Показана актуальность прецизионных измерений теплопроводности твёрдых материалов, применяемых при создании теплообменных и теплоизолирующих устройств при низких температурах. Рассмотрена зависимость теплопроводности твёрдых тел при низких температурах от химического состава, способов механической и термической обработки материала. Представлены устройство, принцип работы и результаты метрологических исследований Государственного первичного специального эталона единицы теплопроводности твёрдых тел в диапазоне температур от 2 до 300 К ГЭТ 141-2020. По сравнению с ГЭТ 141-84, действовавшим до 2020 года, в состав ГЭТ 141-2020 включены разработанные криостат и ячейка для измерения теплопроводности. Диапазон воспроизведения единицы теплопроводности твёрдых тел в ГЭТ 141-2020 расширен по сравнению с ГЭТ 141-84 с 0,1–10 Вт/(м·К) до 0,05–15 Вт/(м·К), а также увеличен диапазон изменений температур с 4,2–90 К до 2–300 К. Описан метод измерений теплопроводности с применением разработанного криостата. Представлены способы обеспечения надёжного теплового контакта между исследуемым образцом и теплоизмерительными пластинами нагревателя и корпуса ячейки. Исследованы метрологические характеристики ГЭТ 141-2020, рассчитан бюджет неопределённости измерений при воспроизведении единицы теплопроводности твёрдых тел. ГЭТ 141-2020 применяется для калибровки мер теплопроводности при поверке и калибровке аппаратуры, предназначенной для измерений теплопроводности.

Исследованы вопросы метрологического обеспечения акустико-эмиссионных средств неразрушающего контроля и диагностики, предназначенных для повышения точности и достоверности результатов контроля в системе обеспечения безопасной и безаварийной эксплуатации оборудования на опасных производственных объектах и сооружениях. Представлен состав Государственного первичного эталона единиц амплитуды ультразвукового смещения, колебательной скорости поверхности твёрдых сред и коэффициента электроакустического преобразования ГЭТ 194-2022. Описана разработанная на основе лазерного интерферометрического метода измерений и входящая в состав ГЭТ 194-2022 эталонная установка «Коэффициент» для воспроизведения единиц коэффициента электроакустического преобразования, описан принцип её работы. Приведены метрологические характеристики ГЭТ 194-2022. Указаны сферы применения эталона: научно-техническое обеспечение единства и требуемой точности акустических измерений в твёрдых средах, повышение достоверности результатов измерений; снижение риска возникновения техногенных аварий; метрологическое обеспечение выполнения гигиенических требований при работах с источниками «контактного ультразвука» на поверхностях, соприкасающихся с руками оператора.

Представлен состав Государственного первичного эталона показателя рН активности ионов водорода в водных растворах ГЭТ 54-2019. В состав эталона входят меры кислотности и кулонометрическая установка, в результате чего диапазон измерения водородного показателя составляет 0,01–12,00. Применяемые методы и средства воспроизведения значений водородного показателя на ГЭТ 54-2019 позволили снизить суммарную стандартную неопределённость до 0,0012, что соответствует уровню точности лучших мировых аналогов эталонов рН. Приведены метрологические характеристики ГЭТ 54-2019 и результаты международных ключевых сличений по определению водородного показателя боратного буферного раствора CCQM-K19.2018. ГЭТ 54-2019 применяется во многих отраслях промышленности, науки и техники, особое место измерения рН занимают в химической, фармацевтической и пищевой промышленности, где очень важно контролировать водородный показатель на всех стадиях производственного цикла. В последнее время возросла необходимость контроля загрязнений водных объектов отходами жизнедеятельности человека, поэтому измерения рН приобрели большое значение в экологическом мониторинге. Область применения ГЭТ 54-2019 расширена в результате увеличения диапазона измерений водородного показателя в сильнокислотной области. Появилась возможность повысить точность измерений при исследованиях кислотности желудочно-кишечного тракта человека, что снижает риск постановки неправильного диагноза.

