Описаны характеристики Государственного первичного эталона единицы девиации частоты ГЭТ 166-2020, методы и средства измерений девиации частоты. Для воспроизведения единицы девиации частоты реализован метод прямого цифрового синтеза сигнала. Данный метод исключает некоторые источники погрешностей измерений девиации частоты, что позволяет значительно расширить диапазоны несущих и модулирующих частот, а также увеличить в 10 раз максимальное воспроизводимое значение единицы девиации частоты без увеличения неисключённой систематической погрешности. В состав ГЭТ 166-2020 включены современные средства измерений на основе цифрового анализа сигнала – анализатор сигналов и цифровой запоминающий осциллограф, с помощью которых можно передавать единицу девиации частоты эталонным средствам измерений. Применение указанных средств измерений существенно расширяет возможности ГЭТ 166-2020. Область применения ГЭТ 166-2020 охватывает измерители модуляции, генераторы сигналов, измерительные приёмники, анализаторы спектра/сигналов, измерители фазового дрожания, анализаторы фазовых шумов, генераторы и анализаторы цифровых видов модуляции. Приведены экспериментальные результаты исследований ГЭТ 166-2020. Оценены частные составляющие погрешностей измерений четырёх независимых методов измерений, некоторые из составляющих погрешностей исключены или многократно уменьшены. Сопоставлены полученные каждым из методов результаты измерений. Сходимость результатов измерений единицы девиации частоты в пределах ±(0,02...0,05) %.

Описаны состав и характеристики Государственного первичного эталона единицы напряжённости электрического поля в диапазоне частот 0–20 кГц ГЭТ 158-2020. Нижняя граница частотного диапазона воспроизведения переменного электрического поля в соответствии с нормативными требованиями расширена с 20 Гц до 5 Гц, верхняя граница диапазона воспроизведения напряжённости электрического поля составляет 4000 В/м. Неисключённая систематическая погрешность ГЭТ 158-2020 составляет 1,4 %, обеспечено нулевое значение электрического потенциала в центре полеобразующией системы. Рассмотрены связанные с симметричной конфигурацией эталона особенности оценки составляющих неисключённой систематической погрешности и погрешности передачи единицы напряжённости электрического поля, в том числе обусловленные взаимодействием измерительных антенн с электродами полеобразующих систем. Разработан и прошёл обсуждение проект Государственной поверочной схемы для средств измерений напряжённости электрического поля, учитывающий все тенденции развития данного вида измерений. 

Рассмотрены два формата представления неопределённостей при решении измерительных задач: распределение вероятностей и параметр рассеяния распределения. Отмечена несогласованность определений ряда терминов ГОСТ Р ИСО 3534-1-2019 «Статистические методы. Словарь и условные обозначения. Часть 1. Общие статистические термины и термины, используемые в теории вероятностей» и отсутствие определений важных терминов – композиции, свёртки, вероятности согласия, смеси распределений. Показано, что наиболее полное представление вероятностных свойств неопределённости результатов в метрологии даёт свёртка распределений вероятностей. 

Разработанмногошаговыйалгоритмнаосновебайесовскогоподходакпостроениюэффективных статистических оценок результатов измерений. Представлена общая логическая схема многошагового алгоритма, позволяющая строить обобщённые байесовские оценки с использованием смеси априорного и апостериорного распределений при неоднородности априорных и апостериорных данных. Сформулированы условия существования сопряжённого семейства априорных распределений. Описана методика расчёта конкретных значений параметров сопряжённых априорных распределений.
Подробно изложен байесовский подход применительно к биномиальному и отрицательно-биномиальному законам распределения. С использованием функции правдоподобия получены формулы пересчёта параметров соответствующего сопряжённого закона распределения, необходимые для пошаговых переходов в многошаговом алгоритме. Приведены примеры применения алгоритма для оценки соответствия измерительных систем заданным требованиям, а также для обработки результатов количественного физико-химического анализа. Представленные результаты показывают, что байесовский подход даёт существенный выигрыш по сравнению с методом максимального правдоподобия в точности построения статистических оценок при небольших и средних объёмах выборок. Указанное обстоятельство делает байесовский подход особенно эффективным для оценки метрологических характеристик измерительных систем в случае, когда многократное повторение испытаний нецелесообразно или трудоёмко. На конкретных примерах проиллюстрировано, что при увеличении объёма и количества выборок результаты многошагового байесовского подхода и классического метода максимального правдоподобия будут идентичными.

Изложены основы идентификации пространственных распределений интенсивности лазерных пучков. Указанная идентификация имеет существенное значение при сертификации лазерных источников. Задача идентификации заключается в оценке сходства распределения интенсивности излучаемого поля с заданным (расчётным) распределением. Предложена методология идентификации пространственных распределений интенсивности лазерных пучков. Для формирования мер сходства распределения интенсивности излучаемого поля с произвольно заданным распределением разработан математический аппарат, основанный на функциональных неравенствах. Рассмотрены различные меры сходства, проведено сравнение ряда пространственных распределений интенсивности с гауссовым и равномерным распределениями интенсивности в зависимости от динамического диапазона средства идентификации. Показана чувствительность мер сходства к форме распределения интенсивности излучаемого поля. Доказано, что такие известные характеристики, как аберрационный фактор и коэффициент распространения лазерного пучка являются частными случаями мер, основанных на решениях функциональных неравенств.

