SIGMA-NOT - PORTAL INFORMACJI TECHNICZNEJ - Największa baza artykułów technicznych online

Elektronika, Energetyka, Elektrotechnika
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY
Zeszyt 2016-11

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY

Miesięcznik ISSN 0033-2097, e-ISSN 2449-9544 - rok powstania: 1919
Czasopismo Stowarzyszenia Elektryków Polskich (SEP)

Zeszyt 2016-11

kup! (PDF) - 59.41 zł »

Dostęp do Wirtualnej Czytelni - archiwalne e-zeszyty czasopisma

kup! - 12h za 73.80 zł »

kup! - 4h za 43.05 zł »

kup! - 1h za 24.60 zł »

The electrode inspection in integrated manufacturing system DOI:10.15199/48.2016.11.01

Halina NIECIĄG Rafał KUDELSKI Krzysztof ZAGÓRSKI

The article describes Robotic Transport System Flexible Manufacturing System, which is working in the Research Center IMIR in AGH University of Science and Technology. The system includes a EDM electrical discharge machine, System 3R's pallet clamping tools and material and CMM, i. e. a coordinate measuring machine. The results of measurement of dimensions and form deviations of the electrodes using CMM are used among other to calculate the machine offsets in order to correct the positioning of the tool relative to technological bases. Streszczenie. W artykule opisano Zrobotyzowany System Transportu Międzystanowiskowego Elastycznego Systemu Wytwarzania, który pracuje w Centrum Obsługi Badań Naukowych i Dydaktyki WIMIR w Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie H. W skład systemu wchodzi eletrodrążarka, system mocowania paletowego firmy 3R narzędzia i materiału oraz współrzędnościowa maszyna pomiarowa. Wyniki pomiaru parametrów wymiarowo-kształtowych elektrod w cyklu pracy systemu, pozwalają m. in. na obliczenie offsetów elektrodrążarki i korektę pozycjonowanie narzędzia względem baz technologicznych. (Kontrola elektrod w Zintegrowanym Systemie Wytwarzania). Keywords: Coordinate technique, integrated manufacturing systems. Słowa kluczowe: Technika współrzędnościowa, zintegrowane systemy wytwarzania. Introduction EDM (Electrical Discharge Machining) is a process of removing layers of material from the machined surface due to the phenomena of electrical discharges between the workpiece and the material of the working electrode which are immersed in the dielectric fluid. During the EDM process the forming is made by mapping the shape of the electrode in the workpiece material. During the loss of workpiece material, the working surfaces of the electrode are subjected to simultaneous erosion. Other phenomena, such as the effect of thermal processes and dielectric impact are causing swelling and the formation of accretions, resulting in furth więcej » Czytaj za darmo! »

A voltage divider with autocalibration - a review of structures DOI:10.15199/48.2016.11.02

Jerzy NABIELEC Andrzej WETULA

This article presents a method of autocalibrating a voltage divider and the measurement properties of systems in which it is realised in the active, passive and compensating versions. Autocalibration refers to the ability of a measurement system to determine its parameters where and when it is operating, using an unknown measured signal as the only activation of the procedure. Streszczenie. Artykuł przestawia metodę autokalibracji dzielnika napięcia oraz właściwości metrologiczne układów ją realizujących w wersjach: aktywnej, pasywnej oraz kompensacyjnej. Przez autokalibrację określa się zdolność układu pomiarowego do wyznaczania swoich parametrów w miejscu i w trakcie pracy przy wykorzystaniu nieznanego mierzonego sygnału jako jedynego pobudzenia procedury. (Dzielnik napięcia z autokalibracją - przegląd struktur). Keywords: voltage divider, autocalibration, harmonics, "blind method". Słowa kluczowe: dzielnik, autokalibracja, harmoniczne, metoda "w ciemno". Introduction All activities in traditional Metrology consist of using measurement standards and methods of comparing the measured value to the value of the standard. Modern Metrology aims at reconstructing the standard value of a physical variable at any time and place while relaxing the requirements concerning the impact of environmental factors on the whole procedure. In power grids, it is necessary to use a conditioning system to reduce the range of measured voltages from up to several hundred kV to values supported by contemporary A/D converters, i.e. ±10V DC. This is usually done using voltage transformers , capacitive, resistive or inductive dividers. Their metrological parameters, and in particular the k division ratio, are sensitive to environmental factors, ageing, the load type and value. What is more important, it is generally assumed that the ratio k is a real number, while if there are numerous harmonics in the measured voltage, the ratio should be defined as więcej » Czytaj za darmo! »

A voltage divider with autocalibration - a version with single compensation DOI:10.15199/48.2016.11.03

Jerzy NABIELEC Andrzej WETULA

This paper presents the results of experimental and simulation studies of a divider with the autocalibration functionality, a version with single compensation when the voltage is lowered to 230 Vrms. Based on the results of simulation studies for the standard voltage of a 15 kVrms distribution line, design recommendations for a divider for this voltage were formulated. Streszczenie. Przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych oraz symulacyjnych dzielnika z funkcjonalnością autokalibracji w wersji z pojedynczą kompensacją przy obniżonym napięciu do 230Vrms. Na bazie wyników badań symulacyjnych dla standardowego napięcia linii dystrybucyjnej 15kVrms sformułowano zalecenia konstrukcyjne dzielnika dla tego napięcia. (Dzielnik napięcia z autokalibracją - wersja z pojedynczą kompensacją). Keywords: voltage divider, autocalibration, compensation, harmonics. Słowa kluczowe: dzielnik napięcia, autokalibracja, kompensacja, harmoniczne. Introduction Paper [1] presents 5 structures of systems that implement an innovative method of measuring high voltage. Its most important feature is the autoidentification of the voltage conditioning circuit which supports autocalibration. This is understood as determining the measurement characteristics of the divider where and when it is operating, using an unknown measured signal as the only activation of the procedure. The division ratio of such a divider should be treated as a complex number, and not a real one. This approach allows both the amplitude and phase characteristics of the voltage conditioning circuit to be determined. These characteristics may differ depending on the frequency of the signal measured. This paper verifies one structure of the measurement systems implementing the method of autocalibrating the voltage conditioning circuit, which is significantly different from the remaining ones. The latter make use of a relationship in the form of a fraction whose denominator is the differenc więcej » Czytaj za darmo! »

An efficient method for analyzing measurement results on the example of thyroid ultrasound images DOI:10.15199/48.2016.11.04

Zbigniew OMIOTEK Waldemar WÓJCIK

The paper presents a method which supports the choice of the clustering procedure and makes it possible to select parameters for most important steps in this process. This method was presented on the example of thyroid ultrasound images belonging to healthy individuals and patients suffering from Hashimoto's thyroiditis. 11 360 variants of clustering procedure were analyzed and optimal parameters for 4 different forms of data set have been chosen. Streszczenie. W pracy zaprezentowano metodę, która wspomaga wybór procedury grupowania obiektów i pozwala określić parametry dla najważniejszych etapów tego procesu. Działanie tej metody pokazano na przykładzie obrazów USG tarczycy należących do osób zdrowych i chorych na chorobę Hashimoto. Metoda pozwoliła przeanalizować 11 360 wariantów procedury grupowania i wybrać optymalne parametry dla czterech różnych postaci zbioru danych. (Wydajna metoda analizy wyników pomiarów na przykładzie badań USG). Keywords: cluster analysis, clustering procedure, clustering validation, clusterSim. Słowa kluczowe: analiza skupień, procedura grupowania, ocena grupowania, clusterSim. Introduction In many areas of science and technology, measurement results are subsequently used to build a computer recognition system. Depending on the response of such a system for the given input object, we can talk that the system executes a supervised classification, regression or clustering task. We can distinguish 7 steps in a typical grouping procedure: selection of objects and variables, decisions concerning variable normalization formula, selection of a distance measure, selection of clustering method, determining the number of clusters, clustering validation, groups description and profiling. Critical stages are decisions concerning variables normalization formula, selection of a distance measure, selection of clustering method, and determining the number of clusters. These steps are largely arbitrary [1]. Depending o więcej » Czytaj za darmo! »

A method of self-testing of an analog circuit terminated by an ADC in electronic embedded systems controlled by microcontrollers DOI:10.15199/48.2016.11.05

Zbigniew CZAJA

A new self-testing method of analog parts terminated by an ADC in electronic embedded systems controlled by microcontrollers is presented. It is based on a new fault diagnosis method based on on-line (i.e. during measurement), transformations of voltage samples of the time response of a tested part to a square pulse - onto localization curves placed in the measurement space. The method can be used for fault detection and single soft fault localization. Streszczenie. Przedstawiono nową metodę samotestowania toru analogowego zakończonego przetwornikiem A/C w elektronicznych systemach wbudowanych sterowanych mikrokontrolerami. Bazuje ona na nowej metodzie diagnostycznej opartej na przekształceniach transformujących na bieżąco, tj. w trakcie pomiarów, próbki odpowiedzi czasowej badanej części analogowej na pobudzenie impulsem prostokątnym na krzywe lokalizacyjne w przestrzeni pomiarowej. Metoda ta pozwala na detekcję i lokalizację pojedynczych uszkodzeń parametrycznych w układach analogowych (Metoda samotestowania toru analogowego zakończonego przetwornikiem A/C w elektronicznych systemach wbudowanych sterowanych mikrokontrolerami). Keywords: self-testing, microcontrollers, Analog to Digital Converters. Słowa kluczowe: samotestowanie, mikrokontrolery, przetworniki analogowo-cyfrowe. Introduction An important group of electronic embedded systems, used among others in metrology and automation, are mixed-signal electronic microsystems. Mainly, but not only, they are more often smart sensors, which are components of wireless telemetry systems. These devices consist of a digital part responsible for the control, data processing and communication between the sensors, most often based on a microcontroller, and an analog part - an analog circuit - used for conditioning input signals, for example coming from the sensors, i.e. the amplification, filtering and adjusting these signals as required by the analog-to-digital conversion. An important f więcej » Czytaj za darmo! »

A testing method of analog parts of mixed-signal electronic systems equipped with the IEEE1149.1 test bus DOI:10.15199/48.2016.11.06

Zbigniew CZAJA Bogdan BARTOSIŃSKI

A new solution of the JTAG BIST for testing analog circuits in mixed-signal electronic microsystems controlled by microcontrollers and equipped with the IEEE1149.1 bus is presented. It is based on a new fault diagnosis method in which an analog circuit is stimulated by a buffered signal from the TMS line, and the time response of the circuit to this signal is sampled by the ADC equipped with the JTAG. The method can be used for fault detection and single soft fault localization in an analog tested circuit (A testing method of analog parts of mixed-signal electronic systems equipped with the IEEE1149.1 test bus). Streszczenie. Przedstawiono nowe rozwiązanie testera JTAG BIST przeznaczonego do testowania torów analogowych w mieszanych sygnałowo mikrosystemach elektronicznych sterowanych mikrokontrolerami i wyposażonych w magistralę testującą IEEE1149.1 (JTAG). Bazuje ona na nowej metodzie diagnostycznej, w której tor analogowy pobudzany jest buforowanym sygnałem z linii TMS, a odpowiedź czasowa tego toru na ten sygnał jest próbkowana przez przetwornik A/C wyposażony w interfejs JTAG. Metoda ta pozwala na detekcję i lokalizację pojedynczych uszkodzeń parametrycznych w analogowym układzie badanym (Metoda testowania części analogowych analogowo-cyfrowych systemów elektronicznych wyposażonych w magistralę testującą IEEE1149.1). Keywords: IEEE1149.1 test bus, fault diagnosis, microcontrollers, analog circuits. Słowa kluczowe: magistrala IEEE1149.1, diagnostyka uszkodzeń, mikrokontrolery, układy analogowe. Introduction The IEEE 1149.1 standard (JTAG) [1] is recently a commonly used standard for testing digital circuits, packets and systems. That is the reason of implementing the JTAG test bus in more and more nowadays manufactured medium- and large-scale integrated digital circuit. The test bus versatility makes it useful not only for testing, but also for programming and debugging e.g. FPGA and CPLD circuits, as well as microcontrollers. Thus więcej » Czytaj za darmo! »

The measurement of input power of power supply in network disturbed by low frequency distortions DOI:10.15199/48.2016.11.07

Stanisław GALLA Arkadiusz SZEWCZYK

In the paper authors present results of observation of input power changes versus harmonics amplitude in supply voltage of low-power power supply device. In the study, the electrical measurements supported with thermal imaging were used. The input circuit elements of studied device responsible for input power increase are pointed. Streszczenie. W artykule przedstawiono wyniki pomiarów zmian mocy wejściowej pobieranej z sieci zasilającej przez zasilacz małej mocy w funkcji harmonicznych napięcia zasilającego. Wytypowano elementy obwodu wejściowego badanego urządzenia odpowiedzialne za zwiększenie poboru mocy przy zasilaniu napięciem silnie zniekształconym. W badaniach oprócz pomiarów elektrycznych wykorzystano również obrazowanie termograficzne. (Pomiar parametrów mocy wejściowej zasilacza zasilanego przez napięcia odkształcone zaburzeniami niskich częstotliwości). Keywords: power supply, distortions, measurements. Słowa kluczowe: zasilacze, zaburzenia, pomiary. Introduction Main parameters that describe electronic equipment declared by producer are, among of others, supply voltage, current consumption, working frequency and efficiency. Producer by declaring values of parameters guarantees that in standard working conditions their values will be in specified range. For equipment intended for domestic use, values of those parameters are determined for standard supply conditions, that means the supply voltage is sinusoidal with specified frequency and amplitude (RMS value). However, in real supply nets the voltage is disturbed by low and high frequency components, what was described e.g. in [1, 2, 3, 4]. For low frequency range, the one of parameters that describes the quality of supply voltage is total harmonics distortion ( więcej » Czytaj za darmo! »