Описан принцип геометрически-размерностного представления физических величин в размерностях Международной системы единиц в виде отдельных системных ячеек на LT-размерностном основании. В зависимости от соотношения размерностей величин в Международной системе единиц и LT-представлении физические величины объединены в отдельные кластеры, которые образуют многоуровневое содержимое большинства системных ячеек. Физические величины внутри кластера имеют ближайшие размерностные связи через длину, время и скорость. Показано, что дальние размерностные связи физических величин, выражающие физические закономерности (без цифровых коэффициентов), представляют собой выделенные параллелограммы или выделенные линии. При этом дополнительные коэффициенты кластерных групп устраняют друг друга, а произведения размерностей физических величин, расположенных на противоположных сторонах выделенного параллелограмма, равны друг другу. Такой системный принцип представления физических величин позволяет не только иллюстрировать известные физические закономерности, но и обнаруживать новые, а также выявлять определённые свойства и особенности расположения квантуемых и константных физических величин в различных вариантах их системного представления. Результаты работы можно применять в учебном процессе и поисковых исследованиях.

Рассмотрены различные способы мониторинга технологических процессов на современном машиностроительном производстве, в том числе статистические методы менеджмента качества продукции. Поставлена и решена задача построения процедур измерительного контроля по двум параметрам в тех случаях, когда отклонение показателя качества от номинального значения описывается обобщением распределения Рэлея с двумя параметрами. Исследованы распределения контрольных статистик. Описаны численные процедуры, позволяющие вычислять функции распределения статистик с достаточной для практических целей точностью. Сравнены оперативные характеристик плана контроля с применением статистик, оценивающих два параметра распределения, и плана для однопараметрической модели распределения. Показано, что близкие значения рисков потребителя и производителя в сопоставимых ситуациях при двухпараметрическом контроле обеспечиваются при небольшом увеличении объёма выборки по сравнению с однопараметрическим случаем. Полученные результаты будут полезны при организации процедур приёмочного контроля деталей с наружными и внутренними цилиндрическими поверхностями.

Предложена и исследована возможность определения разности гравитационных потенциалов и ортометрических высот в поле Земли на основе измерений разности фаз лазерного излучения в оптическом волокне, обусловленной эффектом гравитационной задержки световых волн. Предложена структурная схема измерительного комплекса, предназначенного для измерений разности фаз световых волн, обусловленной указанным эффектом. При измерениях использованы две когерентные световые волны от одного лазера, каждая из которых распространяется по отдельной волоконно-оптической линии связи. В состав каждой волоконно-оптической линии связи включены одинаковые катушки длинного оптического волокна, разнесённые по высоте. Проведён анализ факторов, влияющих на фазовые соотношения волн, распространяющихся по двум линиям связи измерительного комплекса. Определены фазовые эффекты задержки, вызванные влиянием истинного гравитационного поля Земли, а также влиянием полей сил инерции и гироскопических эффектов вследствие вращения Земли. Предложены пути подавления мешающих эффектов, оценены достижимые погрешности измерения разности гравитационных потенциалов и соответствующей разности ортометрических высот. При длине волокна в катушках 100 км и разности высот 100 м эти погрешности составляют соответственно 0,2 м2/с2 и 2 см. Исследуемый измерительный комплекс предложено назвать лазерным гравипотенциометром. Он является оптическим аналогом известного радиочастотного квантового нивелира, однако не требует сверхстабильных стандартов частоты и времени. Результаты исследований предложенного измерительного комплекса актуальны при разработке и совершенствовании средств измерений параметров гравитационного поля Земли, а также средств высокоточной синхронизации шкал времени удалённых эталонов.

