Перспективні технології та прилади

МЕТОДИКА ПРОЄКТУВАННЯ ВИСОКОТОЧНИХ ОПТИКО-ЕЛЕКТРОННИХ ПРИЛАДІВ ДЛЯ БЕЗКОНТАКТНОГО АВТОМАТИЧНОГО ВИМІРЮВАННЯ ЛІНІЙНИХ ПЕРЕМІЩЕНЬ

2024-01-10T10:56:23+00:00

В статті розглядається методика проєктування оптико-електронних приладів, що дозволяють з високою точністю вимірювати поперечні переміщення об’єктів при їх поздовжньому переміщенні від єдиних конструкторських баз. На основі розробленої математичної моделі і застосовних алгоритмів оцінки координат зображень об’єктів
сформовані цільові функції проєктування для контролю переміщень, що дозволяють на системотехнічному рівні виконувати проєктні процедури багатоваріантного аналізу і
параметричної оптимізації. Запропонована схема оптико-електронних приладів при оптимізованих значеннях параметрів елементів дозволить проводити вимірювання координат об’єктів з середньоквадратичним відхиленням похибки, що не перевищує 1 мкм.

ОПТИМІЗАЦІЯ КОНСТРУКЦІЇ ПРИСТРОЮ ДЛЯ ДОСЯГНЕННЯ ТОЧНОСТІ БАЗУВАННЯ БАГАТОСТУПІНЧАТИХ ВАЛІВ

2024-01-10T10:56:14+00:00

Проведено аналіз конструкцій верстатних пристроїв для встановлення валів на жорстких опорних призмах, в універсальних машинних лещатах та у збірно-розбірному пристрої. Встановлено, що коефіцієнт часової гнучкості, який характеризується часом переналагодження пристрою, величиною партії запуску деталей та часом обробки деталі має найвищі показники часової гнучкості для компонування збірно-розбірного пристрою. Встановлено, що доцільно використовувати такий пристрій для партії запуску заготовок більше 3 штук, якщо основний час обробки 1 хвилина. Проведені аналітичні дослідження точності базування багатоступінчатих валів у призмах для двох варіантів опорних шийок: базові поверхні мають однаковий квалітет точності, базові поверхні мають різні квалітети точності. Дослідження показали, що величина похибки базування для опорних шийок по першому варіанту збільшується зі збільшенням діаметру базових поверхонь заготовок та зменшенням кута призми α. По-другому варіанту - величина похибки базування збільшується в разі збільшення точності обробки шийки та зменшенні величини кута призми α.. Отримані результати вказують на доцільність використання конструкції базуючої призми з кутом α=120⁰ для встановлення валів по опорних шийках Ø50…80 мм.

КОНТРОЛЬ ПІДКЛЮЧЕННЯ АВТОМАТИЧНИХ ВИМИКАЧІВ ЕЛЕКТРОМЕРЕЖІ – ЗАПОБІГАННЯ ПОЖЕЖІ

2024-01-10T10:56:20+00:00

Проведений аналіз аварійної роботи електромереж в старих будівлях, в яких дуже збільшилась насиченість приміщень технічними системами життєзабезпечення, в результаті чого збільшилось навантаження електричних мереж, яке перевищує розрахункові значення та викликає часте аварійне відключення електромережі установленими раніше автоматичними вимикачами. Крім того, експлуатація автоматичних вимикачів в агресивних умовах може порушити допустимий рівень величин сили струму встановлених для відключення споживачів. В даному випадку необхідно замінювати застарілу електричну мережу на нову, замінювати несправні автоматичні вимикачі на нові. Така робота потребує матеріальних затрат, тому деякі електрики використовують небезпечний метод паралельного підключення до основної групи контактів автоматичного вимикача додаткову групу контактів. Щоб цього уникнути необхідно встановити нормативні терміни технічного обслуговування автоматичних вимикачів, заборонити з’єднування контактних клем автоматичних вимикачів зовнішніми та внутрішніми провідниками для зміни величини максимального струму розмикання електромережі.

ТИПОВА МЕТОДИКА КАЛІБРУВАННЯ ШТАНГЕНІНСТРУМЕНТУ

2024-01-10T10:56:17+00:00

Робота присвячена розробленню практичних рекомендацій щодо калібрування штангенінструменту, формування бюджету та оцінювання невизначеності результатів вимірювання. Основним завданням калібрувальних лабораторій є забезпечення єдності вимірювання та метрологічної простежуваності результатів вимірювання під час калібрування засобів вимірювальної техніки, що в свою чергу є неможливим без застосування методик калібрування. Відповідно до міжнародних та національних документів, що регламентують вимоги до компетентності та діяльності калібрувальних лабораторій, передбачено можливість лабораторіям розробляти власні методики калібрування. Розроблено типову методику калібрування штангенінструменту, який знаходиться в експлуатації у випробувальних та калібрувальних лабораторіях. Викладений матеріал надає практичні рекомендації щодо калібрування штангенінструменту та розробки власних методик калібрування штангенінструменту, формування бюджету та оцінювання невизначеності результатів вимірювання.