The measurement system for analyzing heart sounds with ECG reference signal DOI:10.15199/48.2016.11.08

Wojciech LEJKOWSKI Andrzej P. DOBROWOLSKI Robert OLSZEWSKI

This article present the problem of measurement and analysis heart sounds, and designed the measuring system for recording and analyzing heart sounds and murmurs to isolate specific factors, that allow in future to differentiate specific cases of heart disease. This text presents the issue of listening the heart beat and murmurs in the non-acoustic band in the context of physiological and pathological processes occurring in the human body, and the imperfections of human hearing. Streszczenie. W artykule przedstawiono problematykę pomiarów i analizy dźwięków serca oraz wykonany system pomiarowy służący do rejestracji i analizy tonów i szmerów serca w celu wyodrębnienia cech dystynktywnych pozwalających w dalszej perspektywie na różnicowanie określonych przypadków chorobowych. Przedstawiono problematykę odsłuchu tonów i szmerów serca w zakresie niskich częstotliwości w kontekście procesów fizjologicznych i patologicznych zachodzących w organizmie ludzkim oraz niedoskonałości ludzkiego słuchu. (System pomiarowy do analizy tonów serca z referencyjnym sygnałem EKG). Keywords: phonocardiography, electrocardiography, medical metrology, heart sounds Słowa kluczowe: fonokardiografia, elektrokardiografia, metrologia medyczna, tony serca Introduction According to the statistics of the World Health Organization [1], one of the most common causes of death are diseases of the cardiovascular system, which are also reason of massive disability in population. The presence of these is closely associated with cigarette smoking, unhealthy diet, physical inactivity and psychosocial stress [2]. Therefore, it is very important early detection of heart disease, which may help to reduce the high levels of mortality. An important step in medical research is the examination of cardiac auscultation, on the basis of which can be detected physiological auscultatory phenomena, such as the first and second heart sound and murmurs (accidental and incorrect). Subseq więcej » Czytaj za darmo! »

A concept of measurement system based on the Z-Wave standard DOI:10.15199/48.2016.11.09

Michał KOWALEWSKI

Abstract. In the paper a new concept of measurement system based on the Z-Wave standard is presented. This standard is dedicated to use mainly in home automation systems, but its properties enable to use it in dispersed measurement systems and support wireless communication between measurement nodes in a mesh-type network. In the paper basic metrological aspects of the Z-Wave standard and an example of impedance measurement system are discussed. Streszczenie. W artykule zaprezentowano koncepcję systemu pomiarowego bazującego na standardzie Z-Wave. Standard ten dedykowany jest głównie do zastosowań w systemach automatyki domowej, posiada jednak właściwości pozwalające na wykorzystanie w rozproszonych systemach pomiarowych, umożliwiając bezprzewodową transmisję danych pomiędzy modułami pomiarowymi w sieci o strukturze typu mesh. W artykule omówione zostały podstawowe właściwości metrologiczne standardu Z-Wave oraz struktura przykładowego systemu do pomiaru impedancji. (Koncepcja systemu pomiarowego opartego na standardzie Z-Wave). Keywords: home automation systems, Z-Wave standard, impedance spectroscopy. Słowa kluczowe: systemy automatyki domowej, standard Z-Wave, spektroskopia impedancyjna. Introduction In a few recent years one can observe a growing interest in home automation systems based on the wireless data transmission standards (X10, ZigBee, Z-Wave, EnOcean, INSTEON) [1]. Among existing solutions the most widespread is the Z-Wave standard [2]. Typically, this standard is applied in remote monitoring and controlling devices in residential buildings. It can also be used in dispersed systems for remote measurement of different parameters, e.g.: in energy meters [3], or in impedance spectroscopy of objects either of considerable dimensions or installed in hard to access locations (bridges, poles) [4,5]. There are three major factors that predestine using the Z-Wave standard in dispersed measurement systems: the transmission rang więcej » Czytaj za darmo! »

Measurement subsystem for evaluation of local atomic clocks quality DOI:10.15199/48.2016.11.10

Ryszard SZPLET Zbigniew JACHNA Krzysztof RÓŻYC Paweł KWIATKOWSKI

We present the design, implementation and test results of a new measurement system for continuous evaluation of atomic clocks quality and selection of the best one as a local reference clock that operation is coordinated with the governmental time scale created in National Metrology Institute. The described system is developed as a part of the project called Legal Time Distribution System performed within European program EUREKA. Streszczenie. W artykule opisane są projekt, sposób realizacji oraz wyniki badań eksperymentalnych systemu pomiarowego do ciągłej ewaluacji jakości atomowych źródeł zegarowych i wyboru źródła referencyjnego, którego działanie jest koordynowane z urzędową skalą czasu. Opisany system został opracowany jako część projektu System Dystrybucji Czasu Urzędowego realizowanego w ramach europejskiego programu EUREKA. (Podsystem pomiarowy do weryfikacji parametrów lokalnych atomowych źródeł sygnału zegarowego) Keywords: precise time metrology, time and frequency distribution, time-to-digital converters, programmable devices. Słowa kluczowe: precyzyjna metrologia czasu, dystrybucja czasu i częstotliwości, przetworniki czasowo-cyfrowe, układy programowalne. Introduction Dynamic development of information society requires still more and more precise synchronization of communication systems, financial processes, electronic signatures, traffic management systems, etc. Many operations within areas mentioned above have to be performed based on certified time scale, created and made available to users by National Metrology Institutes (NMIs), for example by Central Office of Measures (Główny Urząd Miar) in Poland. In order to provide access of any institution, or even individual user, to legal and highly precise time scale a unique Legal Time Distribution System (LTDS) is being developed within the European program Eureka. In this article we present a novel measurement subsystem for permanent evaluation of local clock sources q więcej » Czytaj za darmo! »

Facial landmarks localization using binary pattern analysis DOI:10.15199/48.2016.11.11

Michał OCHOCKI Dariusz SAWICKI

In the paper an algorithm for localization of the facial landmarks is presented. A preliminary analysis in the form of identifying regions of interest has been used. In this analysis each region corresponds to a different color space. The accuracy of the algorithm was verified using the Stimuli database of face images. The proposed algorithm can locate basic 21 landmarks with a very good average accuracy of 95.62%. This result ranks it among the best algorithms published between 2005 and 2015. Streszczenie. W artykule przedstawiono algorytm lokalizacji punktów charakterystycznych twarzy. Zastosowano wstępną analizę w postaci wyodrębnienia obszarów zainteresowań. Przy czym dla różnych obszarów wykorzystano różne przestrzenie barw. Dokładność algorytmu zweryfikowano wykorzystując bazę Stimuli zdjęć twarzy. Opracowany algorytm pozwala lokalizować 21 podstawowych punktów z bardzo dobrą średnią skutecznością na poziomie 95.62%. Wynik ten plasuje zaproponowany algorytm wśród najlepszych rozwiązań opublikowanych w latach 2005-2015. Algorytm lokalizacji punktów charakterystycznych twarzy Keywords: analysis of face geometry, facial landmarks localization, face texture, color spaces. Słowa kluczowe: analiza geometrii twarzy, identyfikacja punktów charakterystycznych twarzy, tekstura twarzy, przestrzenie barw. Introduction A face detection and identification are the basic skills in a human interaction. Since childhood, we verify the identity and recognize emotions on the basis of interpretation of the face position, their shape and appearance. For people, the analysis of the face, is a basic and natural ability. However, automatic recognition of facial features is a big challenge for digital image analysis. This is an important task in many systems concerning face image processing [1, 2]. It emphasizes the importance of the problem. Detection of characteristic points (landmarks) in a face image is a position analysis of the elements of a very c więcej » Czytaj za darmo! »

System of breath collection and analysis for diseases detection DOI:10.15199/48.2016.11.12

Tomasz CHLUDZIŃSKI Janusz SMULKO

Collection and study of composition of the exhaled air is now intensively investigated to develop non-invasive medical diagnostics based on presence of metabolic compounds in the exhaled air. The process of collecting and processing of the exhaled air must fulfill relevant conditions to achieve satisfactory results. The paper presents the system of collecting samples of exhaled breath and the proposed methods of its analysis, using resistive gas sensors. Streszczenie. Zbieranie oraz badanie składu wydychanego powietrza jest obecnie intensywnie rozwijaną nieinwazyjną metodą diagnostyki medycznej na podstawie występowania związków metabolicznych w wydychanym powietrzu. Proces zbierania i przetwarzania wydychanego powietrza musi spełniać odpowiednie warunki, aby uzyskać zadowalające rezultaty. W pracy przedstawiono rozwiązanie systemu zbierania próbek wydychanego powietrza oraz proponowane metody jego analizy, z wykorzystaniem rezystancyjnych czujników gazów. (System pobierania i analizy wydychanego powietrza w procesie rozpoznawania chorób). Keywords: resistive gas sensors, noise, analysis of random signals, detection of diseases. Słowa kluczowe: rezystancyjne czujniki gazów, szumy, analiza sygnałów losowych, detekcja chorób. Introduction Non-invasive methods of monitoring health of patients and screening for detection of various diseases is very attractive for non-invasive medical diagnostics [1, 2]. This is particularly important because the proposed methods are relatively cheap and assure fast diagnosis, even at the cost of limited precision. The paper presents in detail how to collect samples of exhaled breath for further analysis and the concept of the prepared laboratory measurement system, using relatively inexpensive resistive gas sensors, based on functionalized gold nanoparticles with organic compounds. The proposed sensors can be selective and can detect some of organic substances emitted by the human body as a result of me więcej » Czytaj za darmo! »

Electrocardiographic signals Wavelet Transform - identification and classification properties DOI:10.15199/48.2016.11.13

Adam JÓŚKO

Praca niniejsza dotyczy badań przeprowadzonych w zakresie analizy sygnałów elektrokardiograficznych (EKG). Można by odnieść wrażenie, że natura WT prowadzi do redundantnego charakteru otrzymywanych wyników, okupionych relatywnie większą złożonością obliczeniową. Jednakże właśnie specyfika przekształceń falkowych pozwala na osiągnięcie bardzo dobrych wyników analiz zapisów EKG, co więcej nie tylko w zakresie zdolności lokalizacji, ale i identyfikacji. W pracy Autor przedstawia wyniki analizy falkowej sygnałów EKG, wraz z propozycją nieskomplikowanej metody do podstawowej klasyfikacji zespołów QRS (Transformacje falkowe sygnałów elektrokardiograficznych - własności identyfikacyjne i klasyfikacyjne). Abstract. The paper concerns the research on wavelet transform and its power capabilities in the field of electrocardiographic (ECG) signals. One can experience that the nature of Wavelet Transform (WT) and especially Continuous Wavelet transform (CWT) leads directly to the redundancy in the outcome set. What is more it is additionally occupied by the relatively increased computation complexity. Generally it cannot be regarded as disadvantage. This said outcome redundancy and what is more important, wavelet specific form of the results, makes the WT suitable tool not only in the field of ECG signal identification but additionally in the classification purposes. In the paper Author presents the research outcomes of WT ECG signal analysis with a concept of a simple method for general classification of QRS complexes. Słowa kluczowe: (dyskretna) transformacja falkowa, analiza zapisów elektrokardiograficznych (EKG), lokalizacja zespołów QRS, klasyfikacja zaburzeń rytmu serca. Keywords: Dyadic Wavelet Transform (DWT), electrocardiographic (ECG) signal analysis, QRS complex identification, arrhythmia classification. Introduction The results presented here in the paper summarise the Author’s research on QRS complex identification and additionally więcej » Czytaj za darmo! »

Investigations of real conditions properties of the biomedical electrodes with integrated electrode contact quality monitoring system for recording electrocardiographic signals DOI:10.15199/48.2016.11.14

Zbigniew MARSZALEK Waclaw GAWEDZKI

The results of investigations of the metrological properties of the system of 4 biomedical electrodes with the continuous control of the contact quality, are presented in the hereby paper. Investigations were performed under real conditions of measuring the electrocardiographic signals of humans, at the application of the typical ECG instrumentation. Due to the performed experiments the conformity of the electrocardiographic signals obtained by means of the standard gel electrodes glued to the body and the ones obtained by means of the electrodes with continuous control of the contact quality, was confirmed. Streszczenie. W artykule przedstawiono wyniki badań właściwości metrologicznych układu 4 elektrod do pomiaru sygnałów elektrokardiograficznych człowieka z ciągłą kontrolą stanu kontaktu, przy wykorzystaniu typowej aparatury EKG. Potwierdzono zgodność zapisów sygnałów EKG wykonanych za pomocą standardowych elektrod żelowych przyklejanych do ciała oraz przy zastosowaniu elektrod z ciągłą kontrolą stanu kontaktu. (Badania właściwości układu elektrod biomedycznych z ciągłą kontrolą stanu kontaktu w rzeczywistych warunkach rejestracji sygnałów elektrokardiograficznych). Keywords: biomedical electrode, contact quality, electrode-to-skin, impedance, ECG signals. Słowa kluczowe: elektroda biomedyczna, stan kontaktu, elektroda-skóra, impedancja, sygnały EKG. Introduction Very important and often applied electrodiagnostic examination is the electrocardiograph of heart operations (ECG). The proper recording of electrocardiographic signals requires ensuring the adequate contact of electrodes with the patient skin [1-3]. Biomedical electrodes are the interface for bioelectric signals between the patient skin and the measuring system. At the electrode contact with the skin the conductance change from ionic into electron occurs (contact between metal and electrolyte), which is accompanied by complicated physical and chemical processes [1, 4]. T więcej » Czytaj za darmo! »