Рассмотрена задача поддержания в заданных пределах синхронизации национальной шкалы времени Российской Федерации UTC(SU) с международной шкалой координированного времени UTC. Методы сличения удалённых шкал времени, применяемые в работе Государственного первичного эталона единиц времени, частоты и национальной шкалы времени ГЭТ 1-2022, не обеспечивают выполнение перспективных требований к синхронности UTC(SU) и UTC. В настоящее время не производится прогнозирование расхождения UTC(SU) и UTC, на практике используют данные официальных бюллетеней Международного бюро мер и весов. Эти данные доступны с большой задержкой во времени, что усложняет обеспечение синхронности национальной шкалы времени с международной. В настоящем исследовании разработаны методы и алгоритмы, которые позволят обеспечить выполнение перспективных требований к пределам допустимого расхождения UTC(SU) и UTC. Решены следующие задачи: выбран метод сличения удалённых шкал времени, разработан алгоритм оперативного автоматического прогнозирования расхождения названных выше шкал времени с задержкой не более одних суток на основе выбранного метода сличения. Разработано программное обеспечение, реализующее предложенные методы и алгоритмы. Проведён анализ эффективности работы разработанной системы на основе сравнения с оценками Международного бюро мер и весов. Область применения полученных результатов – обеспечение функционирования ГЭТ 1-2022 в рамках заданных технических требований.

Рассмотрены методы повышения точности измерений уровня жидкости. Представлена уровнемерная установка УУЭ1р-Н-20 на основе лазерной интерферометрической измерительной системы XL-80 с непосредственным изменением уровня  жидкости в диапазоне 0–20 м. Принцип действия измерительной системы уровнемерной установки основан на измерении линейных перемещений поплавка, находящегося в жидкости, относительно нулевой точки отсчёта уровнемерной установки. Приведена математическая модель определения уровня жидкости с помощью уровнемерной установки с учётом влияния параметров окружающей среды на элементы измерительной системы. Рассчитаны метрологические характеристики уровнемерной установки, в томчисле неопределённости измерений уровняжидкости. Доверительные границы суммарной погрешности измерений единицы уровня жидкости с доверительной вероятностью 0,95 составляют ±0,11 мм при передаче единицы уровня жидкости эталонам или средствам измерений уровня жидкости с фиксированной нулевой точкой отсчета и ±0,044 мм при передаче единицы уровня жидкости эталонам или средствам измерений уровня жидкости, не имеющим фиксированной нулевой точки отсчёта.

Основным элементом эталонной полеобразующей системы Государственного первичного эталона единицы напряжённости электрического поля в диапазоне частот от 0 до 20 кГц ГЭТ 158-2020 является эталонный преобразователь, состоящий из экранированного конденсатора с плоскими круглыми пластинами и дополнительными электродами, подключаемыми к источнику напряжения переменного или постоянного тока. В связи с утверждением эталона в указанном составе и изменением схемы питания эталонной полеобразующей системы с несимметричной на симметричную максимальное значение воспроизводимой эталоном напряжённости увеличено с 2000 до 4000 В/м и повышена точность её воспроизведения и передачи. Для случая симметричного питания потребовалось вывести уравнение измерений, связывающее воспроизводимую величину и входные параметры эталонного преобразователя (напряжение, геометрические размеры). Представлен вывод уравнения измерений эталонного преобразователя, возбуждаемого симметричным напряжением, полученный в результате решения электростатической задачи с симметричными краевыми условиями для потенциала электродов. Найдены оптимальные значения напряжений, подаваемых на дополнительные электроды, с целью получения максимальной однородности электрического поля в области центра преобразователя. Показано, что неоднородность поля для конкретной реализации экранированого конденсатора составляет не более 0,1 %. Полученные результаты могут использоваться в области метрологии постоянных и переменных электрических полей при разработке эталонных источников электрического поля и рабочих эталонов

Дан краткий обзор стандартов, необходимых при серийном производстве LAN-кабелей различных категорий. Показано, что для LAN-кабелей из витых пар категорий 5е и выше требуется доработка процедуры измерений ключевых частотных характеристик (в частности, определения частотной зависимости фактического значения волнового сопротивления), регламентируемой действующим ГОСТ Р 54429-2011 «Кабели связи симметричные для цифровых систем передачи. Общие технические условия». Выявлена причина ошибок сетевых анализаторов – влияние протяжённого участка разделки, и обоснована гипотеза о невозможности её устранения в рамках существующих моделей. Сформулирована гипотеза об интерференции сигналов, отражённых от начала витой пары и от места её входа в оболочку, как основной причины искажения результатов практических измерений. Приведены экспериментальные данные, подтверждающие корректность выдвинутых предположений. Предложена модернизация процедуры калибровки измерительной системы без доработки аппаратной части и программного обеспечения векторного анализатора цепей. Требуемый результат достигнут применением распределённой индивидуальной для каждого типа кабеля калибровочной нагрузки на основе отрезка витой пары, которая изготавливается в производственной лаборатории. С использованием расчётных данных и результатов измерений показано, что применение такой нагрузки уменьшает с 14 до 3 % методическую погрешность измерений волнового сопротивления широко распространённых кабелей категории 5е. Полученные результаты инвариантны к  типу измерительной системы и могут быть использованы при производственном тестировании современных LAN-кабелей высоких категорий. 