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ РЕГУЛЮЮЧИХ ОРГАНІВ ТА ВАГОВИХ КОМІРОК ДЛЯ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ДОЗУВАННЯ ІНФУЗІЙНИХ РОЗЧИНІВ

2024-01-10T10:56:12+00:00

У статті обґрунтовано доцільність розроблення та застосування експериментальної установки для дослідження приводів перетискних регулюючих органів та вагових комірок, під час проведення робіт з реконструкції технологічних ліній для дозування інфузійних розчинів. Представлено результати розроблення такої установки. Також представлено результати удосконалення приводу перетискного регуючого органу та виконано його дослідження на розробленій установці. За результатами досліджень підтверджено, що виконані удосконалення дали можливість зменшити час повного відкриття регулюючого органу до значення меншого 1,0 секунди. Таким чином підтверджено придатність удосконаленого регулюючого органу для модернізації технологічної лінії WDM 8002. Виконано дослідження удосконаленої вагової комірки з пропонованим давачем ваги SP8C3. Визначено, що середньоквадратичне відхилення результатів вимірювання цією коміркою ваги у статичному режимі не перевищує 0,13 %, у динамічному режимі під час наповнення флаконів – не перевищує 0,54 %. Застосування розробленої установки дає можливість обрати оптимальні технічні засоби за співвідношенням ціна – якість та ефективно з короткою зупинкою виробництва провести модернізацію технологічних ліній дозування інфузійних розчинів у виробництві лікарських засобів.

МОДЕЛЮВАННЯ ВПЛИВУ КОНСТРУКТИВНИХ ПАРАМЕТРІВ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ СЕНСОРІВ ВОЛОГОСТІ НА ОСНОВІ НАНОЦЕЛЮЛОЗИ

2024-01-10T10:56:08+00:00

У роботі проведено моделювання впливу конструктивних параметрів (конфігурації електродів та товщини наноцелюлози) на параметри резистивних та ємнісних сенсорів відносної вологості, в яких наноцелюлоза використовується як підкладка та вологочутливий шар одночасно. Визначено, що оптимальна товщина плівки наноцелюлози для обох типів сенсорів складає 50 мкм. Для резистивних сенсорів використано електроди у конфігурації зустрічно-штирьової гратки (ЗШГ). Встановлено, що оптимальною відстанню між електродами є 0,4 мм, оскільки така відстань дозволяє отримати сенсор, номінальний опір якого помітно менший у порівнянні з 0,7мм (1МОм). Для ємнісних сенсорів було використано конфігурацію електродів у вигляді розгорнутого конденсатора. Встановлено, що оптимальною відстанню між електродами є 0,1 мм, оскільки вона забезпечує кращий відгук (близько 7 пФ), а отже і чутливість.

АНАЛІЗ МЕТОДІВ ТА МОДЕЛЕЙ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦІЇ ПРОГНОЗУВАННЯ ОБСЯГІВ СПОЖИВАННЯ ЕНЕРГОНОСІЇВ

2024-01-10T10:56:05+00:00

В статті розглянуто застосування для прогнозування обсягів споживання енергоносіїв статистичних моделей, штучних нейронних мереж, адаптивних нейро-нечітких систем. Показано, що використання штучних нейронних мереж дає можливість моделювати складні залежності між вхідними та вихідними параметрами. Виділено недоліки застосування нейромереж для прогнозування обсягів споживання газу, зокрема, великий обсяг даних для тренування мережі, наявність експертних знань та досвіду у дослідника, висока обчислювальна складність навчання та застосування мережі. Визначено також переваги математичних моделей для прогнозування обсягів споживання газу, що дозволяє отримати більш точні результати, забезпечує можливість урахування експертного досвіду, дозволяє адаптувати модель до змінних умов та встановлювати причинно-наслідкові зв'язки. Обґрунтовано доцільність розроблення автоматизованої системи прогнозування обсягів споживання природного газу на основі комбінованого методу прогнозування, який поєднує детерміновані залежності обсягів споживання від основних вхідних параметрів та застосування нейромережі для опису впливу багатьох випадкових факторів.

ПРОФІЛЮВАННЯ РІЗЦІВ ЗУБОДОВБАЛЬНОЇ ГОЛОВКИ

2024-01-10T15:09:35+00:00

У даній роботі досліджено можливість використання математичної моделі профілювання, розробленої для фасонних різців, при профілюванні різців зубодовбальної головки. Відповідне профілювання різця зубодовбальної головки було виконане за допомогою комерційного програмного пакету Mathcad з урахуванням переднього і заднього кутів. Використання однієї і тієї ж математичної моделі підвищує ступінь автоматизації проектування різних типів різальних інструментів, що є метою багатьох наукових робіт у галузі проектування та виготовлення інструменту. Для застосування математичної моделі профілювання фасонних різців під час профілювання різців зубодовбальної головки відповідно формують масиви координат точок евольвентного профілю зуба колеса. Це виконується з урахуванням відмінності рухів різальних кромок фасонного різця і різця зубодовбальної головки. Крім того, отримані результати дозволяють зробити висновок про те, що розроблений узагальнений метод може бути використаний не тільки для профілювання різців зубодовбальної головки , а й для зубоутворювальних інструментів, які використовують метод обкочування.