Mechanisms of electric arc detection based on current waveform spectrum and incremental decomposition analysis DOI:10.15199/48.2016.11.15

Michał DOŁĘGOWSKI Mirosław SZMAJDA

This paper presents two methods that enable arc detection, these are frequency analysis FFT and incremental decomposition of current increase in time. Both methods enable arc detection and provide additional information as compared to currently existing commercial solutions. Streszczenie. W artykule zaprezentowano dwie metody umożliwiające wykrywanie występowania łuku elektrycznego: analizę częstotliwościową FFT oraz metodę badania rozkładu przyrostów prądu w czasie. Obydwie metody umożliwiają detekcję łuku oraz dostarczają dodatkowych informacji w stosunku do istniejących obecnie rozwiązań komercyjnych. (Metody detekcji łuku elektrycznego w oparciu o analizę widmową oraz przyrostową przebiegu prądowego). Keywords: electric arc, signal processing, spectrum analysis, incremental decomposition. Słowa kluczowe: łuk elektryczny, przetwarzanie sygnałów, analiza widmowa, analiza przyrostowa. Introduction Formation of electric arc is a highly disadvantageous phenomenon that appears increasingly in electric installations. This phenomenon can occur in both the renewable energy installations [1÷5] and in the railway electric traction [6÷9]. The negative effects of electric arc can be experienced in households, where micro-power photovoltaic or wind energy systems have been used, as well as in industrial power systems [10÷16]. On the basis of the above, it can be concluded that the scale of this phenomenon is very extensive. In order to protect electrical installations from occurrence of electric arc, methods based on detection of sudden voltage drop and light-emission of electric arc are currently applied. Further, research is being carried out into current waveforms spectral analysis [17], which provides additional information on the load nature and the distortion degree of nonlinear receivers’ network. Some kind of analyses might be taken from power quality measuring methodology [18]. In addition, studies are conducted into altern więcej » Czytaj za darmo! »

Konstrukcja węzła bezprzewodowej sieci czujnikowej wykorzystującego Energy Harvesting DOI:10.15199/48.2016.11.16

Bogdan DZIADAK Lukasz MAKOWSKI Andrzej MICHALSKI

W artykule przedstawione są założenia oraz wyniki prac, dotyczące budowy energetycznie autonomicznego węzła pomiarowego bezprzewodowej sieci czujnikowej. Elementem centralnym węzła jest mikrokontroler MSP430 cechujący się bardzo niskim zużyciem energii modem radiowy pracujący w paśmie 2,4 GHz oraz blok energetyczny składający się z ogniw fotowoltaicznych oraz termogeneratora TEG wraz z układem zarządzani i magazynowania energii oraz blok sensorów konfigurowalny w zależności od potrzeb. W trybie przesłania informacji pomiarowej raz na minutę węzeł potrzebuje 40 mJ energii co jest możliwe do zgromadzenia w ciągu 57 sekund przy zastosowaniu amorficznego panelu solarnego o wymiarach 3050 mm pracującego w warunkach oświetlenia na poziomie 900 lux. Abstract. Outline of construction of new, autonomous wireless sensor node is presented in this paper. Central point of the node is built around MSP430FR microcontroller that is characterised with extremely low energy consumption. Additional elements of the node are radio communication module working in 2.4 GHz band, power supply section consisting of photovoltaic panels and thermoelectric generator with necessary regulators and sensors block configured due to specific needs. During typical measurement process node need 40 mJ per minute, what can be obtained per 57 seconds, using amorphous solar panel 3050 mm operating on 900 lux insulation (Construction of wireless sensor node utilizing energy harvesting). Słowa kluczowe: WSN, sieci bezprzewodowe, rozproszone systemy pomiarowe. Keywords: WSN sensor networks, energy harvesting. Wstęp Bezprzewodowe sieci czujnikowe pozwalają na obserwowanie różnych wielkości pomiarowych na obszarach zróżnicowanych pod względem wielkości, zaludnienia, czy wyposażenia w infrastrukturę techniczną. Wykorzystując definicje przedstawione w pracy Hacia [1] i Dulmana [2] można powiedzieć, że bezprzewodowa sieć czujnikowa to sieć składająca się z węzłów pomia więcej » Czytaj za darmo! »

Decomposition of mechanical vibration signals - the Hilbert- Huang Transform in the time domain and the Fourier Transform in the frequency domain DOI:10.15199/48.2016.11.17

Waclaw GAWEDZKI

The investigation results concerning comparisons of effects of the application of the Hilbert-Huang Transform (HHT), Fourier Transform (FT) and Short Time Fourier Transform (STFT) for the vibration signals decomposition, are presented in this paper. The record of the vibration accelerations signals of the electric torque tool was applied in investigations. It was shown that the FT transform, often applied in practice for vibration signals analysis can provide uncertain or erroneous information. Thus, it requires verifications by means of other methods, e.g. STFT or HHT. Streszczenie. W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczących porównania skutków zastosowania do dekompozycji sygnałów drgań transformacji Hilberta Huanga HHT, Fouriera FT oraz krótko-czasowej transformacji Fouriera STFT (Short Time Fourier Transform). Do badań wykorzystano zapis przykładowych sygnałów przyspieszeń drgań zakrętarki elektromechanicznej. (Dekompozycja sygnałów drgań mechanicznych - transformacja Hilberta-Huanga HHT w dziedzinie czasu a transformacja Fouriera w dziedzinie częstotliwości). Keywords: signals decomposition, vibration signals, Hilbert transform, HHT Huang-Hilbert transform, Fourier transform. Słowa kluczowe: dekompozycja sygnałów, sygnały drgań, transformacja Hilberta, transformacja Huanga HHT, transformacja Fouriera. Introduction The research scope related to mechanical vibrations analysis is very wide. Vibration signals decomposition is one of its essential branches. It concerns quantitative assessments, performed by mathematical methods, of phenomena occurring in mechanical objects. One of the often applied in practice mathematical method is the frequency analysis with using either the Fourier transform (FT) or short-time Fourier transform (STFT) [1]. They allow, among others, determinations of the amplitudes decomposition of sinusoidal components of vibration signals for frequency values occurring in the analysed signal. Resonance prop więcej » Czytaj za darmo! »

Presentation harmonics distortion of power waveforms signals DOI:10.15199/48.2016.11.18

Małgorzata ZYGARLICKA Jarosław ZYGARLICKI

The paper presents a new proposal for the presentation of the harmonic distortion of the power signals. The proposed method uses a simplified method of harmonic analysis - five ordinates method by which a transient characteristics of the power grid is represented. The article presents sample analysis of real-life power signals. Streszczenie. Artykuł przedstawia nową propozycję prezentacji zniekształceń harmonicznych dla sygnałów elektroenergetycznych. Proponowany sposób wykorzystuje uproszczoną metodę analizy harmonicznych - metodę pięciu rzędnych, dzięki której odtwarzana jest charakterystyka przejściowa układu czwórnika reprezentującego badaną sieć elektroenergetyczną. W artykule zmieszczono przykładowe analizy rzeczywistych sygnałów elektroenergetycznych. (Sposób prezentacji zniekształceń harmonicznych sygnałów elektroenergetycznych). Keywords: power quality, signal analysis, signal processing, harmonics Słowa kluczowe: jakość energii elektrycznej, analiza sygnałów, przetwarzanie sygnałów, harmoniczne Introduction Harmonic distortion of electrical signal is one of the basic parameters to describe the quality of electric energy. An analysis of harmonic distortion levels enables to specify the causes of states that occur in the power supply network and cause malfunction of connected appliances. Harmonic distortion in the power grid is caused by appliances with non-linear characteristics of power consumption. The proposed method of presenting harmonic distortion enables to identify the sources of distortion by observing transient characteristics, as reconstructed on the basis of the harmonic distortion, of więcej » Czytaj za darmo! »

Finding the distance to the object using the method of spatial-temporal framing DOI:10.15199/48.2016.11.19

Marek PISZCZEK

Range Gated Imaging cameras require to define of the image range. In the absence of the information about the location of objects, the choice of camera parameters can be very time consuming. Proposed new approach - it is a two-step procedure using the properties of spatialtemporal framing method, which can significantly reduce this time. An additional benefit may be the ability of the camera to work independently. The camera can be used for simultaneous positioning of many objects in geographical coordinates. Streszczenie. Kamery Range Gated Imaging wymagają definiowania zasięgu obrazowania. Przy braku informacji o położeniu obiektów dobór parametrów kamery może być bardzo czasochłonny. Zaproponowano nowe podejście - jest nim dwuetapowa procedura wykorzystująca właściwości metody kadrowania przestrzenno-czasowego, która może istotnie skrócić ten czas. Dodatkową korzyścią może być zdolność kamery do samodzielnej pracy. Kamerę taką można wykorzystać do jednoczesnego pozycjonowania wielu obiektów we współrzędnych geograficznych. (Wyznaczanie odległości do obiektu z użyciem metody kadrowania przestrzenno-czasowego). Keywords: active imaging, image auto-segmentation, distance measurement. Słowa kluczowe: aktywne obrazowanie, auto-segmentacja obrazu, pomiar odległości. Introduction The introduction of a semiconductor camera in the second half of the twentieth century has revolutionized the research and development of many branches of industry and the services sector. According to the common opinion the image supplied by the camera is only a projection of three-dimensional space onto a plane. Thus, the information about the spatial relationships in comparison to the registration of objects on the image is lost. But, spatial information may be solved by using eg. photogrammetric analysis of images from two cameras. However, the vision information systems increasingly turn to advanced imaging techniques. RGB-D and ToF cameras can be included więcej » Czytaj za darmo! »

Positioning of objects for real-time application of virtual reality DOI:10.15199/48.2016.11.20

Marek PISZCZEK

Virtual Reality Applications that run in real time, often require to use of advanced measurement systems. Studies have shown that the application of hybrid solutions can be an alternative for dedicated but expensive Motion Capture systems. The article presents the preliminary results of investigations under the virtual environment uses for objects positioning industrial cameras and gyro sensors.. Streszczenie. Aplikacje wirtualnej rzeczywistości, które działają w czasie rzeczywistym często wymagają użycia zaawansowanych systemów pomiarowych. Badania pokazują, że stosowanie rozwiązań hybrydowych może być alternatywą dla dedykowanych ale kosztownych systemów Motion Capture. W artykule przedstawiono wstępne wyniki z prac nad środowiskiem wirtualnym wykorzystującym do pozycjonowania obiektów kamery przemysłowe z oświetlaczami oraz czujniki żyroskopowe. (Pozycjonowanie obiektów w czasie rzeczywistym dla zastosowań wirtualnej rzeczywistości). Keywords: image processing, positioning objects in 3D, virtual reality. Słowa kluczowe: przetwarzanie obrazów, pozycjonowanie obiektów w 3D, wirtualna rzeczywistość. Introduction Currently, more and more frequently we use modern methods of training of various professional groups. One of them are simulators using virtual reality environment. If the application requires "immersion" of trainee in the virtual environment [1] and interaction with the objects of the real world, it is necessary to use an appropriate measuring system. Such a system should allow for positioning of objects in 3D in real time with sufficient accuracy. Nowadays there are several methods to obtain spatial information for the application of virtual reality. First of all the choice of solution depends on the size of the modeled 3D scene and scope of activities performed by the trainee [2]. In the case of small-scale solutions, it is possible to use eg. RGB-D camera, gyro sensors. In situations when the trainee should move in space więcej » Czytaj za darmo! »

High precision ΔE effect measurement with the use of ultrasonic-wave-time-of-flight method DOI:10.15199/48.2016.11.21

Sławomir GRZELAK Leszek WYDŹGOWSKI Jarosław CZOKÓW Dariusz CHABERSKI Marek ZIELIŃSKI

The paper provides description of very accurate measurement method of ferromagnetic rod Young modulus variations (ΔE effect) as a function of the magnetic field. The Young’s modulus variations measurement principle is based on change of sound velocity. The high resolution time of flight of ultrasonic wave measurement was applied. High resolution as good as 15 ps TDC (Time to Digital Converter) implemented in FPGA (Field Programmable Gate Array) was used. This feature allows measuring ΔE with accuracy of about a few ppm. The measurement accuracy mainly depends on resolution of time of flight measurement and sound speed in the tested material. The analog front-end part which is responsible for the time location of the reflected ultrasonic wave is very important part of the measurement system. In the article the results of measurements for different samples made of carbon steel are described. Streszczenie. W artykule przedstawiono metodę pomiaru zmiany modułu Younga w pręcie ferromagnetycznym pod wpływem pola magnetycznego. Zastosowana metoda pomiaru zmiany modułu Younga polega na wysokorozdzielczym pomiarze czasu przelotu fali ultradźwiękowej. Zastosowano układ TDC (Time to Digital Converter) zaimplementowany w strukturze FPGA (Field Programmable Gate Array) o rozdzielczości rzędu 15 ps, co pozwala mierzyć zmianę modułu Younga z dokładnością kilku ppm. Uzyskiwana rozdzielczość pomiaru zależy głównie od rozdzielczości pomiaru czasu jak i od prędkości rozchodzenia się fali ultradźwiękowej w ośrodku. Ważnym elementem systemu pomiarowego jest analogowy układ do lokalizacji w czasie czoła odbitej fali ultradźwiękowej. Zaprezentowano również przykładowe wyniki pomiarów dla różnych gatunków stali węglowej. (Precyzyjny pomiar zmiany modułu Younga metodą czasu przelotu fali ultradźwiękowej). Keywords: Young’s modulus, ΔE effect, the time of flight measurement, ultrasound, FPGA. Słowa kluczowe: moduł Younga, ΔE efekt, pom więcej » Czytaj za darmo! »