Рассмотрены особенности разработки стандартных образцов фармацевтических субстанций на примере тиамина гидрохлорида. Описан порядок разработки стандартного образца: предварительная идентификация основного вещества аттестуемой фармацевтической субстанции; определение массовой доли основного вещества прямым (титриметрия) и косвенным (массовый баланс) способами; проверка реализуемости методов оценки всех примесей; обеспечение прослеживаемости аттестованного значения. Подтверждена подлинность анализируемой субстанции тиамина гидрохлорида методом инфракрасной фурье-спектрометрии. Измерены массовые доли основного вещества с использованием кислотно-основного титрования в водно-спиртовой среде, а также метода массового баланса с учётом содержания сульфатной золы, воды, родственных примесей, остаточных органических растворителей. Оценена расширенная неопределённость результатов измерений массовой доли основного вещества и групп примесей и составлен бюджет неопределённости измерений. Результаты измерений массовой доли основного вещества в субстанции тиамина гидрохлорида, полученные титриметрическим методом (97,36±0,40) % и методом массового баланса (97,37±0,08) %, согласуются между собой в пределах заявленных неопределённостей. Обеспечена прослеживаемость аттестованного значения стандартного образца к единицам величин, воспроизводимым Государственным первичным эталоном единицы массы (килограмма) ГЭТ 3-2020, Государственным первичным эталоном единиц массовой доли, массовой (молярной) концентрации воды в твёрдых и жидких веществах и материалах ГЭТ 173-2017, Государственным первичным эталоном единиц массовой (молярной, атомной) доли и массовой (молярной) концентрации компонентов в жидких и твёрдых веществах и материалах на основе кулонометрии ГЭТ 176-2019, Государственным первичным эталоном единиц массовой (молярной) доли и массовой (молярной) концентрации органических компонентов в жидких и твёрдых веществах и материалах на основе жидкостной и газовой хромато-масс-спектрометрии с изотопным разбавлением и гравиметрии ГЭТ 208-2019. Полученные результаты актуальны для обеспечения единства измерений при контроле качества лекарственных средств.

Описаны применяющиеся на зерноперерабатывающих предприятиях различные методы измерения влажности сыпучих материалов (зерна и зернопродуктов), в том числе методы на основе такого показателя качества зерна, как массовое отношение влаги. Показано, что предпочтительнее применять метод сверхвысокочастотного измерения влажности. Представлена функциональная схема установки для измерения влажности зерна и зернопродуктов сверхвысокочастотным методом. Установку можно использовать в технологическом процессе производства зерновых материалов. Проанализировано влияние неоднородности зерна по плотности на информативный параметр (влажность) при сверхвысокочастотном методе измерения влажности с учётом сложности математического моделирования контроля влажности в технологическом процессе. Приведены результаты экспериментальных измерений влажности в лабораторных и производственных условиях зерноперерабатывающего предприятия, представлен анализ погрешностей измерений. Показано, что наиболее существенный вклад при амплитудных измерениях вносит неравномерность распределения влаги по формам связи и неоднородность образца по плотности, а при фазовых – изменение плотности, причём погрешность измерения влажности уменьшается с увеличением объёмной плотности. На основе сравнительного анализа погрешностей измерения влажности зерна установлено, что применение многопараметрического метода уменьшает указанную погрешность по сравнению с погрешностью однопараметрического метода, что объясняется минимизацией влияния различных мешающих факторов. Обоснована целесообразность применения многопараметрического метода измерения массового отношения влаги зерна на зерноперерабатывающих пунктах и предприятиях.