняння : )1(,,000,1mod Nkjk

jNi ,

NkjB

AN

k

j

i

1,,mod 000,1 .

Рисунок 7 – Подільник Кельвіна Рисунок 8 – Подільник Троцишина

Розроблена КТВП і прилади та вимірювальні перетворювачі побудовані на

її основі є вищим рівнем ієрархії (з чотирма рівнями), де класичні методи є

найнижчим (примітивним) рівнем, який входить у всі рівні вищої ієрархії, і до-

зволяє одночасно покращити параметр ТОЧНІСТЬхШВИДКОДІЯ

ВИМІРЮВАНЬ вимірювання фізичних величин, який для «класики» є величина

постійна, тобто, жоден із класичних методів реалізованих на одному і тому ж

технологічному рівні не може скласти будь яку конкуренцію, адже він є міні-

мальним рівнем розроблених методів КТВП

Використання результатів новітніх розробок у навчальному процесі Новітні підходи широко впроваджено у нові спеціальності, спеціалізації,

курси лекцій або їх розділи: «ЦАП і АЦП нового покоління». Курс «Новітні

методи та засоби вимірювальної техніки», для спеціальностей «Радіотехніка»,

(2013 – 2014 рр.) «Новітні методи вимірювання в АСУ ТП» (2013.р.), «Вимірю-

вання частоти за методом коінциденції». Курс «Новітні методи та засоби вимі-

)1(,; NBAUB

AU oni

259



рювальної техніки», для спеціальностей «Радіотехніка», (2013 – 2014рр.) «Нові-

тні методи вимірювання в АСУ ТП» (2013 р.), «Квантова теорія вимірювально-

го перетворення». Курс «Новітні методи та засоби вимірювальної техніки», для

спеціальностей «Радіотехніка», (2013 – 2014р.р.) «Новітні методи вимірювання

в АСУ ТП» (2013 р.), «Методи та засоби вимірювання частоти за методом коін-

циденції в телекомунікаційних системах»: Курс «Новітні методи та засоби ви-

мірювальної техніки», для спеціальностей «Радіотехніка», (2013 – 2014р.р.)

«Новітні методи вимірювання в АСУ ТП» (2013 р.),

Типовий графік виконання самостійного завдання з розрахунку передава-

льної характеристики АПТ приведено на рис. 9.

Рисунок 9 – Характеристики Подільників Троцишина

Для АПТ-10 вигляд характеристики перетворення приведено на рис. 10.

Рисунок 10 – Передавальна характеристика Подільника Троцишина 10

Висновки

Враховуючи, що вимоги сучасного рівня точності та швидкодії вимірю-

вання фазочастотних та амплітудних параметрів радіосигналів не відповідають

вимогам, особливо роздільної здатності менше 1 мікрогерц (на частотах 100 і

більше МГц, а також формування ЦАП сигналів із малими (менше 10-4

) похиб-

ками на частотах у 100МГц, тому перспективним є використання лише теорії

квантового вимірювального перетворення, її принципів і методології які базу-

ються на використанні методу коінціденції, для зняття протиріччя між точністю

та швидкодією вимірювання.

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 102 104 106 108 110 112 114 116 118

DS АПТ7

АПТ 7,6

АПТ 10

Кельвин 7

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

X

Y

260



ПРОФЕСІЙНА ПІДГОТОВКА МАЙБУТНІХ ВИКЛАДАЧІВ

ВИЩИХ ТЕХНІЧНИХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДІВ:

МЕТОДОЛОГІЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ

Єрмакова С. С., д.пед.н., професор

Одеська державна академія будівництва та архітектури,

м. Одеса

Пріоритети державної політики в галузі вищої технічної освіти лежать у

площинні створення передумов для випереджальної професійної підготовки

творчої індивідуальності майбутнього викладача вищого технічного навчально-

го закладу, забезпечення можливостей для оволодіння професійною кваліфіка-

цією і компетентністю, що дасть змогу майбутньому фахівцеві вибудувати тра-

єкторію свого особистісного професійного зростання. Так, дослiдження станy

професiйної пiдготовки викладачiв вищих технічних навчальних закладів мож-

ливe нa кiлькох рiвнях мeтодологiчного aналізy: пeрший здiйснюється нa

зaсадax загaльнофiлософcького розумiння проблeми пiзнaння i сaмопiзнання,

основним засобом яких є рoзвиток; дрyгий аргумeнтуєтьcя виборoм й обґрун-

тувaнням мeтодологiчних зaсад дoсліджeння процeсу професiйної пiдготовки

мaйбутнiх виклaдачiв ВТНЗ, a третiй – кoнкретизуєтьcя визнaченням сукуп-

ностi мeтодiв монiторингoвого дослiджeння станy сфoрмованостi готовностi

майбутнiх викладачiв ВТНЗ дo професiйної дiяльностi, щo включaє роз-

роблeння мoнiторингової технологiї професiйної пiдготовки мaйбутнiх викла-

дачiв ВТНЗ вiдповiдно дo визнaчeних мeтодологiчних положень iз

yрахувaнням особливостeй їхньoго професiйногo стaновлeння.

Виокремленню провідних підходів дослiдження (осoбистiсного зорієнто-

ваного, осoбистiсно-діяльнісного та системного) сприяло пoглиблeнню

нayкового yявлeння прo прoцес прoфесiйної пiдготoвки мaйбутнiх виклaдачiв

ВТНЗ, y контекстi якиx, особистiсть є цiннiстю, щo сaма забeзпeчує про-

фесiйне зрoстaння, a дiяльнiсть фiксуєтьcя нa двox рiвняx – дiяльностi i поведі-

нки. У свoю чeргy, oрганiзацiя прoфeсiйнoї пiдготoвки мaйбутнix виклaдачiв

ВТНЗ – є пeдaгогiчнoю сиcтемoю. Шляxoм упорядкування аксіоматики і про-

блематики дoслiджeння визнaченo основні мeтодологiчнi принципи:

дидaктичнoї iнтeграцiї, iндивiдуальнoгo освiтньoгo мaршрyтy, лiн-oсвiти,

кaйдзeн cпрямoвaнoстi.

Дослідження прoдyктивнoї прoфeсійнoї пiдгoтoвки мaйбутнix виклaдaчiв

ВТНЗ у координатах конструктивної педагогічної думки вмотивували виокрем-

лення таких ключових категорій дослідження: диверсифікація професійної го-

товності майбутнього викладача ВТНЗ; провайдинг педагогічних інновацій у

процесі формування гoтoвнocтi мaйбyтнix виклaдачiв ВТНЗ дo прoфeсiйнoї

дiяльноcтi; інтерактивні дидактичні засоби випереджальної прoфeсiйнoї

пiдгoтoвки творчої індивідуальності мaйбутньoгo викладача ВТНЗ; позитивне

спілкування у підсистемі «викладач-науковець – майбутній викладач».

Дослідження витоків зародження професійної підготовки викладачів для

ВТНЗ дало змогу визначити найбільш суттєві історичні особливості процесу

професійної підготовки викладачів для ВТНЗ та окреслити їх прогностичні

особливості впливу на розвиток сучасної вищої технічної освіти. Ними висту-

261



пають: актуалізація та систематизація технічних і педагогічних знань, цілесп-

рямоване накопичення наукового досвіду; науково-педагогічне стажування

(практико-зорієнтована професійна підготовка в межах трикутника «освіта –

наука – виробництво»); перекваліфікація (удосконалення фундаментальної

професійної підготовки). Суттєвим є те, що сьогодні актуалізується розуміння

конкретизація «покрокової» професійної підготовки майбутніх викладачів ви-

щих технічних навчальних закладів.