The method of identification operating states of multi-state electrical devices with complex modes of operation DOI:10.15199/48.2016.11.22

Augustyn WÓJCIK Wiesław WINIECKI

This paper presents the method for detecting operating states of electrical appliances. Based on the sequence of transitions between the operating states the method allows to obtain information about the mode of operation of a particular device. The article describes the structure of the system applying the proposed method, discuss the stages of the system operation and presents the results. Streszczenie. Artykuł dotyczy opracowanej metody rozpoznawania stanów pracy odbiorników energii elektrycznej. Na podstawie sekwencji przejść między stanami metoda pozwala na uzyskanie informacji o programie pracy urządzenia. Przedstawiono strukturę systemu realizującego proponowaną metodę oraz opisano metodę działania jego części składowych, prezentując uzyskane wyniki. (Metoda rozpoznawania stanów pracy odbiorników energii elektrycznej o złożonych programach pracy). Keywords: NIALM, classification, multi-state devices (FSM), electric signal features. Słowa kluczowe: NIALM, klasyfikacja, urządzenia wielostanowe (FSM), parametry sygnałów elektrycznych. Introduction Statistical data from the last years shows an increase in electricity consumption in households. Moreover, among the different groups of energy consumers, households have the lowest rate of progress in saving energy in Poland [1]. European trends in the field of energy saving indicate that providing information on actual energy consumption motivates end-users to conscious and rational use of electricity. Each household involves dozens of electrical appliances with different nominal power which in different ways affect on the total energy consumption. Obtaining information on the operation of different devices may allow users to manage energy more efficiently [2]. The use of electricity meters for each device is not efficient and troublesome when new monitored devices are attached into the energy network [3]. An alternative approach to the electricity usage monitoring is NIALM - Non-i więcej » Czytaj za darmo! »

Estimation size of aerosol droplets produced by explosion DOI:10.15199/48.2016.11.23

Grzegorz ŚMIGIELSKI Roman DYGDAŁA Grzegorz SEREJKO Michał KACZOROWSKI

This paper presents methodology of droplet diameter measurement with a recorder designed to catch droplets from an aerosol jet produced by explosion. A substantial part of the paper is devoted to the problem of determination of the scaling coefficient allowing to recalculate the diameters of droplet traces left on the recorder’s glass plate into the diameters of droplets while in the air. In this context the methodology of determination of diameters of droplets in laboratory using diffraction images of the laser light beam scattered on the aerosol droplets is discussed. Streszczenie. W artykule przedstawiono metodologię pomiaru kropel aerozolu wodnego wytworzonego metodą wybuchową w zaprojektowanym rejestratorze. Znaczna część artykułu skupia się na określeniu współczynnika skali między kroplami schwytanymi przez rejestrator, a tymi będącymi w powietrzu tuż po wytworzeniu aerozolu. Określenie współczynnika skali wielkości kropel wykonano w laboratorium za pomocą lasera I analizy obrazów dyfrakcyjnych. (Wyznaczanie wielkości kropel aerozolu wodnego tworzonego metodą wybuchową). Keywords:. aerosol production, droplet size measurement, light scattering. Słowa kluczowe: aerozol wodny, pomiar wielkości kropel, rozpraszanie światła. Introduction The problem of measurement of the size of the aerosol droplets belongs to the broad class of metrological problems of size analysis of dispersed phase particles applicable in many branches of science and technology [1, 2, 3]. The explosive method of production of aerosol consists in detonating explosive charge placed inside a water capsule, which results in both fragmentation and acceleration of the aerosol medium [4, 5]. Measuring sizes of droplets produced by such method is difficult due to high pressure and high speed of droplets [4, 6, 7] and measurement of explosion-produced droplet sizes may be executed with an apparatus called droplet trap-box or droplet recorder [6, 7]. The water ae więcej » Czytaj za darmo! »

Application of Matlab for automatic reading of analogue measuring instruments DOI:10.15199/48.2016.11.24

Jolanta CHMIELIŃSKA Jacek JAKUBOWSKI

The paper presents the methodology of using the Matlab environment to develop the algorithm for automatic reading of an analogue measuring instrument. It can be applied to measurements conducted with the use of linear scales, where the deflection of the pointer is proportional to the magnitude of the measured physical quantity. The proposed algorithm is based on the Hough transform, which allows detecting the pointer in the image of the instrument dial. Streszczenie. W niniejszym artykule została przedstawiona metodyka wykorzystania środowiska Matlab do opracowania algorytmu automatycznego odczytu wskazania miernika analogowego. Jego zastosowanie jest możliwe w przypadku wykorzystywania liniowych podziałek, dla których wychylenie wskazówki miernika jest proporcjonalne do wartości wielkości mierzonej. Opracowany algorytm oparty jest na transformacji Hougha, która umożliwia wykrycie wskazówki na obrazie tarczy miernika. (Zastosowanie Matlaba do automatycznego odczytu wskazania mierników analogowych). Keywords: analogue measuring instruments, automatic reading, Hough transform. Słowa kluczowe: analogowe przyrządy pomiarowe, automatyczny odczyt, transformacja Hougha. Introduction Nowadays, analogue measuring instruments are substituted with digital ones because of their obvious advantages. However, there are cases when dealing with analogue meters is inevitable and there is a great need to send their readings to the computer for further processing. There are many older measuring systems with such meters and they should be remotely and digitally controlled to prevent the objects they monitor from possible damage. Many calibration laboratories offer services including calibration of analogue instruments and the procedures for doing so are based on manual writing of the indications despite the equipment used to adjust an instrument accuracy is usually digitally controlled. Advanced techniques of digital image processing seem to be the pr więcej » Czytaj za darmo! »

The use of a static electrical energy meter as a transducer of active power to a pulse frequency signal DOI:10.15199/48.2016.11.25

Eligiusz PAWŁOWSKI

Frequency of a pulse signal at the test output of a static electricity meter is proportional to the active power of a connected load. When the consumed power changes, time between adjacent pulses of the test signal changes too, which prevents from obtaining the results of power measurement at regular time intervals. This work presents an algorithm for digital processing of a pulse frequency signal from the test output of a static electricity meter in order to obtain instantaneous values of active power at regular time intervals. Streszczenie. Częstotliwość sygnału na wyjściu testowym statycznego licznika energii elektrycznej jest proporcjonalna do mocy czynnej dołączonego obciążenia. Gdy ta moc zmienia się, czas pomiędzy kolejnymi impulsami sygnału testowego również się zmienia, co uniemożliwia uzyskanie wyników pomiarów mocy w regularnych odstępach czasu. W pracy prezentuje się algorytm cyfrowego przetwarzania sygnału częstotliwościowego z wyjścia testowego licznika energii elektrycznej w celu uzyskania wartości chwilowych mocy czynnej w regularnych odstępach czasu. (Zastosowanie statycznego licznika energii elektrycznej jako przetwornika mocy czynnej na impulsowy sygnał częstotliwościowy). Keywords: electricity meter, active power measurement, pulse frequency signal, uniform resampling. Słowa kluczowe: licznik energii elektrycznej, pomiar mocy czynnej, impulsowy sygnał częstotliwościowy, równomierny resampling. Introduction Electrical energy meter is an electrical instrument that measures the amount of electrical energy used by the consumers. Therefore under the current provisions [1], each static electricity meter must have a pulse test output which allows to check its measurement errors with one of the recommended methods [2]. Test signal y(t) of the electricity meter is a sequence of rectangular pulses shown in Figure 1. The number of pulses attributable to 1 kWh of the measured electricity being defined by a meter constant K. The więcej » Czytaj za darmo! »

A comparison of the properties of conditioning systems cooperating with the eddy-current inductive loop sensor DOI:10.15199/48.2016.11.26

Marek STENCEL Tadeusz ŻEGLEŃ Zbigniew MARSZAŁEK Piotr PIWOWAR

The paper presents an analysis of different types of conditioning systems that are used with the inductive loop sensor. The purpose of such an analysis is to compare the quantity and the type of information obtained from the sensors and limitations of that information depending on a specific conditioning system. Streszczenie. W pracy przedstawiono analizę różnych typów układów kondycjonowania współpracujących z indukcyjnym czujnikiem pętlowym. Analiza ta ma na celu porównanie informacji pozyskiwanej z czujnika i jej ograniczenia wynikające ze stosowanego układu kondycjonowania. (Porównanie właściwości układów kondycjonowania współpracujących z wiroprądowymi czujnikami indukcyjnymi). Keywords: inductive loop sensor, conditioning system, ac-bridge, impedance, vehicle magnetic profile. Słowa kluczowe: czujnik indukcyjny pętlowy, układ kondycjonowania, mostek zmiennoprądowy, profil magnetyczny pojazdu. Introduction For many years, inductive loop (IL) sensors have been used to detect vehicle presence in order to count their number, measure their length and speed and also for classification purposes [1]. The data from these sensors, which is collected over a predetermined period of time, is used to determine traffic parameters for intelligent traffic systems (ITS) [2]. A key element in measuring traffic parameters is the recognition and proper classification of vehicles. It takes place on the basis of signals obtained by IL sensor, which vary depending on the type of vehicle [3]. In the field of vehicle classification IL sensors are used in a number of ways [4, 5, 6] that largely depend on the output signal of the measurement channel, wherein the sensor is working [7]. A key element of this channel is the conditioning signal system which, apart from the sensor and the measured object (vehicle), influences the parameters of the output signal. These signals can be then used for classification purposes [4, 6]. However, it is not possible t więcej » Czytaj za darmo! »

Analysis of circuits for effective stimulation in neurobiological experiments DOI:10.15199/48.2016.11.27

Łukasz KADŁUBOWSKI Piotr KMON

This paper reports on the development of the amplifier for neurobiological experiments, for fast transition between the stimulation and recording phases. Schematic-level design and parameters are presented, as well as the implementation of three methods of stimulus artifact reduction. Finally, simulation results are shown for performance comparison of these methods. Streszczenie. Artykuł opisuje projekt wzmacniacza do zastosowań w eksperymentach neurobiologicznych, gdzie szybkie przełączanie pomiędzy fazą stymulacji i fazą odczytu jest bardzo istotne. Zaprezentowany jest schemat układu, jego parametry, implementacja trzech metod redukcji artefaktów stymulacyjnych, oraz wyniki symulacji porównujących te metody. (Analiza układów elektronicznych do efektywnej stymulacji w eksperymentach neurobiologicznych). Keywords: stimulation, artifacts, neurobiological experiments. Słowa kluczowe: stymulacja, artefakty, eksperymenty neurobiologiczne. Introduction Dedicated integrated circuits for stimulation and recording in neurobiological experiments are important tools that allow for better understanding of the nervous system operation. Additionally, these circuits enable the development of methods for the treatment of neural diseases (such as epilepsy, depression, blindness and Parkinson disease) and the construction of brain-computer interfaces that facilitate the daily functioning of disabled people [1, 2]. Electrical properties of the electrodes used in microelectrode arrays, together with the parameters of stimulus pulses (necessary to initiate the action potential), cause the presence of residual voltage on the electrode. As a result, this leads to the risk of saturation of recording amplifier and the lack of possibility of cell response recording throughout periods on the order of few milliseconds after the end of stimulus pulse (so called “stimulation artifacts"). The minimization of duration of the artifacts (“dead time" więcej » Czytaj za darmo! »

Phase shift measurement method using conditional averaging of the delayed signal module DOI:10.15199/48.2016.11.28

Adam KOWALCZYK Anna SZLACHTA

A measurement method of sine voltage phase shift disturbed with noise using conditional averaging of the delayed signal module was proposed. The advantages of the proposed principle were indicated. The results of basic experiments confirming the obtained theoretical results were also provided. Streszczenie. Zaproponowano metodę pomiaru przesunięcia fazowego napięcia sinusoidalnego zakłóconego szumem, wykorzystującą warunkowe uśrednianie modułu sygnału opóźnionego. Podano i analizowano modele teoretyczne pomiaru. Pokazano korzystne cechy zaproponowanej zasady. Zamieszczono wyniki podstawowych eksperymentów potwierdzające uzyskane wyniki teoretyczne. (Metoda pomiaru przesunięcia fazowego z zastosowaniem warunkowego uśredniania modułu sygnału opóźnionego). Keywords: phase shift, additive disturbances, conditional averaging of signals. Słowa kluczowe: przesunięcie fazowe, zakłócenia addytywne, warunkowe uśrednianie sygnałów. Introduction The methods of measuring the phase shift expected value using phase processing into a time interval use information about the phase on the basis of only two signal values in their time implementations. Such a way of measuring does not eliminate the impact on the result of the measurement of random disturbances or distortions of the analysed sine wave signals. For periodic signals as well as for repetitive transitional ones distorted by noise, an improvement in signal-to-noise ratio and the extraction of the useful signal from the noise along with an evaluation of its parameters can be obtained by using integral methods of statistical signal processing, and in particular the correlation techniques and signal averaging in the field of time and frequency, as well as approximation algorithms [1-6]. One of the directions in research and application in this area of metrology is the use of conditional signal averaging [7-9]. The principle of phase shift measurement In the signal processing model with perio więcej » Czytaj za darmo! »

An universal test station for multichannel integrated neural amplifiers based on LabVIEW environment DOI:10.15199/48.2016.11.29