Изучена проблема повышения точности измерения расхода жидкостей и газов расходомерами переменного перепада давлений. Рассмотрено моделирование коэффициента истечения диафрагмы расходомеров переменного перепада давлений методами машинного обучения. Показано, что существующие модели коэффициента истечения диафрагмы сложны, значения коэффициентов требуется уточнять в процессе эксплуатации расходомеров. Предложено в качестве коэффициента истечения диафрагмы использовать модель на основе машины опорных векторов. Описаны структура и процесс обучения модели и указаны параметры обучения. Приведены результаты моделирования, полученные при обучении и тестировании модели, и подтверждена её эффективность. Выполнен сравнительный анализ предложенной модели на основе машины опорных векторов и существующей модели в виде эмпирического уравнения Ридер-Харриса и Галлахера. Показано, что предложенная модель коэффициента истечения не уступает по точности и эффективности действующей модели, и позволяет совершенствовать системы измерения расхода жидкостей и газов. Результаты исследования будут полезны для работ в области добычи, транспорта и хранения природного газа.

Современный этап исследований высокоимпедансных конформных поверхностей на метаматериалах (метаповерхностей) и разработка многофункциональных измерительных устройств на их основе делают актуальной задачу определения параметров и характеристик метаповерхностей. Разработан и предложен геометрический метод определения сдвига фаз при синфазном отражении электромагнитной волны от конформной метаповерхности чувствительного элемента. Показано, что в результате изгиба метаповерхности падающая электромагнитная волна проходит дополнительный путь на определённой электрической длине, что приводит к увеличению сдвига фазы отражённой волны. С использованием программы численного моделирования CST Studio Suite получены значения сдвига фаз падающей и отражённой волн для планарных и изогнутых метаповерхностей чувствительных элементов различной топологии с радиусами кривизны 40; 50; 60 мм. Проведено сравнение полученных результатов с аналитическими расчётами, показавшее хорошее соответствие. Предложенный метод можно применять для расчёта и моделирования измерительных преобразователей, содержащих чувствительные элементы на высокоимпедансных конформных метаповерхностях.

Обоснована необходимость повышения точности измерения расхода теплоносителя в первом контуре ядерного реактора для подвижных объектов. Показано, что в настоящее время в ядерных энергетических установках подвижных объектов не контролируется состояние теплоносителя в режиме реального времени. Рассмотрены проблемы, возникающие при контроле расхода теплоносителя различными моделями расходомеров в первом контуре ядерного реактора. Установлено, что решить данные проблемы позволяет применение ядерно-магнитных расходомеров. Разработана конструкция ядерно-магнитного расходомера-релаксометра меточного типа с использованием для регистрации сигнала ядерного магнитного резонанса модуляционной методики при модуляции магнитного поля в зоне размещения катушки нутации. Предложены методы измерения времён продольной и поперечной релаксаций текущего теплоносителя. Представлены результаты исследования расхода и времён релаксации текущего в трубопроводе модельного раствора. Модельный раствор содержит химические элементы, из которых состоит теплоноситель для ядерных реакторов подвижных объектов. Установлено, что погрешность измерения этих параметров не превышает 1 %. Показана перспективность использования разработанной конструкции ядерно-магнитного расходомера-релаксометра в первом контуре ядерного реактора подвижного объекта.

Исследована проблема уменьшения погрешностей измерений радиолокационных станций. Решена задача повышения точности радиолокационных измерений дальности и угла места за счёт компенсации систематических погрешностей. Построены математические модели систематических погрешностей измерений в виде полиномиальных уравнений второй и третей степени для случая прямолинейного движения летательного аппарата. На основе анализа решений указанных уравнений с использованием математического моделирования синтезированы алгоритмы компенсации систематических погрешностей радиолокационных измерений дальности и угла места. Представлены рекомендации и ограничения применения предложенных алгоритмов. Результаты исследования будут полезны при калибровке радиолокационных станций.

Исследованы технические аспекты построения приборов для измерения влажности зерна и продуктов агропромышленного комплекса. Обоснована необходимость разработки первичных измерительных преобразователей влажности. Рассмотрен диэлькометрический метод определения влажности, основанный на зависимости диэлектрической проницаемости контролируемого материала от его влажности. Изучены зависимости, связывающие электрофизические параметры материалов с влажностью и неинформативными параметрами материалов. Представлена структурная схема высокочастотного влагомера, принцип работы которого базируется на диэлькометрическом методе измерения влажности материалов. Для контроля влажности зерна разработан опытный образец прибора, в состав которого входит первичный измерительный преобразователь в виде двухсвязной системы с двумя входными параметрами (выходные сигналы датчика влажности) и активной составляющей выходного сигнала. Предложенный высокочастотный влагомер можно применять для измерения влажности зерна и зернопродуктов в промышленных и лабораторных условиях.