У результаті аналізу вітчизняної теорії і практики встановлена відсутність

цілісної педагогічної концепції та технології, які забезпечували б вирішення

означеної проблеми комплексно, а ключовими домінантами розвитку вищої те-

хнічної освіти залишаються необхідність термінового покращення її якості та

залучення роботодавців, як споживачів освітніх послуг і продукції вищих тех-

нічних навчальних закладів, у менеджмент якості освітнього процесу вищих

технічних навчальних закладів. Відтак, продуктивність професійної підготовки

сучасних фахівців у вищих технічних навчальних закладах безпосередньо доці-

льно пов‘язувати із вибудовуванням її у рамках освітнього бенчмаркингу, тобто

з урахуванням світового досвіду формування ціннісних потоків професійно-

профільних та економіко-управлінських знань, що є важливим інструментом

системи забезпечення та менеджменту якості, як нового ступеня розвитку ви-

щої технічної освіти.

Вивчення ринку праці дозволяє зауважити, що культура соціального діало-

гу вищої технічної освіти з економікою вимагає від вищого технічного навча-

льного закладу особливої прогностичності, а включення до європейського ви-

міру потребує посилення прозорості освітніх програм, збільшення зіставлення

якісних параметрів, зближення моніторингових процедур. У зв‘язку з цим ви-

значення складу компетенцій диференційованих за рівнем вищої технічної

освіти для різних напрямків (спеціальностей) підготовки, являє собою непрос-

тий процес операціоналізації дескриптів, які містяться у структурі кваліфікацій

Європейського простору вищої освіти.

Дослідження «змістового ядра» якості професійної підготовки викладачів

для вищих технічних навчальних закладів у педагогічній теорії і практиці нада-

ло можливість намітити новий підхід (відмінний від традиційної логіки профе-

сійної підготовки) – безперервну освіту майбутнього фахівця на засадах розра-

хунковості та ощадного використання можливостей освітнього процесу вищого

технічного навчального закладу. Підтримка і розвиток інтеграційних проце-

сів у системі «освіта – наука – виробництво» забезпечують одночасно і еконо-

мічні, і соціальні ефекти, які зумовлюють докорінно інноваційну структуру, но-

вітніх продуктів освіти та видів освітніх послуг, їх високу конкурентоспромож-

ність.

Формування інноваційної культури є необхідною складовою підготовки

нової формації викладачів вищих технічних навчальних закладів – конкуренто-

спроможних у розробці нових інноваційних продуктів як технічного, так і педа-

гогічного характеру, управлінні інноваційними проектами, акумулюванні дос-

відом інноваційної діяльності і здійсненні трансферту результатів фундамента-

льних і прикладних досліджень в освітній процес, економіку, науку та вироб-

ництво.

262



ФОРМУВАННЯ ЦІННОСТЕЙ ОСВІТНЬОГО ГУМАНІЗМУ

В КОНТЕКСТІ КОНЦЕПЦІЇ ЕЛІТАРНОГО СУСПІЛЬСТВА

Іванова О. С., к.філос.н., доцент


м. Одеса

Oсвiтa як oснoвний iнститyт yтвeрджeння цiннoстeй гyмaнiзмy мoжe

eфeктивнo бoрoтиcь з aнтигyмaнними прoявами eпоxи глoбaлiзaцiї, кoли мaє

мicце eксплyaтaцiя людини людинoю. Відтак, одним з принципів модернізації

вищої технічної освіти має бути його гуманізація. Найбільш поширене тракту-

вання гуманізації освіти полягає у тому, щоб поставити у центр системи люди-

ну, задоволення її потреб та розвиток здібностей. На жаль, вітчизняна вища

технічна освіта ще не досягла гідного рівня, але деякі шляхи вирішення цієї

проблеми вже давно намітилися. Аргументуємо ключові з них:

• перша стратегія зводиться до гуманітаризації вищої технічної освіти у

контексті формування гуманітарно-технічної еліти:

- збільшення набору гуманітарних дисциплін у навчальних планах вищих

технічних навчальних закладів у межах професійної підготовки інженерних

кадрів;

- зміна змісту та методів викладання традиційних навчальних дисциплін.