Agnieszka LISICKA Piotr KMON

Modern technology allows for design of sophisticated measurement systems utilizing hundreds of independent recording channels. That imposes necessity of complex system functionality validation procedures development. The article describes an universal test system dedicated for tests of multichannel integrated circuits implemented in submicron technologies. Preliminary measurement results of a multichannel integrated circuit dedicated for advanced neurobiological experiments are also presented in the article. Streszczenie. Współczesne technologie umożliwiają budowę systemów składających się z setek niezależnych torów pomiarowych o rozbudowanej funkcjonalności. Nakłada to konieczność przeprowadzenia szeregu testów weryfikujących ich działanie. Artykuł prezentuje projekt uniwersalnego systemu testującego opracowanego na potrzeby projektowanych, w technologiach submikronowych, wielokanałowych układów scalonych. W artykule przedstawiono również wyniki wstępnych pomiarów układu przeznaczonego do złożonych eksperymentów neurobiologicznych. (Projekt uniwersalnego stanowiska do testów wielokanałowych scalonych wzmacniaczy sygnałów neurobiologicznych opartego o środowisko LabVIEW). Keywords: multichannel integrated circuits, test procedures, multifunction measurement card, LabVIEW. Słowa kluczowe: wielokanałowe układy scalone, testowanie, wielofunkcyjna karta pomiarowa, LabVIEW. Introduction Current technology progress allows to develop integrated systems for various types of applications that can be used in physics, biomedicine or industry. These systems can be built of microsensors that are combined with integrated electronics occupying small area and having complex functionality (i.e. ability to adjust their main parameters in a wide range). Furthermore, these devices may consist of hundreds of active sites that can be controlled individually. As a result to develop a final system one needs to perform wide range of tests covering a device m więcej » Czytaj za darmo! »

Filter network of dynamic nonstationary elements DOI:10.15199/48.2016.11.30

Roman KASZYŃSKI Adrian SZTANDERA Katarzyna WIECHETEK

W artykule przedstawiono koncepcję tworzenia szybkich filtrów niestacjonarnych z elementów I-go rzędu o zmiennych parametrach, które są elementami dolnoprzepustowymi i górnoprzepustowymi. Wprowadzone zmienne w czasie parametry w postaci funkcji wzmocnienia i funkcji czasowych pozwoliły wielokrotnie skrócić stany nieustalone, co spowodowało ich dużą przydatność w tworzeniu rozbudowanych struktur filtrów. Przeprowadzono badania symulacyjne struktur o wybranych, z góry założonych właściwościach częstotliwościowych. (Filtracyjna sieć niestacjonarnych elementów dynamicznych). Abstract. In this paper a concept of creating fast nonstationary filters based on 1-st order high-pass and low-pass elements with time-varying parameters is presented. Implementing time-varying parameters in the form of gain function and time function enables shortening of the transient state, which results in their high utility in creation of complex filter structures. Computer simulation and research on these selected structures were conducted with previously established frequency characteristics. Słowa kluczowe: filtr niestacjonarny, charakterystyka częstotliwościowa, zmienne parametry, dynamika, analogowe przetwarzanie sygnałów, stan nieustalony, układy liniowe o zmiennych parametrach. Keywords: nonstationary filter, frequency characteristic, time-varying parameters, dynamics, analog signal processing, transient behavior, linear time-varying systems properties Introduction Studies on time-varying structures were usually conducted with assumption that 2-nd order elements are basic structures, due to their great possibilities of variation of parameters and versatility. It is described by the equation: (1)         tyt k xt dt t t dy t dt d y t   2   2 0 0 2 2   One can easily notice that damping więcej » Czytaj za darmo! »

Ellipse-fitting algorithm implementation in the impedance measurement system based on DAQ card with FPGA DOI:10.15199/48.2016.11.31

Grzegorz LENTKA Małgorzata TARGAN

The paper presents an implementation of the ellipse-fitting algorithm in the impedance measurement system based on DAQ card equipped with FPGA chip. The method implementation was tested by simulation means as well as experimentally in the designed and presented measurement system. Finally, the limit values of sampling parameters which assures satisfying accuracy were given. Streszczenie. W artykule omówiono implementację algorytmu ellipse-fitting w systemie pomiarowym impedancji na bazie karty DAQ z układem FPGA. Implementacja metody została przebadana zarówno symulacyjnie jak również eksperymentalnie w zaprezentowanym systemie. Przedstawiono minimalne wartości parametrów próbkowania dla zapewnienia akceptowalnej dokładności. (Implementacja metody ellipse-fitting w systemie pomiaru impedancji na bazie karty DAQ z układem FPGA). Keywords: impedance measurement, impedance spectroscopy, ellipse-fitting algorithm. Słowa kluczowe: pomiar impedancji, spektroskopia impedancyjna, algorytm ellipse-fitting. Introduction Impedance is one of the parameters used to determine the state, to evaluate quality and diagnose different types of objects like technical, biological as well as materials properties evaluation. Very interesting and popular is impedance spectroscopy (IS) relying on measurements of the impedance in the specified frequency range to obtain frequency spectrum of the object impedance. The IS is frequently used in such disciplines like: physico-chemistry - to diagnose and monitor anticorrosion protection; in civil engineering - to evaluate structure of the building materials and state of the concrete reinforcement, materials engineering - for testing dielectrics, in medicine for electroimpedance tomography - for diagnosing internal and external diseases and also in many other disciplines. Thanks to such wide spread of possible application areas of IS, more and more accurate and more advanced impedance measurement have been develop więcej » Czytaj za darmo! »

Low-power device simulator for micro-energy measurement methods testing DOI:10.15199/48.2016.11.32

Dariusz PALMOWSKI Grzegorz LENTKA Arkadiusz HOJKA

The paper presents low-power device simulator designed for testing of micro-energy measurement methods. Such kind methods can be used for evaluation of power systems based on Energy Harvesting. The device allows to set the current consumption characteristic over the time, thus making possible playing the role of different types of low-power devices e.g. simulating sensor network node. Streszczenie. W artykule omówiono symulator urządzenia mikromocowego przeznaczony do testowania metod pomiaru mikroenergii wykorzystywanych podczas oceny energetycznej systemów zasilania opartych na pozyskiwaniu energii ze środowiska. Urządzenie pozwala na kształtowanie przebiegu poboru prądu w czasie, co umożliwia odtwarzanie zachowania dowolnego urządzenia mikromocowego np. symulację węzła sieci sensorowej. (Symulator urządzenia mikromocowego do testowania metod pomiaru małych energii). Keywords: micro-energy measurement, energy harvesting, culombmeter, low-power devices. Słowa kluczowe: pomiar mikroenergii, pozyskiwanie energii ze środowiska, kulombometr, urządzenia mikromocowe. Introduction The paper concerns the topic of supplying low-power devices as well as energy harvesting methods. In the last years, powering electronic devices from alternative energy sources like solar energy [7], thermoenergy [1] or kinetic energy of mechanical vibrations is getting more and more popular. Such techniques usage allows to build electronic devices with working time which is not limited by the built-in conventional energy storage (battery) and without requiring the access to power line. This is very important, for example, in case of wireless sensor network nodes [6], as it assures complete autonomy of the nodes. To get the fully functional devices powered by the energy harvested from the environment, it is necessary to fulfill two main conditions: the power consumption limiting on the functional side of the devices while maximizing efficiency of harvesting, co więcej » Czytaj za darmo! »

Cooperation of wireless networks IEEE 802.15.4 and IEEE 802.11b/g - introduction and measurements DOI:10.15199/48.2016.11.33

Beata KRUPANEK Ryszard BOGACZ

Article shows a description of influence of transmission in IEEE 802.11b/g standard (commonly called Wi-Fi) on transmission in IEEE 802.15.4 standard identified with ZigBee specification. The measurement verification of influence of Wi-Fi on ZigBee is presented. This type of measurement can be useful in WSNs because they are often collocated near to wireless computer networks which may cause disturbances in data transmission. Streszczenie. Artykuł przedstawia wpływ transmisji prowadzonej w standardzie IEEE 802.11b/g (popularnie nazywanym Wi-FI) na transmisję w standardzie IEEE 802.15.4 utożsamianym z ZigBee. W artykule przedstawiono pomiary różnych parametrów sieci pokazujące wpływ Wi-Fi na ZigBee. Tego typu pomiary mogą być przydatne w sieciach pomiarowych, które narażone są na zaburzenia pochodzące od obecnych prawie wszędzie bezprzewodowych sieci komputerowych (Współdziałanie sieci IEEE 802.15.4 i IEEE 802.11b/g). Keywords: wireless transmission, IEEE 802.15.4, IEEE 802.11, measurements, delay, SINR. Słowa kluczowe: transmisja bezprzewodowa, IEEE 802.15.4, IEEE 802.11, pomiary, opóźnienie, SINR. Introduction Many wireless technologies used to build local or personal area networks (WLANs, WPANs) operate into the 2.4 GHz ISM band [1]. IEEE 802.11 (here use alternatively: 802.11, Wi-Fi) is a set of media access control (MAC) and physical layer (PHY) specifications for implementing wireless local area network (WLAN) computer communication. IEEE 802.15.4 (here use alternatively: 802.15.4, ZigBee) is a standard created and maintained by consultants which specifies the physical layer and media access control for low-rate wireless personal area networks. It is the basis for the ZigBee, ISA100.11a, WirelessHART, MiWi, and Thread specifications, each of which further extends the standard by developing the upper layers which are not defined in IEEE 802.15.4 [2]. Coexistence of devices functioning on these standards is obligatory in scenar więcej » Czytaj za darmo! »

Fast measurements of the methane concentration in coal mines with the use of dynamic error correction based on prediction DOI:10.15199/48.2016.11.34

Beata KRUPANEK Ryszard BOGACZ

The primary reason for measuring methane is to improve the safety of the mines. The rapid detection of methane is very important from the point of view of safety of mine workers. This paper presents a concept of fast methane detection by prediction its concentration in dynamic states. Two methods of dynamic corrections of methane concentration - single-channel and double-channels were described. Then, the results of research and comparison of the two methods were presented. Streszczenie. Jednym z głównych zagrożeń w kopalniach węgla kamiennego jest obecność metanu. W celu zapewnienia bezpieczeństwa pracy stężenie metanu musi być ciągle kontrolowane z uwagi na możliwość jego gwałtownych i nagłych zmian. Warunki występujące w miejscu pomiaru wpływają niekorzystnie na dynamikę czujnika (jego osłona ulega silnemu zabrudzeniu co znacznie pogarsza współczynnik jej dyfuzji)a. W artykule przedstawiono proponowaną metodę przyspieszenia uzyskania wyniku pomiaru stężenia metanu w warunkach występujących w kopalniach. (Szybkie pomiary stężenia metanu w kopalniach węgla kamiennego z korekcją błędu dynamicznego na zasadzie predykcji). Keywords: dynamic error correction, methane sensor, pellistor sensor, safety in mines. Słowa kluczowe: korekcja błędu dynamicznego, czujnik metanu, czujnik pelistorowy, bezpieczeństwo pracy w kopalniach. Introduction The coal mine methane is a term given to the methane gas produced or emitted in association with coal mining activities either from the coal seam itself or from other gassy formations underground. In range between 5% and 15%, known as the explosive range, methane can be ignited easily with the presence of an ignition source to create a violent methane explosion that may propagate in the presence of combustible coal dust [1, 2]. Coal mine methane has always been considered as a danger for underground coal mining as it can create a serious threat to mining safety and productivity due to its explosion risk [ więcej » Czytaj za darmo! »

A quality factor of co-firing pulverized coal and biomass DOI:10.15199/48.2016.11.35

Daniel SAWICKI Andrzej KOTYRA

This paper presents comparison image classification method of co-firing biomass and pulverized coal. Defined two class of combustion: stable and unstable for nine variants with different power value parameters and fixed amount biomass (20% straw). Compared the artificial neural networks, support vector machine, k nearest neighbor, linear and quadratic discriminant analysis methods. The sensitivity classification value was selected as a combustion process quality factor. Streszczenie. W pracy przedstawiono porównanie wybranych metod klasyfikacji obrazów dla współspalania pyłu węglowego i biomasy. Zdefiniowano dwie klasy spalania: stabilne i niestabilne dla dziewięciu wariantów z różnymi parametrami mocy oraz stałą ilością biomasy (20% słomy). Porównano sztuczne sieci neuronowe, metodę wektorów nośnych, metodę k najbliższych sąsiadów, liniową i kwadratową analizę dyskryminacyjną. Wybrano wskaźnik jakości procesu spalania jako wartość parametru wrażliwość klasyfikacji. (Wskaźnik jakości dla współspalania pyłu węglowego i biomasy). Keywords: flame, combustion, image classification. quality factor. Słowa kluczowe: płomień, spalanie, klasyfikacja obrazów, wskaźnik jakości. Introduction Fossil fuels constitute the primary energy source in the Polish power industry. According to forecasts, by 2030, they will continue to be in the major position of approx. 60% share in Poland and approx. 11% share in the EU. Constantly occurring problem of burning fossil fuels is the emission of noxious chemical compounds, mainly carbon dioxide, sulfur dioxide, nitrogen oxides and dust into the environment. The current policy of the European Union aims at the implementation of the climate and energy package. It is based on the reduction of greenhouse gas emissions and electricity consumption by 20% and increasing the share of energy production from renewable energy sources (RES) to 20%. The commitments made by Poland on renewable energy sources involve achi więcej » Czytaj za darmo! »

Assessment of a hand tremor based on analysis of the accelerometer signal DOI:10.15199/48.2016.11.36

