Анотація до роботи:

Яцишин С.П. Розвиток теоретичних основ та створення методів і алгоритмів мінімізації похибок термоперетворювачів на базі статистичної термодинаміки. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю: 05.11.04 - прилади та методи вимірювання теплових величин. Національний університет «Львівська політехніка», 2008.

Дисертація присвячена розробці й використанню термоелектричних термоперетворювачів з підвищеними точністю й метрологічною надійністю. Викладено актуальність проблеми, приділено увагу необхідності врахування термодинамічного стану термометричної субстанції.

Розглянуто механізми нестабільності функції перетворення, досліджено її зміни у типових умов експлуатації; проаналізовано можливості застосування термодинамічних уявлень стосовно термометричної субстанції, як термодинамічно виокремленої системи. Вивчено ефективні методи дії на функції перетворення. Виведено вираз для сумарної функції впливу, як граничного значення відносної інструментальної похибки, у вигляді комбінації трьох адитивних пар безрозмірних функцій впливу. Проведено експериментальні дослідження: спектру термоелектричних властивостей, електричного опору та його температурного коефіцієнту та структурно-чутливих характеристик. Реалізовано способи та розроблено алгоритми побудови і використання термоперетворювачів з мінімальною інструментальною похибкою.

1. Проаналізовано тенденції розвитку і виявлено можливість удосконалення термоелектричних термоперетворювачів шляхом урахування термодинамічного стану термометричної субстанції на основі виявленого зв'язку останнього і стабільності функції перетворення.

2. Обґрунтовано й розвинуто статистично-термодинамічні засади мінімізації похибок термоперетворювачів з аморфними, моно - і полікристалічними та модифікованими термометричними матеріалами. Застосування засад підтверджено комплексними дослідженнями. Оптимізовано методику коректування змін функції перетворення з допомогою функцій впливу, яка дозволяє повернути функцію перетворення у заданий діапазон допустимих значень - ± 1 % і менше.

3. Обґрунтовано й розвинуто науково-методичні аспекти мінімізації інструментальної похибки термоелектричних термоперетворювачів з чутливими елементами із аморфних, моно - і полікристалічних термометричних матеріалів за умов дії на них різних чинників - механізмів деформування, поруватості, слабких електромагнетних полів та домішок, включаючи зміни їх стану й розподілу, а також ряду інших чинників у процесі їх спільної, часто конкурентної дії.

4. Для проектування, виготовлення й дослідження, стабілізації й прогнозування, а також коректування функції перетворення запропоновано введення теоретично обґрунтованої і експериментально підтвердженої сумарної функції впливу, що відповідає інструментальній похибці, зумовленій нестабільністю властивостей термометричної субстанції, і пов’язує воєдино дію множини виробничо-експлуатаційних чинників на метрологічні характеристики термоперетворювачів.

5. Застосування статистично-термодинамічних засад мінімізації похибки поширене на технологічний цикл виготовлення й застосування термоперетворювачів, починаючи від підготовки термометричної субстанції та завершуючи оцінкою відгуку контрольованого середовища на функції перетворення з метою забезпечення бездемонтажної експлуатації термоперетворювачів з підвищеною на 15 ... 20 % метрологічною надійністю. Розроблено алгоритм мінімізації похибки термоперетворювачів на базі статистичної термодинаміки нерівноважної термодинаміки.

6. Поставлена і вирішена проблема наскрізного проектування, виготовлення та застосування термоелектричних термоперетворювачів з покращеними на 20 ... 35 % метрологічними і експлуатаційними характеристиками та відповідно зниженою інструментальною складовою похибки.

7. Результати роботи використані при розробці, виготовленні й експлуатації термоперетворювачів (типів ТВР-0173, ТВМ-075, TBP-301-O1, ТМР-0186, ТХА-1388М та інших) для наукових цілей та народного господарства: металургії, атомної енергетики, ювелірної промисловості, тощо.

Публікації автора:

1. Стаднык Б.И. Пути стабилизации эксплуатационных характеристик высокотемпературных термоэлектрических термометров. ТС-6. Приборы и устройства для контроля и регулирования технологических процессов / Стаднык Б.И., Яцишин С.П., Лах В.И. – Москва: ЦНИИТЭИ-приборостроения, 1979. – 41с.

2. Яцишин Б.П. Дослідження кінетики структурних перетворень у плівках Fe-Ge методом мікротермоЕРС / Яцишин Б.П., Яцишин С.П. // Вісник ЛДУ. Сер. фіз. : Проблеми фізики конденсованого стану. – 1986. – № 20. – С.72–74.

