Научный архив: статьи

В данной статье определяются возможные пути совершенствования лазерного интерференционного масляного манометра из состава ГЭТ 101‑2011 – Государственного первичного эталона единицы давления для области абсолютного давления в диапазоне 1 · 10–1 ÷ 7 · 105 Па, основанные на анализе результатов исследований, проведенных во ВНИИМ им. Д. И. Менделеева в период с 2018 по 2021 год.

В статье описан принцип действия лазерного интерференционного масляного манометра из состава ГЭТ 101‑2011 и бюджет его погрешностей. Приведено сравнение метрологических характеристик лазерного интерференционного масляного манометра с зарубежными аналогами на основе результатов международных ключевых сличений. Рассмотрены проблемы измерения низкого абсолютного давления в диапазоне 0,1–1 000 Па с помощью лазерного интерференционного масляного манометра и возможные пути решения данных проблем. Описано исследование влияния эффектов дегазации и сжимаемости на значение плотности рабочей жидкости лазерного интерференционного масляного манометра, приведен анализ результатов исследования. Описана идея повышения разрешения измерений давления с помощью лазерного интерференционного масляного манометра. Произведен анализ возможностей измерения давления с помощью лазерного интерференционного масляного манометра при условии оснащения его оптическим интерференционным устройством с фазовой модуляцией с целью увеличения разрешения манометра и с учетом результатов исследований физико-химических свойств рабочей жидкости манометра.

Фактический материал для анализа почерпнут из публикаций в отечественных и зарубежных источниках. Эмпирические данные взяты из опыта работы научно-исследовательского отдела государственных эталонов в области измерений давления, где трудится автор статьи.

Воспроизведение и хранение единиц величин осуществляется с помощью эталонов – средств измерений, обладающих наивысшей точностью, – наиболее значимого звена в метрологической цепи передачи единиц. Процедура аттестации эталонов единиц величин – ключевое событие, подтверждающее возможности эталонов обеспечивать точность и единообразие измерений. Решающий фактор процедуры аттестации эталонов – верное определение интервалов между аттестациями.

Генеральная линия развития законодательной базы метрологии в Российской Федерации нацелена на укрепление порядка и дисциплины в области обеспечения единства измерений. Невыполнение процедуры аттестации юридическими лицами влечет за собой значительные штрафы. Следовательно, совершенствование методик определения интервалов между аттестациями эталонов обретает все большую актуальность в современной метрологии.

Цель представленной в статье работы – решение методических проблем определения интервалов между аттестациями эталонов единиц величин. В публикации раскрыты возникающие при определении интервалов между аттестациями эталонов противоречия, а также недостатки действующего порядка аттестации и их методические причины.

В качестве решения выявленных проблем обозначены направления совершенствования существующего научно-методического аппарата определения интервалов между аттестациями. В частности, предложено дерево принятия решений как инструмент, позволяющий на основе анализа состава исходных данных выбрать один из способов определения интервалов между аттестациями.

В этом разделе продолжается публикация сведений о типах СО, которые были утверждены Приказами Росстандарта с начала 2025 г., включая май 2025 г., в соответствии с Административным регламентом, в который были внесены изменения согласно Приказу Росстандарта № 14042. Изменения внесены в целях реализации № 496-ФЗ3. С 01.01.2021 г. типы СО у тверждаются Приказами Росстандарта в соответствии с Приказом Минпромторга России № 29054. В свободном доступе подробные сведения об утвержденных типах СО можно посмотреть в разделе «Утвержденные типы стандартных образцов» ФИФ ОЕИ по ссылке https://fgis. gost. ru/ на сайте ФГИС Росстандарта.

В статье представлен анализ состояния метрологического обеспечения в области измерений переменного электрического напряжения в диапазоне частот до 30 МГц. Цель работы – определить потребности в уровне точности для создания в перспективе вторичных и рабочих эталонов, применяемых при передаче единицы.

На основе анализа реестров «Сведения о результатах поверки средств измерений» и «Утвержденные типы стандартных образцов» Федерального информационного фонда по обеспечению единства измерений систематизированы ключевые проблемы эталонной базы, в частности – сложности обеспечения метрологической прослеживаемости в диапазоне частот до 30 МГц. Рассмотрены вопросы совершенствования метрологического обеспечения. Сформулированы рекомендации по обеспечению требуемой точности рабочих эталонов и модернизации вторичных эталонов.