Barbara WILK Sławomir OLBRYCHT

This paper presents the method developed for the assessment of a tremor based on analysis of the output signals from a 3-axis accelerometer placed on the index finger of the right hand. Firstly, the signal representing only acceleration caused by involuntary movement of the hand is determined. The tremor frequency is obtained as the dominant frequency of the PSD estimated for short segments of this signal by using the AR model. The presented method allows us to evaluate variability of tremor frequency in typical neurological tests. Streszczenie. W artykule opisano metodę opracowaną do oceny drżenia na podstawie analizy sygnałów wyjściowych z trójosiowego akcelerometru, który został umieszczony na palcu wskazującym prawej ręki. Najpierw wyznaczany jest sygnał reprezentujący tylko przyśpieszenie wywołane mimowolnym ruchem ręki. Częstotliwość drżenia jest określana jako dominująca częstotliwość PSD estymowanej dla krótkich segmentów tego sygnału na podstawie modelu AR. Prezentowana metoda umożliwia ocenę zmienności częstotliwości drżenia w typowych testach neurologicznych. (Ocena drżenia ręki na podstawie analizy sygnału z akcelerometru). Keywords: accelerometer, tremor frequency, wavelet analysis, spectral analysis. Słowa kluczowe: akcelerometr, częstotliwość drżenia, analiza falkowa, analiza widmowa. Introduction A human tremor is defined as an unintentional, rhythmic, oscillatory movement of one or more parts of a body. A tremor is produced by alternating or synchronous contractions of reciprocally innervated agnostic and antagonistic muscles [1, 2]. A tremor can be classified depending on its etiology, phenomenology, location and frequency. It occurs both in healthy individuals and as a symptom of a movement disorder, most often of neurological origin. Physiological tremor, present in healthy persons is usually invisible because of its low amplitude. The enhanced physiological tremor is characterized by increased amplitude due to t więcej » Czytaj za darmo! »

Effect of Uncertain Reference Signal on Uncertainty of estimates of the First Order PMD in a Single Mode Optical Fibre DOI:10.15199/48.2016.11.37

Zbigniew LACH

Joint probability density function of estimation errors of DGD and power split factor, the parameters defining the first order Polarization Mode Dispersion in an optical fibre, is formulated and used as a tool for investigation of influence of uncertainty of the reference signal, required by PMD measurement method, on uncertainty of the estimates. With the application of confidence intervals the uncertainty is evaluated through numerical analysis. Results can be applicable to PMD monitoring in optical fibre communications. Streszczenie. Sformułowano model łącznego rozkładu prawdopodobieństwa błędów estymacji DGD i współczynnika podziału mocy, parametrów opisujących dyspersję polaryzacyjną I rzędu w światłowodzie, który użyto jako narzędzia do zbadania wpływu niepewności sygnału referencyjnego, wymaganego przez metodę pomiaru PMD, na niepewność estymat. Z zastosowaniem przedziałów ufności niepewność estymat została oceniona metodą analizy numerycznej. Rezultaty mogą znaleźć zastosowanie w monitorowaniu PMD w komunikacji światłowodowej. (Wpływ niepewności sygnału referencyjnego na niepewność estymacji parametrów PMD I rzędu w światłowodzie jednomodowym). Keywords: polarization mode dispersion, dispersion monitoring, parameter estimation, estimator uncertainty. Słowa kluczowe: dyspersja polaryzacyjna, monitorowanie dyspersji, estymacja parametrów, niepewność estymatora. Introduction Polarization mode dispersion (PMD) effects cannot be neglected in an on-off-keying (OOK) fibre optic direct detection communication line if transmission data rate is in the range of 10 Gbps or higher. Due to the PMD phenomenon waveforms of a transmitted signal can be distorted to an extent at which transmitted symbols cannot be retrieved with satisfactory low probability of error. A solution to PMD related limitations to optical communications can be an active management of fibers or wave-paths that is based on continuous in-work monitoring of at least the fi więcej » Czytaj za darmo! »

Voltage divider with autocalibration - laboratory studies of a passive version DOI:10.15199/48.2016.11.38

Jerzy NABIELEC Andrzej WETULA Dariusz BORKOWSKI

Voltage divider with autocalibration is a high voltage converter with unique set of properties. It features low and known uncertainty in a wide frequency band and can recalibrate almost continuously on-line during normal operation. This makes it immune to environmental conditions and component properties. The paper presents results of laboratory experiments with a passive version, especially related to testing of influence of leakage currents. Streszczenie. Dzielnik wysokiego napięcia z autokalibracją jest przetwornikiem napięcia o unikalnych właściwościach. Cechuje się on niską i określoną niepewnością w szerokim paśmie częstotliwości oraz możliwością prowadzenia ciągłej rekalibracji w miejscu pracy. Dzięki temu jest niewrażliwy na warunki środowiskowe czy właściwości elementów. W artykule przedstawiono wyniki badań wersji pasywnej dzielnika, dotyczące badania prądów upływu. (Pomiarowy dzielnik wysokiego napięcia z autokalibracją - badania laboratoryjne wersji pasywnej). Keywords: voltage divider, autocalibration, harmonics, "blind method". Słowa kluczowe: dzielnik, autokalibracja, harmoniczne, metoda "w ciemno". Introduction One of the major problems related with a use of modern power grids is increasing content of higher harmonics in both voltage and current. It is related on one hand with an increaseing share of renewable power sources, and on another with more power electronic loads being introduced. Devices commonly used to transform high voltage for measurement purposes are inductive voltage transformers and multi-stage capacitive dividers or their combinations. Inductive transformers have relatively low bandwidth; moreover, their frequency responses depend on environmental conditions [1]. Other types of transducers often present a resonant behavior, which depend on power grid parameters. These instruments also require a regular recalibration, which can only be performed off site of operation. The solution of aforementioned więcej » Czytaj za darmo! »

Development of the substitutive circuit for the electromagnetic flowmeter DOI:10.15199/48.2016.11.39

Bogumił BRYKALSKI Jacek JAKUBOWSKI Andrzej MICHALSKI Zbigniew WATRAL

The paper presents the results of measurements of the electrical properties of the sensor in the electromagnetic flowmeter. The RC network and its parameters were identified for it. The influence of them on the LS flow velocity estimation in the pulse mode was also examined by simulation. The results showed that using oscillatory excitation gives erroneous results of estimation. Streszczenie. W artykule przedstawiono wyniki pomiarów własności elektrycznych czujnika w przepływomierzu elektromagnetycznym. Wyznaczono dla niego układ zastępczy RC oraz dokonano identyfikacji parametrów. Przebadano również metodą symulacyjną ich wpływ na estymację LS prędkości przepływu w trybie impulsowym. Wyniki dowodzą, że wykorzystanie pobudzania oscylacyjnego jest źródłem błędów estymacji (Budowa schematu zastępczego przetwornika elektromagnetycznego). Keywords: electromagnetic flowmeter, synthesis of passive networks, identification of the transfer function, LS estimation. Słowa kluczowe: przepływomierz elektromagnetyczny, synteza układów pasywnych, identyfikacja transmitancji, estymacja LS. Introduction In the field of flow measurements for open channels with the use electromagnetic transducers there is a great need to reduce their energy consumption, especially in the case of distributed monitoring systems where the problem with continuous access to the grid is obvious [1],[2],[3]. The possibility to lower the consumption is given by a simple electronic circuit transferring the energy from the electrochemical battery to the coil in a pulse way. The battery can be then charged by renewable sources of energy. The idea of such a solution is depicted in Figure 1A. Fig.1. The circuits of pulse excitation of the electromagnetic flowmeter when the energy accumulated in the coil is discharged with the short circuit based on a commutating diode (A) and through an additional capacitor (B) More detailed description of the circuit as well as the discussion o więcej » Czytaj za darmo! »

Assessment of uncertainty of determination of parameters of Jiles-Atherton model of hysteresis loops of isotropic materials DOI:10.15199/48.2016.11.40

Roman SZEWCZYK

Metody określania parametrów modelu Jilesa-Athertona na drodze optymalizacji wieloparametrycznej są aktualnie intensywnie rozwijane, ze względu na możliwość praktycznego zastosowania tego modelu w technice. Jednak do tej pory nie przedstawiono wyników badań niepewności parametrów modelu wyznaczonych w ten sposób. W referacie przedstawiono wyniki badań niepewności wyznaczenia parametrów modelu Jilesa-Athertona dla pętli histerezy magnetycznej wysokoprzenikalnościowego ferrytu manganowo-cynkowego oraz stali martenzytycznej 3H13. Wykazano, ze niepewność wyznaczenia poszczególnych parametrów jest znacząco zróżnicowana i może, w niektórych przypadkach, przekroczyć 100%. Powinno to być brane pod uwagę w przypadku wykorzystania modelu Jilesa-Athertona do ilościowej analizy procesów magnesowania na potrzeby badań z zakresu fizyki ciała stałego. (Ocena niepewności wyznaczenia parametrów modelu Jilesa-Athertona w modelowaniu pętli histerezy magnetycznej magnetyków izotropowych). Abstract. Recently developed methods of optimization-based determination of Jiles-Atherton model enable practical application of this model for technical purposes. However, uncertainty of determination of these parameters was not investigated before. This paper presents the results of investigation on assessment of uncertainty of determination of parameters of Jiles-Atherton model for high permeability Mn-Zn ferrite as well as for 3H13martensitic steel. It was indicated, that uncertainty of determination of parameters varies for different parameters and may exceed 100%. This information should be considered during solid state physics - oriented analyses based on the Jiles-Atherton model. Słowa kluczowe: model Jilesa-Athertona, stal martenzytyczna, ferryt manganowo-cynkowy. Keywords: Jiles-Atherton model, martensitic steel, Mn-Zn ferrite. Introduction Since its introduction in 1984 [1], the Jiles-Atherton model [2] became one of the most popular methods of quantitative descr więcej » Czytaj za darmo! »

Świetlny wskaźnik poziomu azotu w zbiorniku Dewara DOI:10.15199/48.2016.11.41

Jakub PAJĄKOWSKI

W pracy opisano skonstruowany i wykonany przez autora wskaźnik poziomu ciekłego azotu w zbiorniku do jego przechowywania. Wskaźnik ma długość 1 m i pozwala na oszacowanie poziomu azotu w zbiornikach o wysokości maksymalnej do 90 cm. Urządzenie ma kształt tyczki, którą należy zanurzyć na ok. 3 s do zbiornika, celem sprawdzenia poziomu azotu. Po wyjęciu można oszacować poziom azotu z precyzją do ok. 1 cm. Abstract. The paper describes the designed and made by the Author indicator of the level of liquid nitrogen in a storage tank. The indicator is 1 m long and makes it possible to estimate the level of nitrogen in tanks maximum 90 cm high. The device has a shape of a pole, which is to be immersed for about 3 sec in the tank in order to check the level of nitrogen. After removing the pole from the tank it is possible to estimate the level of nitrogen with precision up to 1 cm. (Light indicator of the level of nitrogen in Dewar tank) Słowa kluczowe: optoelektronika, diody LED, niska temperatura, kriogenika Keywords: optoelectronics, LED diodes, low temperature, cryogenics. Wstęp Ciekły azot jest cieczą kriogeniczną, wrze przy ciśnieniu normalnym w temperaturze 77,36 K. Zbiorniki do jego przechowywania zwane naczyniami Dewara, wykonane są ze stali lub aluminium i zapewniają izolację termiczną tzw. płaszczem próżniowym. Azot w zbiorniku do jego przechowywania powolnie odparowuje. Dla każdego, kto wykorzystuje ciekły azot, ważne jest określenie jego ilości w Dewarze. Do określenia poziomu azotu stosuje się często proste listwy. Listwa po wyjęciu ze zbiornika staje się oszroniona do wysokości zanurzenia, przez co można oszacować ilość cieczy kriogenicznej w zbiorniku. Autor w artykule przedstawia świetlny wskaźnik zanurzenia własnego pomysłu, stosowany w jego laboratorium krioelektonicznym. Prowadzone wcześniej badania [1,3,9] i autorskie [4] wykazały, że diody elektroluminescencyjne zachowu więcej » Czytaj za darmo! »

Cechy domowych urządzeń elektrycznych przydatne w metodach ich identyfikacji stosowanych w systemach Home - meteringu opracowane na podstawie pomiarów laboratoryjnych DOI:10.15199/48.2016.11.42

Ryszard KOWALIK Łukasz NOGAL Marcin JANUSZEWSKI Karol KUREK

Zagadnienia związane z określeniem stanu włączenia lub wyłączenia domowych urządzeń elektrycznych, są jednym z ważniejszych problemów z jakimi borykają się systemy sieci inteligentnych (ang. smart metering). Określenie stanu wyłączenia lub włączenia danego odbiornika, wiąże się z wykonaniem pomiaru sygnałów dostępnych w domowej sieci nn, takich jak napięcie zasilania oraz prąd obciążenia. Na ich podstawie istnieje możliwość wykrycia faktu włączenia lub wyłączenia urządzenia, natomiast jego identyfikacja może być o wiele bardziej kłopotliwa. Artykuł opisuje wyniki testów i analiz związanych z zagadnieniami identyfikacji domowych urządzeń elektrycznych oraz ich stanów, wykonane w laboratorium IEN PW z wykorzystaniem rzeczywistych urządzeń. Abstract: Issues related to the identification of on or off state of household electrical appliances are one of the major problems faced by the intelligent network systems (ang. Smart metering). Discovery of such status is based on the measurement of signals available in a building wiring. Those signals are voltage and load current. On this basis, it is possible to detect the on or off state of a device, while identification of device type can be much more difficult. The article describes the results of tests performed in the IEN PW laboratory using real world equipment and analyzes the issues of identification of household electrical appliances and their states. (Household electrical equipment and their characteristics useful in methods of identification systems used in home metering developed on the basis of measurements made using real devices). Słowa kluczowe: metody identyfikacji, domowe urządzenia elektryczne, home metering Keywords: methods of identification, household electrical equipment, home metering Wprowadzenie Zagadnienia związane z określeniem stanu włączenia lub wyłączenia domowych urządzeń elektrycznych są jednym z głównych problemów inteligentnych systemów pomiarowych. Jak wiadomo w gosp więcej » Czytaj za darmo! »