3. Осинчук В.В. О механизме возникновения импульсных электромагнитных помех в системах температурного контроля / Осинчук В.В., Саноцкий Я.В., Яцишин С.П. // Контрольно-измерительная техника. – 1988. – № 43. – С. 29–33.

4. Саноцкий Я.В. Уменьшение влияния электромагнитных наводок в термоэлектродах термопреобразователей / Саноцкий Я.В., Яцишин С.П., Осинчук В.В. // Вестник ЛПИ. Технические средства автоматизации измерений и управления научными исследованиями. – 1988. – № 229. – С. 76–79.

5. Миколайчук А.Г. Електричні властивості аморфних плівок, осаджених в полях / Миколайчук А.Г., Яцишин С.П., Байцар А.С. // Доповіді АН УРСР. Сер.А. Фіз.-мат. і техн. науки. – 1989. – № 11. –С. 58–60.

6. Стаднык Б.И. Влияние технологии изготовления термоэлектродной проволоки на ее метрологические характеристики / Стаднык Б.И., Яцишин С.П., Гамула П.Р. // Контрольно-измерительная техника. – Львов: Вища школа, 1989. – № 46. – С. 53–56.

7. Стаднык Б.И. Термоэлектрическая неоднородность термоэлектродов в феноменологической модели нестабильности термо-ЭДС / Стаднык Б.И., Яцишин С.П. // Вестник Львовского политехнического института. Технические средства автоматизации измерений и управления научными исследованиями. – 1990. – № 248. – С. 119–123.

8. Новиков И.И. О феноменологической модели нестабильности интегральной термо-э.д.с. термопар / Новиков И.И., Стаднык Б.И., Яцишин С.П. [и др.] // Известия АН СССР. Сер. Металлы. – 1990. –№ 3. – С. 211–214.

9. Яцишин С.П. Залежність термометричних властивостей металічних аморфних сплавів від їх складу та технологічних факторів виробництва / Яцишин С.П., Стадник Б.І., Курітник І.П. [та ін.] // Вісник Львівського політехнічного інституту. Технічні засоби автоматизації вимірів та керування науковими дослідженнями. Львів. – 1991. – № 257. – С. 88–92.

10. Яцишин С.П. Термодинамічні аспекти змін термоелектричних властивостей молібденового дроту / Яцишин С.П., Гамула П.Р. // Контрольно-вимірювальна техніка. – 1993. – № 50. – С. 67–71.

11. Bazylevych O.. Flexible Sampling Frame Measurement / Bazylevych O., Ivakhiv O., Yatsyshyn S. // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. April 2002. – V.51, № 2. – P. 203–206.

12. Колодій З.О. Термодинамічні аспекти електричних шумів у твердих тілах / Колодій З.О., Стадник Б.І., Яцишин С.П. // Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej № 192. Elektrotechnika. Z.22. Metody i technika przedstawienia sygnalow w pomiarach fizycznych. 2002. – S. 119–124.

13. Колодій З.О. Різновиді флуктуації в твердих тілах та концепція їх поєднаного вивчення / Колодій З.О., Луцик Я.Т., Стадник Б.І., Яцишин С.П. // Вісник національного університету „Львівська політехніка”. Автоматика, вимірювання та керування. – 2002. – № 445. – С. 3–11.

14. Домінюк Т.І. До вивчення можливості термодинамічного врахування впливу механічних напружень і деформацій на термо-ЕРС / Домінюк Т.І., Яцишин С.П. // Вимірювальна техніка і метрологія. – 2002. – № 59. –С. 66–69.

15. Скоропад П.І. Електрокінетичні властивості металевих стекол системи та особливості технології їх виготовлення / Скоропад П.І., Стадник Б.І., Яцишин С.П. // Вимірювальна техніка і метрологія. – 2002. – № 60. – С. 65–69.

16. Стадник Б.І. Критерії оцінки температурної стабільності термоелектродів з металевого скла / Стадник Б.І., Скоропад П.І., Яцишин С.П. // Термоелектрика. – 2002. – № 3. – С. 81–85.

17. Яцишин С.П. Електромеханохімічні шуми термометричних матеріалів / Стадник Б.І., Яцишин С.П. // Термоелектрика. - 2003. – № 1. – С. 56–64.

