Динамические измерения представляют собой измерения процессов, которые происходят настолько быстро, что обычные технические средства не могут их уловить в полном объеме. Однако, благодаря новым инновационным технологиям, применяемым в лаборатории динамических измерений, ученые Южно-Уральского государственного университета могут получить более точную информацию о том, что могло бы произойти при очень быстрых процессах. Исследования проводятся в партнерстве с крупнейшими промышленными предприятиями региона.
Лаборатория динамических измерений была создана в 2018 году по инициативе президента ЮУрГУ (на тот момент ректора университета), доктора технических наук, профессора Александра Шестакова – руководителя научной школы по теории динамических измерений кафедры «Информационно-измерительная техника» (ИнИТ) Высшей школы электроники и компьютерных наук ЮУрГУ.
Исследования в области динамических измерений позволяют изучать быстрые процессы и явления, которые происходят за очень короткое время, например, импульсные механические воздействия, скачки давления и так далее. Точные измерения данных процессов могут помочь в увеличении эффективности разрабатываемой техники и повышении безопасности производственных процессов. Направление научных исследований в лаборатории базируется на применении и развитии методов теории автоматического управления в задачах динамики измерений. Этот подход был предложен профессором Александром Шестаковым и получил развитие в его докторской диссертации и кандидатских диссертациях его учеников.
По результатам защищенных работ была опубликована монография «Методы теории автоматического управления в динамических измерениях». Сегодня метод признан как один из трех подходов в развитии динамических измерений.
Для проведения экспериментов лаборатория оснащена аттестованным оборудованием, которое позволяет подтверждать результаты теоретических работ, алгоритмов и программ. «Лаборатория построена вокруг уникального стенда пульсирующих давлений, разработанного и созданного инженером научно-исследовательской лаборатории технической самодиагностики и самоконтроля приборов и систем (НИЛ ТССПС) ЮУрГУ Григорием Михайловичем Грудциновым. Стенд предназначен для исследования динамических характеристик датчиков давления с использованием тестовых сигналов импульсного давления различных форм (синусоидальной, прямоугольной, пилообразной, а также случайных воздействий). Также с применением климатической камеры стенд позволяет испытывать датчики давления в широком температурном диапазоне», — поясняет научный руководитель лаборатории Александр Шестаков.
Задачей создания такого стенда является практическая апробация работоспособности и эффективности разрабатываемых методов, моделей и алгоритмов обработки данных динамических измерений в рамках научного направления кафедры. Деятельность лаборатории тесно связана с лабораторией самодиагностики средств измерения и технических систем.
В настоящее время завершается разработка экспериментального стенда-имитатора датчиковой аппаратуры для исследования алгоритмов обработки данных динамических измерений в широком динамическом диапазоне и при разнообразных случайных воздействиях. Использование этого стенда позволит оценить качество алгоритмов обработки данных динамических измерений.
С 2022 года совместно с промышленным партнером лаборатории «Промышленная группа “Метран”» в лаборатории реализуется проект по исследованию динамических характеристик датчиков давления «Метран-150» и разработке алгоритмов улучшения этих характеристик путем только глубокой математической обработки выходных сигналов датчиков без изменения конструкции самих датчиков.
Сотрудниками лаборатории реализуется проект «Разработка системы интеллектуального анализа и прогнозирования трендов развития повреждений оборудования линии проката ЛПЦ-11 на базе информации датчиков диагностики состояния технологического оборудования и параметров технологического процесса», выполняемого в интересах ПАО «ММК».
Исследования в лаборатории динамических измерений ведутся в рамках программы «Приоритет 2030» (национальный проект «Наука и университеты») и относятся к стратегическому проекту «Интеллектуальное производство».
Тематика динамических измерений значима и перспективна в масштабе международных исследований. Так в 2024 году планируется проведение по этой тематике специальной сессии на Конгрессе международной конфедерации метрологов и измерителей (IMEKO) в городе Гамбург (Германия). Форум соберет ведущих специалистов мира, которые работают в различных отраслях измерений.
Ольга Романовская