Ocena niepewności estymacji funkcji autokorelacji metodą Monte Carlo DOI:10.15199/48.2016.11.43

Elżbieta KAWECKA Mariusz KRAJEWSKI

Artykuł dotyczy problematyki wyznaczania niepewności estymacji funkcji autokorelacji sygnału sinusoidalnego w warunkach konwersji a-c z sygnałem ditherowym. W pracy przedstawiono porównanie wyników badań różnych metod, analitycznej oraz symulacyjnej Monte Carlo. Przeprowadzone badania wskazują na przydatność stosowania metody Monte Carlo do oceny niepewności funkcji autokorelacji. Dodatkowo wykazano, że sygnał ditherowy najlepiej stosować zarówno dla małej wartości liczby próbek sygnału, jak i małej liczby bitów przetwornika a-c. Abstract. The article discuss the problem of determining the uncertainty of autocorrelation function estimation for sinusoidal signal a-d converted with dither. The paper presents a comparison of test results for two techniques: the analytical method and Monte Carlo simulation. The results show that Monte Carlo method can be successfully applied to determine the autocorrelation function uncertainty. In addition, there were shown that use dither signal provides better results when applied to signals with small number of samples and a-d converter resolution limited do small number of bits. (Uncertainty evaluation of autocorrelation function estimation using Monte Carlo method) Słowa kluczowe: funkcja autokorelacji, niepewność pomiaru, metoda Monte Carlo, dither. Keywords: autocorrelation function, measurement uncertainty, Monte Carlo method, dither. Wprowadzenie Artykuł przedstawia problematykę wyznaczania niepewności estymacji funkcji autokorelacji sygnału sinusoidalnego w warunkach konwersji a-c z sygnałem ditherowym. Funkcja autokorelacji stanowi ważne narzędzie analizy sygnałów. Możemy tu między innymi wyróżnić zastosowanie funkcji autokorelacji w filtracji i detekcji sygnałów w szumie, wyznaczaniu wartości parametrów sygnałów takich jak: wartość średnia, średniokwadratowa sygnału, czy wartość skuteczna oraz detekcji częstotliwości podstawowej sygnału, czy wyznaczanie zawartości energii w sygnale. W syste więcej » Czytaj za darmo! »

Pomiar szumu w szumie metodą korelacyjną DOI:10.15199/48.2016.11.44

Jadwiga LAL-JADZIAK

Celem artykułu jest przedstawienie korelacyjnych procedur pomiaru sygnałów losowych. Procedury te muszą sprostać wymaganiom pomiaru słabych sygnałów (np. w radioastronomii lub termometrii szumowej) występujących na tle zakłóceń lub umożliwiać pomiar opóźnienia między zakłóconymi sygnałami. Abstract. In the article correlation procedures for measuring random signals are considered. These procedures must fulfill requirements for measurement of weak signals (e.g. in radio astronomy or noise thermometry) appearing against the background of noises or enable measurement of the delay between noised signals (Noise in noise measurement by means of correlation method). Słowa kluczowe: funkcja korelacji wzajemnej, termometria szumowa, radioastronomia, pomiar czasu opóźnienia Keywords: cross-correlation function, noise thermometry, radio astronomy, time-delay measurement Wstęp Metody korelacyjne znajdują szereg zastosowań pomiarowych. Główne z nich to analiza sygnałów z zakłóceniami oraz pomiary prędkości i opóźnień transportowych [1]. Stosowane są w detekcji fal grawitacyjnych, kosmicznej technice radarowej, komunikacji z odległymi sondami, czy radioastronomii [2 - 5]. Powodem tak szerokiego wykorzystania korelacji w dziedzinach astronomicznych i astrofizycznych są specyficzne rodzaje sygnałów poddawanych analizie. Są to często sygnały o małej mocy (ok. 10-20 - 10-15 W) odbierane wraz z szumem pochodzącym z tła kosmicznego, zakłóceń atmosferycznych lub urządzeń odbiorczych. Dodatkowym utrudnieniem jest szumowy charakter poszukiwanych sygnałów, których charakterystyki statystyczne nie różnią się od charakterystyk zakłóceń. Korelatory stosowane w radioastronomii zostały szczegółowo opisane w [2 - 5]. Pomiar wartości średniokwadratowej sygnału losowego występującego na tle szumu o takich samych charakterystykach statystycznych co sygnał jest podstawą konstruowania korelacyjnych termometrów szumowych [1,6]. W przemyśle niejednokrotnie zachodz więcej » Czytaj za darmo! »

A multiple-point estimator of sinusoidal signal power and its errors DOI:10.15199/48.2016.11.45

Sergiusz SIENKOWSKI

The subject of research is a point estimator of the sinusoidal signal power calculated on the basis of signal samples. The errors of the estimator have been determined. It has been shown that appropriate setting of the signal parameters may lead to bringing the errors of an estimator to zero. A model of an estimator error that takes into account the influence of signal parameters and its processing parameters and the influence of Gaussian noise, has been developed. Streszczenie. Przedmiotem badań jest punktowy estymator mocy sygnału sinusoidalnego obliczany na podstawie próbek sygnału. Wyznaczono błędy estymatora. Pokazano, że odpowiednie ustawienie parametrów sygnału może skutkować sprowadzeniem błędów estymatora do zera. Opracowano model błędu estymatora uwzględniający wpływ parametrów sygnału i parametrów jego przetwarzania oraz wpływ szumu Gaussa. (Wielopunktowy estymator mocy sygnału sinusoidalnego i jego błędy). Keywords: sinusoidal signal, power, point estimator, Gaussian noise, quantisation. Słowa kluczowe: sygnał sinusoidalny, moc, estymator punktowy, szum Gaussa, kwantowanie. Introduction In the technique, the power is one of the most important energy parameters, which gives an idea of the intensity and stationarity of signal [1]. The article presents the results of a study of a sinusoidal signal power estimator properties. Three measurement cases were considered, when the estimator is determined on the basis of signal samples, quantised signal samples and quantised samples of a signal disturbed by Gaussian noise. It is shown that an appropriate choice of signal parameters may lead to bringing the errors of the estimator to zero. The studies led to the development of a model of an estimator error, which takes into account the influence of signal parameters and its processing parameters, the influence of a finite number of samples and the disturbance in the form of Gaussian noise. Sinusoidal signal and its samples Let x(t więcej » Czytaj za darmo! »

Urządzenie do automatycznego pomiaru natężenia przecieku w instalacji sprężonego powietrza DOI:10.15199/48.2016.11.46

Ryszard DINDORF Piotr WOŚ

Praca dotyczy innowacyjnej metody pośredniego pomiaru natężenia przecieku w instalacji sprężonego powietrza. Natężenie przecieku sprężonego powietrza w instalacji pneumatycznej jest obliczane na podstawie pomiaru prędkości spadku ciśnienia w dwóch przedziałach czasu - z uwzględnieniem i bez uwzględnieni przepływu kontrolowanego. Przedstawione zostało urządzenie pomiarowe, które można wykorzystać do automatycznego pomiaru natężenia przecieku w instalacji sprężonego powietrza. Abstract. The paper deals with the innovative indirect measurement method of air leakage flow rate in compressed air system. Compressed air leakage flow rate in the pneumatic system is calculated on the basis of pressure drop rate measurements in two time periods - during leakage with and without the controlled flow. A measurement device, that can be used for automatic measurement of leakage flow rate in compressed air pipeline, is presented. A device for the automatic measurement of leakage flow rate in compressed air pipeline. Słowa kluczowe: system sprężonego powietrza, urządzenie pomiarowe natężenia przecieku, pomiar automatyczny. Keywords: compressed air systems, leakage flow rate measurement equipment, automatic measurement. Wstęp W artykule zamieszczono nowe rozwiązania związane z budową demonstracyjnego urządzenia do automatycznego pomiaru natężenia przecieku w instalacji sprężonego powietrza, które zostało przedstawionego na Targach Kielce i wyróżnionego medalem za innowacyjne rozwiązanie w ramach VIII wystawy Pneumaticon’2015. Zamieszczono także zaawansowane układ pomiarowy urządzenia do automatycznego pomiaru natężenia przecieku, który jest przedmiotem zgłoszenia patentowego A1 417036/2016. Zasada działania przedstawionego urządzenia pomiarowego oparta została na zaproponowanej przez autorów metodzie pośredniego pomiaru natężenia przecieku w instalacji sprężonego powietrza z wykorzystaniem układu pomiarowego włączanego na odgałęzieniu rurociągu więcej » Czytaj za darmo! »

Nieinwazyjna identyfikacja odbiorników energii elektrycznej z wykorzystaniem metod sztucznej inteligencji DOI:10.15199/48.2016.11.47

Piotr BILSKI

The paper presents the electrical appliances identification method using artificial intelligence methods, based on the measurements of currents and voltages in the medium frequency band. To identify the change of the particular device state, the random forest and k Nearest Neighbours were proposed. The former is characterized by the high classification accuracy and the ability to work in the uncertainty conditions. The latter is based on the distance calculation, missing the machine learning stage. Experiments confirmed the usefulness of both methods to identify the selected appliances. (Non-invasive identification of electrical appliances using artificial intelligence methods). Streszczenie. W artykule przedstawiono zastosowanie metod sztucznej inteligencji do identyfikacji odbiorników energii elektrycznej na podstawie pomiarów prądu i napięcia w paśmie średnich częstotliwości. W celu klasyfikacji konkretnego urządzenia wybrano las losowy oraz metodę k Najbliższych sąsiadów. Pierwszy algorytm charakteryzuje się wysoką skutecznością oraz zdolnością do pracy w warunkach niepewności pomiarowej, drugi zaś to podejście oparte na obliczaniu odległości, nie wymagające procesu uczenia maszynowego. Badania wykazały wysoką skuteczność klasyfikacji wybranych odbiorników zapewnianej przez obie metody. Keywords: appliance identification, random forest, k Nearest Neighbours. Słowa kluczowe: identyfikacja odbiorników energii elektrycznej, las losowy, k Najbliższych Sąsiadów. Wprowadzenie Nieinwazyjna identyfikacja odbiorników energii elektrycznej to aktualne i ważne zadanie dla zaawansowanych systemów pomiarowych. Jest ono trudne ze względu na dużą liczbę różnorodnych urządzeń działających w sieci energetycznej, a także charakter ich pracy. Istotą systemu identyfikacyjnego jest poprawne określenie zbioru odbiorników działających zarówno w konkretnym momencie jak i wybranym przedziale czasu, na podstawie cech sygnałów prądu i napięcia mierzonych w p więcej » Czytaj za darmo! »

Electric and magnetic fields near power transmission lines as the function of temperature of wires DOI:10.15199/48.2016.11.48

Olgierd MAŁYSZKO Michał ZEŃCZAK

Electric field intensity near power lines is the function of voltage and configuration of line, while magnetic field intensity is the function of flowing currents and of course configuration of line. The distance between wires and ground is the function of temperature of wires. The aim of the paper is finding the relationships between temperature of wires and electric field intensity and magnetic field intensity. Streszczenie. Natężenie pola elektrycznego w pobliżu linii elektroenergetycznych jest funkcją napięcia I konfiguracji linii, podczas gdy natężenie pola magnetycznego jest funkcją płynącego prądu I oczywiści też konfiguracji linii. Odległość pomiędzy przewodami i ziemią jest funkcją temperatury przewodów. Celem artykułu jest znalezienie zależności pomiędzy temperaturą przewodów a natężeniem pola elektrycznego i natężeniem pola magnetycznego. (Pola elektryczne i magnetyczne w pobliżu linii elektroenergetycznych jako funkcja temperatury przewodów). Keywords: power transmission line; electric field intensity; magnetic field intensity; temperature of wire. Słowa kluczowe: linia elektroenergetyczna; natężenie pola elektrycznego, natężenie pola magnetycznego, temperatura przewodów. Introduction There are many methods of estimation of electric field (EF) intensity (E) and magnetic field (MF) intensity (H) near power transmission lines [1, 2]. The regular geometrical shape of transmission lines allows calculating precisely the EF intensity and MF intensity values. For determining the distribution of EF intensity around the line, the mirror reflection method and superposition method have been used. For calculating the MF intensity value the Biot- Savart’s law and superposition methods have been used. Electric field intensity near power lines is the function of voltage and configuration of line. The higher potential of wires, the bigger charge on wires and the higher electric field intensity. Besides the higher voltage of line the więcej » Czytaj za darmo! »

Multiphase inset SPMSM machine with additional currents injection of the third harmonic DOI:10.15199/48.2016.11.49

