Представлен состав Государственного первичного эталона единиц объёмной активности радиоактивных аэрозолей, радона, торона и плотности потока радона ГЭТ 39-2021. Описаны методы воспроизведения и передачи единиц объёмной активности радиоактивных аэрозолей, радона, торона и плотности потока радона. Указаны возможные источники погрешности, произведена их количественная оценка, приведены метрологические характеристики ГЭТ 39-2021. ГЭТ 39-2021 обеспечивает единство измерений объёмной активности радиоактивных аэрозолей, радона, торона и плотности потока радона в различных сферах деятельности – в атомной отрасли, на предприятиях по добыче и переработке ядерного сырья и материалов и др. В атомной промышленности ГЭТ 39- 021 служит для обеспечения радиационной безопасности персонала на объектах использования атомной энергии и окружающей среды при создании и введении в эксплуатацию ядерных реакторов нового поколения.

Описаны состав и характеристики Государственного первичного специального эталона единицы электрической ёмкости в диапазоне частот от 1 до 300 МГц ГЭТ 107-2019. Верхняя граница частотного диапазона воспроизведения электрической ёмкости ГЭТ 107-2019 составляет 300 МГц. Это достигнуто в результате разработки эталонной установки с рабочей частотой 300 МГц. Рассмотрены принцип действия установки и алгоритмы обработки измерений. Неисключённая относительная систематическая погрешность ГЭТ 107-2019 составляет 5·10^–5–1·10^–3 (в зависимости от рабочей частоты), относительное среднеквадратическое отклонение результата измерений при воспроизведении единицы – 3·10^–6–3·10^–4, что превосходит возможности национальных эталонов других стран. Разработана и утверждена Государственная поверочная схема для средств измерений электрической ёмкости в диапазоне частот 1–300 МГц. ГЭТ 107-2019, а также подчинённые эталоны и средства измерений широко используются в микро- и наноэлектронике, биомедицине,  радиоэлектронной промышленности, приборостроении, при разработке и производстве современных материалов и оборудования.

Для повышения вычислительной эффективности непараметрической регрессии разработана методика быстрого выбора коэффициентов размытости  ядерных функций непараметрической регрессии при восстановлении однозначных стохастических зависимостей. Применение методики позволяет значительно сократить временные затраты при синтезе непараметрической регрессии по сравнению с традиционным подходом. Предложенная методика основана на процедуре оценивания оптимальных коэффициентов размытости ядерных функций непараметрической оценки совместной плотности вероятности семейства зависимых случайных величин с нормальными законами распределения. Исследован быстрый выбор коэффициентов размытости непараметрических оценок двухмерной плотности вероятности и регрессии зависимых случайных величин. Установлены закономерности влияния параметров распределений случайных величин и ошибок их оценивания на показатели эффективности разработанной методики. Показано, что преимущество предложенной методики перед традиционным подходом особенно значительно при малых и больших уровнях зашумлённости значений восстанавливаемой функции.

Рассмотрены вопросы обеспечения точности и достоверности результатов измерений контролируемых параметров двигателя при приёмо-сдаточных испытаниях. В ГОСТ 18509-88 «Дизели тракторные и комбайновые. Методы стендовых испытаний» установлены допускаемые погрешности основных контролируемых параметров двигателей при приёмо-сдаточных испытаниях, однако отсутствуют требования к допускаемой погрешности измерения мощности двигателя. На основании теории вероятностей выведена формула для расчёта погрешности измерения мощности и с учётом допускаемых погрешностей измерения (согласно ГОСТ 18509-88) рассчитаны допускаемые погрешности измерения мощности отремонтированных двигателей различных марок. Проведён сравнительный анализ рассчитанной допускаемой погрешности измерения мощности двигателей различных марок и реальной погрешности измерения мощности при обкатке на стендах КИ-5274, КИ-5540М, КИ-5541М, КИ-542М, КИ-2118А Всероссийского научно-исследовательского технологического института ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка Российской академии сельскохозяйственных наук. Установлено, что погрешности измерения мощности превышают предельно допустимые значения. Для повышения достоверности результатов контроля мощности разработаны рекомендации по расчёту приёмочных границ со смещением относительно номинального значения мощности. Рассчитаны предельные погрешности измерения мощности двигателей различных марок и приёмо-сдаточные границы в зависимости от требуемой достоверности. Применение методики повысит достоверность результатов контроля на этапе приёмо-сдаточных испытаний отремонтированных двигателей.