18. Яцишин С.П. Електрохімічні шуми в матеріалах чутливих елементів перетворювачів температури та зміни їх основних параметрів / Яцишин С.П. // Вісник національного університету „Львівська політехніка”. Автоматика, вимірювання та керування. – 2003. – № 475. – С. 82–88.

19. Jacyszyn S. Efekty szumowe w termometrii / Jacyszyn S., Stadnyk B., Lucyk J. I [in.] // Pomiary, automatyka, kontrola. – 2003. – № 7/8. – S. 15–17.

20. Стадник Б.І.. Вплив хемічних і механічних шумів на метрологічні властивості первинних перетворювачів температури / Стадник Б.І., Яцишин С.П., Домінюк Т.І. // Вимірювальна техніка і метрологія. – 2003. – № 62. – С. 59–64.

21. Стадник Б.І. Статистично-деформаційна модель стабілізації метрологічних характеристик термоперетворювачів / Стадник Б.І., Яцишин С.П. // Вимірювальна техніка і метрологія. – 2003. – № 63. – С. 99–105.

22. Стадник Б.І. Особливості виникнення термо-е.р.с. в тонких плівках германідів перехідних металів з додатками РЗМ у низькотемпературній області / Стадник Б.І., Яцишин С.П., Яцишин Б.П. // Вимірювальна техніка і метрологія. – 2003. – № 64. – С. 41–44.

23. Яцишин С.П. Методологія експериментальних досліджень неоднорідних і деформованих термометричних матеріалів на прикладі моно- і полікристалічного молібдену з присадками / Яцишин С.П., Домінюк Т.І., Курітник І.П. // Вісник національного університету „Львівська політехніка”. Автоматика, вимірювання та керування. – 2003. – № 475. – С. 158–165.

24. Guk O.P. Long life thermoelectric temperature converters. Reliability problems / Guk O.P., Stadnyk B.I., Yatsyshyn S.P. // Thermoelectricity. – 2004. – № 2. – P. 70–75.

25. Луцик Я.Т. Фізико-хемічні основи термометричних матеріалів і статистично-термодинамічний алгоритм проектування термоперетворювачів засобів електротермометрії / Луцик Я.Т., Стадник Б.І., Яцишин С.П. [та ін.] // Вісник Черкаського державного технологічного університету. – 2005. – № 3. – С. 246–249.

26. Стадник Б.І. Фізико-хемічні основи термометричних матеріалів і статистично-термодинамічний алгоритм проектування термоперетворювачів засобів механотермометрії / Стадник Б.І., Луцик Я.Т., Яцишин С.П. [та ін.] // Вісник Черкаського державного університету. – 2005. – № 3. – С. 249–250.

27. Гамула П.Р. Технологічно-термодинамічні аспекти експлуатаційних змін параметрів термометричних матеріалів / Гамула П.Р., Курітник І.П., Яцишин С.П. [та ін.] // Вимірювальна техніка та метрологія. – 2005. – № 65. – С. 55–59.

28. Луцик Я.Т. Вплив поруватості на зміни термо-ЕРС термометричних матеріалів / Луцик Я.Т., Стадник Б.І, Яцишин С.П. [та ін.] // Вісник національного університету „Львівська політехніка”. Автоматика, вимірювання та керування. – 2005. – № 530. – С. 22–28.

29. Луцык Я.Т. Термодинамические аспекты нестабильности термометричних характеристик преобразователей температуры / Луцык Я.Т., Стаднык Б.И., Яцишин С.П. [и др.] // Metody i technika przetwarzania sygnalow w pomiarach fizycznych. Elektrotechnika. Z.28. Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. – 2005. – № 223. – S. 177–180.

30. Яцишин С.П. Алгоритмічна оптимізація гранично - допустимої похибки перетворювачів температури / Яцишин С.П. // Вісник національного університету „Львівська політехніка”. Автоматика, вимірювання та керування. – 2006. – № 551. – С. 73–80.

31. Стадник Б.І. Перехідні теплові процеси в чутливих елементах шумових термоперетворювачів у режимі реального часу / Стадник Б.І., Микитин І.П., Яцишин С.П. [та ін.] // Вимірювальна техніка та метрологія. – 2006. – № 66. – С. 108–111.

32. Гук О.П. Термоелектричні перетворювачі для енергонапружених об’єктів / Гук О.П., Стадник Б.І., Яцишин С.П. [та ін.] // Технологические системы. – 2006. – № 1. – С. 15–17.