КОМП’ЮТЕРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ДИНАМІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТРИГЕРІВ НА ЛОГІЧНИХ ТРАНЗИСТОРНИХ СИСТЕМАХ ПТШ З ЄМНІСНИМИ ЗВ’ЯЗКАМИ ДЛЯ СЕНСОРНИХ МІКРОСИСТЕМ

2024-01-10T10:57:18+00:00

У даному дослідженні подані результати комп’ютерного моделювання інтегральних тригерних елементів, реалізованих на польових транзисторах Шотткі (ПТШ) з ємнісними зв’язками, а саме, синхронного RS-тригера та двотактного Т-тригера. На основі результатів моделювання представлено отримані режими їх функціонування, наведено їх конструктивно-технологічні приладні структури. Ці структури можуть бути отримані суміщеними субмікронними Si i GaAs технологіями. Такі технології водночас є перспективними для створення різних типів сенсорних елементів, що відкриває додаткові можливості їх інтеграції зі схемами первинної обробки інформації від них і створення сенсорних мікросистем-на-кристалі. Також за рахунок цього майже на порядок зростає швидкодія тригерних систем при формуванні гетеро-ПТШ транзисторів, що забезпечується за рахунок утворення подвійного електронного газу, рухливість електронів якого зростає на порядок. Для цифрових перетворень інформації від сенсорних елементів на основі ПТШ відповідно необхідні тригерні елементи зі структурами ПТШ. Результати аналізу і досліджень схемотехніки RS-тригерів і двотактних T-тригерів з міжелементними ємнісними зв’язками подано у цій статті.

МОДЕЛЬ КОЛЬОРОВОСТІ ОБ’ЄКТІВ НА ФОНІ ДОВІЛЬНОЇ МІСЦЕВОСТІ

2024-01-10T10:55:55+00:00

В останні роки значно зріс інтерес до використання автономних мобільних роботів (АМР) в сферах людської діяльності, пов'язаних з безпекою і військовими операціями. Такі роботи повинні слабо залежати від GPS і самостійно орієнтуватися на незнайомій місцевості в інтересах виконання поставленого перед ними завдання. Для цього кожен робот повинен знайти на території об'єкт, який можна вважати наземним орієнтиром.Метою статті є створення нової моделі кольоровості об'єктів, що дає можливість в майбутньому відносити ці об'єкти до наземних орієнтирів і розпізнавати їх у часі, близькому до реального. Вперше запропоновано метод з використання методу «знімків», тобто аналізу послідовних зображень, записаних на матрицю відеокамери в процесі сканування простору. Зв'язок між сусідніми кольоровими стовпцями кольоровості зображень забезпечується матрицею перетворення, яка з'єднує два сусідніх стовпця пікселів зображення шляхом інверсії Мура-Пенроуза. Похибки апроксимації свідчать про втрату лінійності перетворення, але в той же час можуть служити особливістю для виявлення наземного орієнтиру роботом. Розроблена в статті математична модель кольоровості наземного орієнтира для автономної навігації з урахуванням фону навколишньої місцевості справедлива для будь-яких навігаційних умов автономного мобільного робота в денний час, коли використовується скануюча відеокамера.

СПОСІБ ЗАМІРУ ОСВІТЛЕНОСТІ ІЗ АВТОНОМНИМ ДЖЕРЕЛОМ ЖИВЛЕННЯ ВІД СОНЯЧНОЇ ЕНЕРГІЇ

2024-01-10T10:56:00+00:00

Одним із основних пріоритетів при створенні мікроклімату у приміщеннях є професійний контроль рівня освітленості. Основним джерелом освітленості, звичайно, є природнє сонячне освітлення. У разі відсутності чи недостатності необхідно застосовувати додаткові джерела освітлення. Тому, контроль освітленості та автоматизована система керування параметрами освітленості, потребують особливої уваги при проектуванні та експлуатації об’єктів виробництва, обслуговування, навчання, медичних закладах тощо. Задачею, яка ставилась, було створення способу заміру освітленості самодостатнім джерелом живлення пристрою з високою точністю вимірів освітленості, зручного у користуванні при невеликій його вартості. Поставлена задача вирішується шляхом розробки, виготовлення та дослідження пристрою для вимірювання освітленості у якому ця ж освітленість використовується в якості джерела живлення. Блок живлення пристрою, включає фотоприймач, роль якого виконує модернізований мендосинський двигун, а як самодостатнє джерело живлення використовується сонячна батарея.