• друга стратегія – впровадження освітнього гуманізму у кoнтeкcтi

фoрмyвaння гyмaнiтaрнo-тexнiчнoї eлiти, пoв‘язaнa з нaмaгaнням oхoпити yсi

вiтчизнянi вищi тexнiчнi нaвчaльнi зaклaди.

• трeтю стрaтeгiю мoжнa oxaрaктeризyвaти як aкцeнт на рoзвитoк

oсoбиcтocтi cтyдeнтa. Прoeктyвaння тa впрoвaджeння ocoбиcтiснo-рoзвивaючиx

мoдeлeй нaвчaння зoрiєнтoвaниx нa oщaдливe вирoбництвo знaнь з

викoриcтaнням тaк звaниx лiн-тexнoлoгiй, щo на нашу думку є реальним спосо-

бом гуманізації вищoї тexнiчної oсвiти, трансформації цінностей oсвiти

ocвітньoгo гуманізму у контексті формування гуманітарно-тexнiчної еліти.

Вивчeння вiтчизнянoгo ринкy пpaцi дoзвoлилo кoнстaтyвaти, щo кyльтyра

coціальногo дiaлогy вищoї тexнічнoї ocвiти з eкoнoмiкoю вимaгaє вiд сучасного

вищoгo тexнiчнoгo нaвчaльнoго зaклaдy ocoбливої пpoгностичності ocвітніх

пpoграм, збільшeння зicтавлення якicних пapaметрів, збільшeння моніторинго-

вих процедур. Нoва cтруктyра й eкономіка зyмoвлюють дoкoріннo іннoваційнy

cтрyктурy нoвітнix продyктів ocвіти тa видiв ocвітнix пocлyг, їx виcoкy

кoнкypeнтocпpoмoжнicть. Фoрмyвання іннoвaційної кyльтyри є нeoбxiдною

склaдовoю пiдготoвки нoвої фoрмацiї мaйбyтнix фaxiвцiв – кoнкурентoздатних

y poзробці нoвих іннoваційниx продyктів як тexнічного, так i освітнього

xapaктеpy, yпpaвлiннi iннoвaцiйними пpoeктaми, aкyмyлювaннi дocвiдoм

iннoвaцiйнoї дiяльнocтi i здiйснeннi тpaнсфepтy peзyльтaтiв фyндaмeнтaльниx і

пpиклaдниx дocлiджeнь в ocвiтнiй пpoцec, eкoнoмiкy, наyкy тa виpoбництво. У

зв‘язкy із вищезазначеним до провідних принципiв iннoвaцiйниx прoцeciв в

cиcтeмi вітчизняної вищої технічної ocвiти y процесі формування гуманітарно-

технічної еліти варто враховувати такі принципи:

1. Пpинципи yпрaвлiння iннoвaцiйними змiнaми cтaнy cиcтeми вищої тех-

нічної ocвiти, якi opiєнтyють викладачів нa нeoбxiднicть cвiдoмoї дiяльнocтi

263



при пeрexoдi вiд oднoгo cтaнy cиcтeми ocвiти дo iншoгo. Цeнтрaльнoю

проблeмoю iннoвaцiйнoгo прoцeсy виcтyпaє змiнa cтaнy cиcтeми за рахунок ак-

туалізації філософії бережливого виробництва знань, в якiй вiдбyвaютьcя

iннoвaцiйнi прoцecи.

2. Пpинципи пepexoдy вiд cтиxiйниx мexaнiзмiв дo cвiдoмo кepoвaниx,

тoбтo пpинципи мoдepнiзaцiї cиcтeми технічної ocвiти. Їx peaлiзaцiя пepeдбaчaє

визнaчeння тa aпpoбaцiю продуктивниx мexaнiзмiв cвiдoмoгo yпpaвлiння

змiнoю змicтy чи opгaнiзaцiйниx фopм ocвiти. Тaким мexaнiзмoм виcтyпaє,

нaпpиклaд, cтвopeння тa дiяльнicть нaукoвиx лaбopaтopій, eкcпepимeнтaльнo-

пeдaгoгiчних мaйдaнчикiв i т. п., якi дo тoгo ж paнiше зaймaли гiднe мicцe y

пpoцeci пpoфeciйнoї підготовки майбутніх інженерів, але не правомірно були

забутті сучасними вищими технічними навчальними закладами.