33. Стадник Б.І.. Тепло- і температуропровідність у формуванні похибки термоперетворювачів / Стадник Б.І., Яцишин С.П., Луцик Я.Т. // Вісник Черкаського державного технологічного університету. – 2006. – Спецвипуск. – С. 247–249.

34. Гук О.П. Особливості вимірювання температур термоелектричними перетворювачами у об’єктах атомної енергетики / Гук О.П., Микитюк О.М., Яцишин С.П. // Пожежна безпека. – 2006. – № 8. - С. 108–111.

35. Jacyszyn S.P. Analiza efektywnosci stosowania w termometrii funkcjonalnie-gradientowych czujnikow termoelektrycznych / Jacyszyn S.P., Stadnyk B.I., Skoropad P.I. // Pomiary, automatyka, kontrola. – 2006. – № 12. – S. 42–45.

36. Яцишин С.П. Термоструктурна і часова стабільність термометричних параметрів металевих аморфних стопів / Яцишин С.П., Скоропад П.І., Луцик Я.Т. // Metody i technika przetwarzania sygnalow w pomiarach fizycznych. Elektrotechnika. Z.28. Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Rzeszow. – 2006. – № 233. – S. 165–172.

37. Лега Ю.Г. Функціонально-градієнтні термопари у термометрії / Лега Ю.Г., Стадник Б.І., Яцишин С.П. та ін. // Вісник Черкаського державного технологічного університету. – 2006. – № 4. – С. 81–85.

38. Яцишин С.П. Аспекты нестабильности термометрических характеристик преобразователей температуры / Яцишин С., Стадник Б., Лега Ю. [та ін.] // Proceedings of 13-th International Conference «Knowledge, Dialogue, Solution» formation». ITHEA. – Sofia. – V.1 – 2007. – P. 192–195.

39. Стадник Б.І. Багатофакторні інструментальні похибки термоперетворювачів / Стадник Б.І., Яцишин С.П., Лега Ю.Г. [та ін.] // Вісник Черкаського державного технологічного університету. – 2007. – Спецвипуск. – С. 243–248.

40. Яцишин С.П. Пирометрические преобразователи в автоматических установках подавления взрыва / Яцишин С.П., Кушнир А.П // Вопросы оборонной техники. – Сер. 16: Технические средства противодействия терроризму. – № 1-2. – 2008. – С. 80-81.

41. А.с. 1268969 СССР, МКИ G 01 К 7/02. Способ стабилизации термо-ЭДС термопары / Б.И.Стаднык, С.П.Яцишин, Я.В.Саноцкий [и др.] (СССР) – № 3812591/24–10 ; заявл. 04.10.84 ; опубл. 07.11.86, Бюл. № 41.

42. А.с. 1362955 СССР, МКИ G 01 К 7/02. Устройство для измерения температуры / Б.И.Стаднык, С.П.Яцишин, В.В.Осинчук (СССР). – № 4055356/24–10; заявл. 14.04.86; опубл. 30.12.87, Бюл. № 48.

43. А.с. 1409054 СССР, МКИ Н 01 В 39/00. Способ контроля качества и отбраковки резистивных элементов / С.П.Яцишин, Б.И.Стаднык, В.В.Осинчук (СССР). – № 3963037/24–10; заявл. 08.10.85; опубл. 10.03.87, Бюл. № 14.

44. А.с. 1413445 СССР, МКИ G 01 К 7/02. Способ определения температуры / Б.И.Стаднык, В.В.Осинчук, С.П.Яцишин (СССР). – № 4145644/24–10; заявл. 14.11.86; опубл. 30.07.88, Бюл. № 28.

45. А.с. 1469413 СССР, МКИ G 01 N 25/32. Устройство для измерения локальных термо-ЭДС / Б.И.Стаднык, З.О.Кушнир, С.П.Яцишин [и др.] (СССР). – № 3985695/31-15; заявл. 09.12.85; опубл. 30.03.89, Бюл. № 12.

46. А.с. 1332214 СССР, МКИ G 01 N 27/02. Устройство для отбраковки тел накала / С.П.Яцишин, Т.В.Лахоцкий, В.И. Скорык [и др.] (СССР) – № 3900524/24–25; заявл. 27.05.85; опубл. 23.08.87, Бюл. № 31.

47. Патент України № 32485. Спосіб нанесення покрить у вакуумі / Миколайчук О.Г., Яцишин С.П., Байцар А.С. [та ін.] – Бюл. № 7. – 2000.