Рассмотрено построение моделей эксплуатации сложных технических систем. Показано, что в литературе недостаточно полно освещены вопросы оптимизации систем с метрологическим обеспечением. Предложена модель управления процессами эксплуатации и обновления парка измерительной техники, относящейся к нескольким группам деградации. Построена функциональная зависимость стационарного коэффициента готовности от метрологических параметров измерительной техники – интервалов между поверками, относительных эксплуатационных допусков на контролируемые параметры и относительных погрешностей измерения, а также от организационно-технических и технических параметров. Разработанная модель позволяет вычислять оптимальные (рациональные) параметры эксплуатации и обновления парка измерительной техники. Модель можно применять при классификации сложных технических систем с целью задания требований к их метрологическому обеспечению.

Рассмотрена особенность применения шестиосевых координатно-измерительных машин «Лапик» для измерения шероховатости сложных поверхностей. Данная особенность состоит в неравномерной дискретизации по координатным осям. Для учёта неравномерной дискретизации в качестве элемента прикладного программного обеспечения предложен дискретный алгоритм морфологической фильтрации. В дискретном алгоритме первичный профиль шероховатости подвергался кусочно-линейной интерполяции, дисковый структурный элемент описывался непрерывно, что позволило уменьшить погрешность определения центра дискового элемента при морфологических операциях. Точность алгоритма проверена на реальных и модельных примерах. Полученная погрешность фильтрации при измерении параметров шероховатости составила около 3 %. Проведено сравнение производительностей предложенного, базового дискретного и альфа-формы алгоритмов. Показано преимущество разработанного алгоритма при высокой неравномерности исходных данных. Время фильтрации для 10000 точек профиля шероховатости не превышает 0,05 с.

Описана проблема неустойчивости результатов структурно-параметрической идентификации метрологических  характеристик функционального типа при градуировке и калибровке средств измерений с использованием различных критериев идентификации при малом числе измерений. К указанным характеристикам относятся диаграммы калибровки, функции преобразования, градуировочные характеристики, функции распределения погрешностей и т. п. Показано, что на результаты решения задачи идентификации метрологических характеристик функционального типа влияет порядок разбиения данных совместных измерений на блоки в схеме перекрёстного наблюдения метода максимума компактности. Проведено сравнение критериев структурной идентификации – минимума среднего модуля погрешности неадекватности имаксимума каппа-критерия (вероятности согласия) на примере задачи калибровки термометра. Установлено, что в случае невозможности деления данных совместных измерений на равные части более высокой устойчивостью результатов обладает каппа-критерий. Результаты могут быть применены при написании специализированных автоматизированных программ обработки данных калибровки и градуировки средств измерений, однозначной идентификации метрологических характеристик функционального типа по протоколам измерений, например, при аттестации методик измерений.

Рассмотрены системы измерения трёхмерной геометрии объекта методами фазовой триангуляции и бинарных кодов Грея. Проанализированы сложности настройки такой системы, возникающие при нестандартных условиях измерений, когда требуется адаптировать элементы системы к окружающим условиям. Для оптимизации параметров указанной системы измерения предложены количественные оценки качества настройки системы, основанные на результатах измерения трёхмерной геометрии объекта и промежуточных измерительных данных. Разработаны алгоритмы расчёта количественных оценок качества работы системы измерения. Создан программный комплекс из двух программ, реализующий обработку и визуализацию результатов измерения трёхмерной геометрии объекта и промежуточных измерительных данных, а также вывод на монитор количественных оценок качества работы системы измерения. Программный комплекс протестирован при настройке системы измерения трёхмерной геометрии наледи на стенде для исследования эффектов обледенения уменьшенных моделей функциональных элементов ветрогенератора. Система измерения настроена на характерный измерительный объём 85×67×25 мм. Оптимизированы частота модулирующего сигнала и параметры оптической системы: взаимное расположение и фокусные расстояния источника и приёмника оптического излучения; длительность экспозиции; усиление аналогового сигнала приёмника. Погрешность измерения трёхмерной геометрии составила 9 мкм. Для системы измерения трёхмерной геометрии объекта методами фазовой триангуляции и бинарных кодов Грея подтверждена возможность настройки с помощью разработанного программного комплекса. Программный комплекс можно использовать в областях, где требуется адаптация параметров системы измерения трёхмерной геометрии методами фазовой триангуляции и бинарных кодов Грея к окружающим условиям, например, ветро- и гидроэнергетика, горячая металлургия.