Результаты исследования, обобщенные в виде таблиц и графиков, позволяют оценить текущее состояние воспроизведения единицы переменного напряжения и степень сохранности иерархии Государственной поверочной схемы в среднесрочной перспективе на 5–10 лет.

Опубликованный материал представляет практическую ценность для центров стандартизации и метрологии, разработчиков средств измерений, специалистов в области поверки и аттестации вторичных и рабочих эталонов. Представленная информация может послужить основой для разработки и освоения приборостроительными предприятиями новых серийных средств измерений высокой точности и дает представление о возможностях метрологического оснащения этими средствами измерений различных отраслей экономики.

Изучено влияние стехиометрии и условий синтеза на фазовый состав, структуру и электрофизические свойства тонких пленок халькопиритов AgxCu1-xGaSe2 на подлож-ках Mo/MoOx.. Установлено, что для получения однофазных пленок наиболее оптима-лен отжиг в парах селена при T = 650 °C в течение времени от 15 мин до 30 мин. Для фотокатодов со структурой Mo/MoOx/Ag0.9Cu0.1GaSe2 получено рекордное значе-ние плотности фототока 1.763 мА/см2 (при Е = -0.517 В относительно 3М хлорсереб-ряного электрода) в условиях освещения, близких к AM1.5, по сравнению с устрой-ствами на основе подобных халькопиритов, описанных в мировой литературе.

Метрологическое обеспечение анализаторов жидкости кондуктометрических в соответствии с Государственной поверочной схемой для средств измерений удельной электрической проводимости жидкостей требует применения стандартных образцов утвержденного типа. Анализ сведений об утвержденных типах стандартных образцов в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений выявил отсутствие стандартных образцов удельной электрической проводимости жидкостей утвержденного типа с аттестованными значениями свыше 20 См/м.

Для создания опытных образцов требовалось определить исходный материал: авторы выдвинули гипотезу, что за основу стандартных образцов удельной электрической проводимости жидкостей можно взять растворы азотной кислоты. В статье представлены материалы исследования метрологических характеристик водных растворов азотной кислоты для их дальнейшего применения в качестве исходного материала при разработке стандартных образцов, применяемых для передачи единицы удельной электрической проводимости жидкостей анализаторам жидкости кондуктометрическим.

Итогом исследования стала разработка опытных образцов растворов азотной кислоты с номинальной величиной удельной электрической проводимости 35, 50, 85 См/м и последующая оценка их аттестованного значения с определением доверительных границ относительной погрешности.

Исследованные растворы азотной кислоты могут быть использованы при передаче единицы удельной электрической проводимости жидкостей от рабочего эталона 1-го и 2-го разрядов средствам измерений методом прямых измерений.

Материалы исследования могут стать основой будущего совершенствования ГЭТ 132‑2018 в части расширения диапазона измерений от 50 до 100 См/м. Материалы статьи адресованы метрологам, занятым поверкой, калибровкой и испытаниями в целях утверждения типов анализаторов жидкостей кондуктометрических. Опубликованный обзор литературных данных может быть полезен специалистам профильных институтов.

Проведен анализ рефрактивных и спектральных свойств границы раздела бромида калия с бор-нитридными нанотрубками. Выполнены расчеты дисперсионных зависимостей показателя преломления бор – нитридных нанотрубок с разной хиральностью, а также дисперсионных зависимостей коэффициента отражения на границе раздела KBr-BNNT с разной хиральностью. Выявлен наиболее оптимальный тип хиральности бор–нитридной нанотрубки во всем исследованном спектральном диапазоне.