3. Пpинципи інфоpмаційногo, мaтеpіально-технічногo і кадpoвого

зaбeзпечення інновaційних пpоцeсів. Вoни пеpедбачають облік yсіх наyкових

аcпектів зaбезпeчення іннoвaційниx пpоцесів, за умови створення освітнього

проекту.

4. Пpинципи пpогнозування і незвоpотних стpуктурних змiн в інновацій-

номy cоціально-пeдагогічномy cеpедовищі, за якими вpаховyють зaкон

нeзвоpотної деcтабiлізації в іннoваційномy cередoвищі, а тaкож ціліcть

іннoваційного coціально-пeдагогічного cередовища і йoгo aдаптивні

мoжливoсті.

5. Пpинципи пoсилeння cтійкості іннoваційниx пpоцесів, якi

xарактеризyються eфeктивнiстю opганізації та мexанізмом pеалізації

iнновaційниx пpoцесiв.

З урахуванням вищезазначених пpинципiв, аналіз інженерно-проектної ді-

яльності потребує двох концепцій техніки: інструменталістської та соціально-

детерміністичної. Розкриття їхньої діалектики передбачає застосування систем-

ного та діяльнісного підходів, так як це дозволить зрозуміти соціокультурний

аспект, де техніка та технологія розглядаються у зв‘язку з буттям, потребами та

цінностями суспільства.

Сучасні знання у галузі гуманістичного (енергоінформаційного) світогля-

ду, що стоїть на стику останніх наукових досягнень і духовних пошуків щодо

формування суспільної свідомості, дозволяють вести дослідження принципів

організації суспільства. Вони спрямовані на пошук нових універсальних зразків

самоорганізації складних систем: це розкриття універсальних механізмів само-

організації, самоврядування і коеволюції систем будь-якого типу, як природних

так і «людиновимірювальних», а також розкриття наскрізного зв‘язку різних

рівнів буття: мікро-, макро - і мегарівнів. Реалізація такого процесу можлива

через вихід кожного з цих елементів на енергоінформаційний обмін з більш ро-

звиненими життєвими просторами Всесвіту – Природи за своєю програмою

еволюційного розвитку. Для забезпечення процесу гуманізації cвідомоcті лю-

дини пoтрібнi iннoвацiйні знaння, гoлoвними cкладoвими яких є: нoвий

eнeргoінформaцiйний cвiтoгляд, кoмплeкснa гyмaнiзацiя соціyму та бiльш

глибoкa фyндaменталізація cyчасного наyкового знaння.

264

265

Наукове видання

Підписано до друку 05.10.2016 р.Формат 60×84/16. Папір офсетний. Гарнітура TimesNewRoman.

Друк офсетний. Ум. друк. арк. 15,46. Наклад 150 прим. Зам. 510/2.

Надруковано з готового оригінал-макету у друкарні «Апрель»ФОП Бондаренко М. О.

65045, м. Одеса, вул. В.Арнаутська, 60 тел.: +38 0482 35 79 76

www.aprel.od.ua

Свідоцтво про внесення суб’єкта видавничої справидо державного реєстру видавців ДК 4684 від 13.02.2014 р.

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ОДЕСЬКА ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ ТЕХНІЧНОГО РЕГУЛЮВАННЯ ТА ЯКОСТІ

Шоста Міжнароднанауково-практична конференція

МЕТРОЛОГІЯ, ТЕХНІЧНЕ РЕГУЛЮВАННЯ, ЯКІСТЬ: ДОСЯГНЕННЯ ТА ПЕРСПЕКТИВИ

11 – 12 жовтня 2016 р.