С целью повышения точности динамического гониометра исследовано влияние его подшипникового узла на погрешность измерения. Изучены спектральные характеристики случайной погрешности двух динамических гониометров с одинаковыми оптическими датчиками угла и различными подшипниками – аэростатическим и радиально-упорным шариковым. Показано, что использование в гониометре шарикового подшипника приводит к нестационарности случайной погрешности угловых измерений. С использованием вейвлет-анализа и вариации Аллана проанализирована случайная погрешность динамического гониометра, выявлены источники нестационарности и определена его потенциальная точность. Установлено, что применение аэростатического подшипника позволяет повысить точность динамического гониометра и приблизить её значение к точности статического гониометра, в котором влияние подшипникового узла сведено к минимуму. Полученные результаты представляют интерес для пользователей и разработчиков динамических гониометров.

Рассмотрены особенности разработки прототипов и виртуальных моделей средств измерений. Исследованы погрешности двух вольтметров постоянного тока – прототипа на макетной плате и его виртуальной модели. Прототип вольтметра реализован на микроконтроллере ATmega8 с четырёхразрядным индикатором, виртуальная модель разработана в среде Proteus и полностью повторяет принципиальную схему прототипа. В качестве эталонных средств калибровки вольтметров использованы источник питания GW Instek GPC и лабораторный мультиметр VOLTCRAFT MXD. Оценены абсолютная и относительная погрешности прототипа и виртуальной модели вольтметра в диапазоне 0–6 В. Установлено, что в диапазоне 0–1 В высокая относительная погрешность измерения напряжения прототипом вольтметра обусловлена влиянием погрешности установки напряжения источника питания, а также отклонениями от номиналов действительных значений параметров элементов схемы. Минимальная относительная погрешность измерения напряжения прототипом вольтметра составила менее 1 % в диапазоне 5–6 В. Проведён сравнительный анализ результатов оценки погрешностей прототипа и виртуальной модели вольтметра и сделан вывод о сравнимой точности виртуальной модели и реального прототипа при равных параметрах качества электроэнергии. Полученные результаты будут полезны при исследованиях качества напряжения на этапах разработки прототипов и виртуальных моделей средств измерений других типов.

Рассмотрена проблема недостаточных точности, информативности и оперативности распознавания структуры и состава неоднородных поверхностных слоёв тонких металл-оксидных гетероструктур при неразрушающем контроле спектральными оптическими методами. Отмечено, что имеющиеся в настоящее время методы исследования таких слоёв, как правило, носят разрушающий характер. Для повышения точности, информативности и оперативности неразрушающего контроля химического состава тонких металл-оксидных гетероструктур разработан метод фазоспектральной эллипсометрии. В данном методе для определения функции распределения комплексного показателя преломления неоднородного поверхностного слоя по его глубине использованы результаты эллипсометрических измерений отражённого излучения различных длин волн. Для реализации предложенного метода создана схема фазоспектрального эллипсометра с длиной волны в качестве управляющего сигнала канала обратной связи. Метод фазоспектральной эллипсометрии применён при контроле распределения химического состава по глубине тонкихметалл-оксидных гетероструктур на поверхности сталимаркиХ18Н10Т, окисленной в условиях низких температур и давлений кислорода. При сравнении полученных результатов с независимыми данными оже-профилирования оксидированных образцов установлено, что распределения химического состава по глубине оксида соответствуют независимым оже-данным. Показано, что метод фазоспектральной эллипсометрии позволяет чётко отделить и выявить различные окисленные формы сплава. Представленный метод можно применять при неразрушающем и особенно in-situ исследовании распределения химического состава по глубине сверхтонких неоднородных поверхностных оксидов.

Рассмотрена проблема рационального выбора методики для определения хлорид-иона в бетонных и железобетонных конструкциях, от содержания которого зависит скорость коррозии арматуры. Дан обзор стандартизованных и аттестованных методик количественного химического анализа для определения хлорид-иона в бетонных и железобетонных конструкциях. Представлены результаты сравнительного анализа широко применяемых в строительной отрасли методик на основе аргентометрического, фототурбидиметрического и потенциометрического (ионометрического) методов по критериям: «Назначение и область применения методики анализа», «Метод анализа», «Измерительные приборы и реактивы», «Подготовка к анализу», «Проведение анализа», «Обработка результатов измерений». Предложен актуальный для строительных организаций выбор рациональной методики количественного химического анализа по комплексному показателю качества (себестоимости методики). Обосновано применение в строительных организациях методик на основе аргентометрического и потенциометрического методов при массовой доле хлорид-иона в бетоне от 0,5 и 0,05 % соответственно. Предложенный в работе подход к выбору рациональной методики анализа позволяет на практике оптимизировать процесс исследования характеристик строительных материалов, в том числе в целях обеспечения безопасности зданий и сооружений.