Приведены результаты исследования однофазного плазмотрона с кольцевыми электродами мощностью до 10 кВт. Измерения проводились с использованием медных кольцевых электродов при атмосферном давлении при расходе воздуха до 3,5 г/с. Проведено исследование развития разряда плазмотрона при двух положениях высокоскоростной камеры: первое – главная оптическая ось камеры совпадала с главной осью плазмотрона, вторая – главная оптическая ось камеры расположена перпендикулярно струе плазмы на выходе из плазмотрона. Получены временные зависимости интенсивности излучения плазмы внутри камеры и свободного плазменного факела. Проведено сравнение вычисленной по осциллограммам тока и напряжения мощности дуги с наблюдаемой интенсивностью излучения плазмы при фронтальном положении видеокамеры. Определено, что интенсивность излучения плазмы отражает эволюцию мощности дуги с коэффициентом корреляции 0,96.

Изучались процессы формирования структур на поверхности карбида кремния и вли-яние параметров процесса плазмохимической обработки на геометрические парамет-ры сформированных структур. Экспериментально установлены корреляции между мощностью индуктивно-связанной плазмы (ИСП), составом газовой смеси (O₂/SF₆/Ar) и ключевыми параметрами: высотой структур, шероховатостью поверхности и уг-лом наклона стенок. Показано, что увеличение мощности ИСП и концентрации SF₆ в газовой смеси приводит к росту скорости травления. В частности, при мощности ИСП 300 Вт и соотношении газов O₂/SF₆/Ar (81/7/11) достигнуты: высота структуры 983,62  37,64 нм, шероховатость поверхности 14,13  2,15 нм и угол наклона 74,63  1,87.

Проведены экспериментальные и теоретические исследования возможности нитризации дерновоподзолистой почвы. Полученные экспериментальные результаты показывают, что электропроводность образца пахотного горизонта дерновоподзолистой почвы растет со временем воздействия плазмы, электропроводность почвенной пасты после обработки в течение 2 часов равняется 285 мкСм/см, после обработки в течение 4 часов – 317 мкСм/см, при контрольном значении электропроводности образца 115 мкСм/см. Содержание нитратов в водной вытяжке из почвы показывает рост их концентрации за 2 часа обработки до 14,5 мг/л и дальнейшим снижением концентрации при обработке 4 часа 12,8 мг/л, по отношению к контрольному значению 9 мг/л. Расчеты показывают рост концентрации в плазме азотных компонентов. Их нарабатываемые концентрации достигают 51021 см–3, что по порядку величины близко к экспериментальному значению нарабатываемых нитратов за время эксперимента. Результаты подтверждают идею о возможности использования коронного разряда для нитризации бедных почв.

Определено сравнительное действие неравновесной плазмы атмосферного давления на краевой угол смачивания металлических поверхностей (Cu, нержавеющая сталь, сплав Al-Mg). При этом плазму формировали в апокампическом и наносекундном диффузном разрядах в воздухе и в плазменной струе аргона. Обработка в течение 15, 30, 60, 120 и 240 секунд выявила, что для получения максимальной гидрофильности во всех случаях достаточно 30–60 сек. Более простые в технической реализации апокампический разряд в воздухе и импульсный разряд в потоке аргона не уступают по способности к увеличению гидрофильности наносекундному атмосферному разряду. Отмечено частичное сохранение гидрофильных свойств в течение суток после всех трёх типов обработки.

Рассматривается принципиальное устройство БИС считывания сканирующих фотомодулей (ФМ) инфракрасного диапазона (ИК) с режимом временной задержки и накопления (ВЗН). Обозначена роль и влияние рекурсивного фильтра высоких частот (ФВЧ) во входных ячейках (ВЯ) БИС считывания на пороговые характеристики ФМ. Приведено математическое описание цифровой коррекции граничной частоты ФВЧ во входной ячейке. Описано устройство и принцип работы обучаемого классификатора, способного разделять ВЗН-каналы на группы по спектральной плотности мощности шума (СПМШ). Проведена коррекция граничной частоты ФВЧ ВЯ БИС считывания для большого количества ВЗН-каналов с разной СПМШ. Рассчитана эффективность применения этой коррекции для увеличения отношения сигнал/шум с учётом проведения стандартной для сканирующих ИК ФМ внутрикадровой обработки. Установлено, что пороговые характеристики без проведения оконной фильтрации в среднем улучшаются на 2,5 %, а с её проведением – всего на 1 %. Отмечено, что при большом количестве ВЗН-каналов с низкочастотным шумом коррекция может ухудшить пороговые характеристики на 1,5 %.