Marek GOŁĘBIOWSKI Lesław GOŁĘBIOWSKI

This paper deals witch the cooperation of the wind turbine - multiphase inset SPMSM generator system with the power grid. The fundamental and 3rd harmonic current cooperation is used to increase the generator performance. This is accomplished by means of the 3rd harmonic current injection. The validity of the application of multi-phase generators is confirmed. Streszczenie. Niniejszy artykuł dotyczy współpracy turbiny wiatrowej - wielofazowego generatora SPMSM z siecią energetyczną. Współpraca podstawowej i trzeciej harmonicznych prądu służy poprawie wydajności generatora. Jest to osiągane za pomocą iniekcji 3 harmonicznej prądów stojana. W ten sposób potwierdza się zasadność stosowania generatorów wielofazowych. Wielofazowy generator typu 'inset SPMSM' z dodatkową iniekcją prądów trzeciej harmonicznej Keywords: optimal control, wind turbine, SPMSM low-speed generator, the multiphase generator Słowa kluczowe: optymalne sterowanie, turbina wiatrowa, wolnoobrotowy generator SPMSM, generator wielofazowy Introduction A five phase-machine has a mutual shift of phases of the 2π/5 electric angle. It is characterised by interesting properties. In the α1, β1 coordinate system there exist 1st harmonic component (the basic one), and except it there are concurrent harmonics 10n + 1 (n is an integer) and backward harmonics 10n - 1. The 9th harmonic, the next one in the order after the 1st one, has such high harmonic number , that its amplitude is small. Therefore, pulsations of the electromagnetic torque are small and have higher 10ω1 frequency (ω1 is the angular frequency of the basic harmonic). There is also the α2, β2 coordinate system which includes harmonics number 3, 7 etc. The included harmonics have numbers 10n + 3, 10n + 7 etc. The 3rd harmonic can be great enough to generate additional, constant electromagnetic torque. It can be stated that there are two different electric machines linked by the same więcej » Czytaj za darmo! »

The results of the rail induction heating by the current inverter with the parallel resonant circuit DOI:10.15199/48.2016.11.50

Elżbieta SZYCHTA Leszek SZYCHTA Mirosław LUFT Daniel PIETRUSZCZAK

Results of rail induction heating testing are presented in this article. Methods of snow and ice removal from turnouts currently in application are not economical in terms of energy consumption. The electrical method offers ease of assembly and convenience of operation yet generates enormous costs of energy. Ways of saving energy must be explored, therefore. Induction heating described in this paper is one of those. Various types of heaters were employed in laboratory testing of rail induction heating. Application of an inductor in the form of a coil wound around a ferrite core showed maximum energy efficiency. A DC/AC resonant converter including a current inverter and a parallel resonant circuit supplied power to the inductor. The results support the method of rail induction heating in railroad turnouts. Streszczenie. Artykuł przedstawia wyniki badań grzania indukcyjnego szyny kolejowej. Stosowane obecnie metody służące do usuwania śniegu i oblodzeń z rozjazdów kolejowych nie są energooszczędne. Metoda elektryczna jest łatwa w montażu i wygodna w eksploatacji, natomiast pociąga za sobą ogromne koszty zużycia energii. W związku z tym zachodzi potrzeba poszukiwania sposobów oszczędzania energii. Jedną z nich, opisaną w artykule, jest metoda grzania indukcyjnego. W badaniach laboratoryjnych grzania indukcyjnego szyny użyto różnych rodzajów grzałek. Największą efektywność energetyczną w obrębie stopki szyny uzyskano przy zastosowaniu wzbudnika w kształcie cewki nawiniętej na rdzeniu ferrytowym. Do zasilania wzbudnika użyto przekształtnika rezonansowego DC/AC z falownikiem prądu i równoległym obwodem rezonansowym. Uzyskane wyniki badań wykazują przydatność metody grzania indukcyjnego szyny w rozjazdach kolejowych. (Przekształtnik DC/AC z równoległym obwodem rezonansowym w systemie grzania indukcyjnego rozjazdu kolejowego) Keywords: induction heating of railroad turnouts, DC/AC converter, resonant circuit Słowa kluczowe: grzanie indukcyjne rozja więcej » Czytaj za darmo! »

Experimental Comparison of Vibration and Acoustic Emission Signal Analysis Using Kurtosis-Based Methods for Induction Motor Bearing Condition Monitoring DOI:10.15199/48.2016.11.51

Mohd Sufian OTHMAN Mohd Zaki NUAWI Ramizi MOHAMED

Vibration and acoustic emission (AE) signal measurement are established tools in condition monitoring of bearings. This paper presents a comparison between two statistical methods, i.e. kurtosis, and another kurtosis based method called I-kaz using simultaneous signal of vibration and AE. The existence of harmonics fault frequencies in envelope spectrums also have been discussed. The results reveal that both signals are suitable for induction motor bearing fault detection. Streszczenie. W artykule przedstawiono porównanie dwóch metod statystycznych, kurtozy oraz I-kaz używająnych do diagnostyki łożyskowania maszyn elektrycznych. Jako sygnały diagnostyczne wykorzystuuje się pomiar wibracji i emisji akustycznej.(Eksperymentalne porównanie drgań i analizy sygnałów emisji akustycznej do monitorowania stanu łożysk). Keywords: bearing fault, kurtosis, I-kaz. Słowa kluczowe: monitorowanie stanu łożyska, kurtoza, I-kaz. 1. Introduction Bearing is one of important components in rotating machines that enable smooth acceleration and reduce friction. Ball and roller bearing are common type of bearing used in induction motors. Normally, an induction motor has two bearings supporting the rotor shaft; at the fan-end side, and at the drive-end side. The faulty bearing can cause major defects to motor if not fixed in a timely manner. The common failure observed in bearing elements are inner race fault and outer race fault. Vibration analysis is the most widely used technique for fault detection of rotating machineries and components such as bearings and gears. As vibration can be represented by the displacement, velocity or acceleration, any sensor that measure any of these variables can be used. Piezoelectric accelerometer is the most popular detector used to measure vibration because of rugged, small and relatively inexpensive [1]. Therefore, this study focused on acceleration measurement using an accelerometer. Acoustic emission (AE) is the p więcej » Czytaj za darmo! »

Unique Micro System Stimulator with High Data Rate and Efficient Power Recovery Circuit DOI:10.15199/48.2016.11.52

Mokhalad Khaleel Alghrairi Nasri Bin Sulaiman Roslina Bt Mohd Sidek Saad Mutashar

This paper present an efficient micro-system stimulator to transfer data and power in biomedical implanted device by using Amplitude shift keying (ASK) modulation technique. The proposed system operates with low frequency 6.78MHz accordance to the industrial-scientific-medical (ISM) bands to avoid the biological tissue damage. The system design include new ASK modulator, class-E power amplifier, half wave rectifier, voltage regulator (LDO) and new ASK demodulator structure without passive elements to transfer 500Kb/s of data with modulation index 12.5%. The efficient inductive coupling link with 74.47% of efficiency is driven by class-E power amplifier with high efficiency up to 94.5%. Adequate and stable 1.8V DC are generated by the modified rectifier and voltage regulator to power the implanted electronics which occupies small area and does not have a thermal protection circuit or passive elements. The proposed ASK demodulator structure is developed to collect a synchronised demodulated signal that has minimum error without using delay-locked loops (DLL) circuits and clock recovery circuit. This system designed by using OrCAD Pspice 16.6 software, which employed 0.35 μm CMOS technology as a basis. Streszczenie. W artykule opisano mikrosystem używany w stymulatorach biomedycznych przeznaczony dpo transferu danych i zasilania. System wykorzystuje kodowanie ASK z częstiotliwością 6.78 MHz. System składa się z modulatora ASK, wzmacniacza mocy klasy E, prostownika, regulatora napięcia LDO I dempodulatora ASK. Mikrosystem sty,mulatora biomedycznego o dużej szybkości przesyłu danych i skutecznym układzie zasilania. Keywords: Bio implantable devices, inductive link, power amplifier, power transmission, ASK modulation. Słowa kluczowe: bioimplanty, modulacja ASK, przesył danych Introduction The implanted micro-system stimulator falls under the bio-implantable device classification. It is employed towards stimulating the nerves and muscles wh więcej » Czytaj za darmo! »

Assessment of utilizing stand-alone renewable energy scenarios to feed a passenger service station in Saudi Arabia DOI:10.15199/48.2016.11.53

Yaser Anagreh Badr Alshammari

This paper is directed to simulate, analyze and assess different off-grid renewable supply options to feed a proposed passenger services station on Al-Nafud dessert / Saudi Arabia. The results show that wind only and off-grid hybrid wind/PV schemes are technically visible and economically vital. Stand-alone wind energy scenario becomes the most preferable option; having the lowest NPC, if diesel price is increased to 0.3$/l. Moreover, the utilization of such renewable energy supply option will eliminate great amount of gas emissions produced by diesel generator. Streszczenie. W artykule analizowano możliwości wykorzystania źródła energii odnawialnej do zasilania stacji obsługi pasażerów na pustyni Al- Nafud. Analiza możliwości zastosowania zasilania ze źródeł energii odnawialnej stacji obsługio pasażerów na pustyni Keywords: solar energy, wind energy, renewable energy Słowa kluczowe: ogniwa fotowoltaicznej, energia wiatrowa Introduction Nowadays, the implementation of renewable energy (RE) resources, like wind and solar, has received a great concern due to their advantages over conventional energy sources. Since Saudi Arabia has a high solar insolation level and acceptable level of wind speed, utilization of these energy resources to contribute in supplying electric load demand will be feasible and vital. As far as the authors concern, the literature lacks to an extensive study dealing with the implementation of various solar/wind supply options to feed electrical loads in Saudi Arabia. The current study investigates the technical feasibility and economic viability for various energy supply options to feed the load demand of the proposed passenger service center, which is intended to be located on the Al-Nafud road 200 km from Hail city / Saudi Arabia. Therefore, the results obtained will provide an important step for practical implementation of RE resources in remote and desert areas not only in KSA but also in other countries ha więcej » Czytaj za darmo! »

Identification of instruments and implants with RFID and Data Matrix Codes for the use at the instrument table DOI:10.15199/48.2016.11.54

LUKAS BÖHLER MATEUSZ DANIOL CHRISTIAN WEHRLE

The number of instruments and implants increases the more complex surgeries get. Furthermore, sometimes the labeling is hard to read what takes more time to find the right piece. This research is about the development of a scanner for the identification of medical instruments and implants in an operating theatre. Identification takes place either with passive Radio Frequency Identification (RFID) transponders or Data Matrix barcodes. The data gets transmitted with a Bluetooth module to a connected which analyses the transmitted data and displays both information and a picture. The control of the scanner hardware takes place with a built-in microcontroller, which also connects the scanner with the Bluetooth module. The barcode scanner is able to read the smallest code size of 127 μm in a distance from 43 to 115 mm. RFID transponders placed on or in metal can be read in a distance up to 44 cm depending on the part structure. Streszczenie. Wraz ze skomplikowaniem operacji chirurgicznych rośnie liczba wykorzystywanych w nich narzędzi i implantów. Szybka i poprawna identyfikacja tych narzędzi na podstawie jedynie etykiety nie zawsze jest możliwa. Artykuł prezentuje prototyp skanera służącego do identyfikacji instrumentarium oraz implantów w warunkach panujących na sali operacyjnej. Identyfikacja jest możliwa zarówno poprzez pasywne identyfikatory Radio Frequency Identification (RFID) jak i kody paskowe w formacie Data Matrix. Skaner działa pod kontrolą wbudowanego mikrokontrolera. Dane na temat zidentyfikowanych narzędzi są przesyłane za pomocą modułu Bluetooth do urządzenia mobilnego, gdzie są prezentowane w formie tekstowej i graficznej użytkownikowi. Odczyt kodów paskowych jest możliwy z odległości od 43 do 115 mm dla najmniejszych kodów o rozmiarze 127 μm. Zasięg odczytu identyfikatorów RFID, wbudowanych lub naklejanych, wynosi do 44 cm w zależności od struktury implantu lub narzędzia. Identyfikacja instrumentów i implantów przy wyko więcej » Czytaj za darmo! »

Analysis of composition, morphology and wettability of Mo thin layers deposited on glass DOI:10.15199/48.2016.11.55

Igor TASHLYKOV Paweł ŻUKOWSKI Oleg MIKHALKOVICH

In this paper a composite structure, topography, wettability of a glass surfaces modified by means of ion-assisted deposition of molybdenum films in conditions of a self-irradiation are discussed. Streszczenie. W niniejszej pracy przedstawiono struktury kompozytowe, topografie, zwilżalność powierzchni szkła modyfikowanego na drodze naparowywania jonowego warstwy molibdenu w warunkach napromieniowania. (Analiza składu, morfologii i zwilżalności Mo cienkiej warstwy osadzonej na szkle). Słowa kluczowe: nanowymiarowe warstwy, skład, topografia, zwilżalność. Keywords: nanodimension films, composition, topography, wettability. Instroduction The deposition of nanodimension metal films on glass wafers has both scientific and practical interest. Molybdenum thin films are often considered as suitable back contact at manufacture of solar cells. Several metals have been investigated for using as back contact of CuInSe2 (CIS) and CuIn1-xGaxSe2-based (CIGS) solar cells [1].The choice of molybdenum as the material for back contact layer of CIS and CIGS solar cells is based on the requirements imposed by the application and the different processing steps. Mo as back contact has desired stability at the processing temperature, resistance to alloying with absorber layer elements such as Cu and In, and its low contact resistance to CIGS. For CIGS solar cells, the back contact is a thin metallic Mo layer that not only provides the back electrical connection, but also is considered as crystal seed grains for the growth of CIGS absorber [2]. Thus, we shal więcej » Czytaj za darmo! »

Synthesis and properties of doped ZnO ceramics DOI:10.15199/48.2016.11.56

Evgheni N. PODDENEZHNY Natalie E. DROBISHEVSKAYA Aleksander V. MAZANIK Olga V. KOROLIK Aleksander S. FEDOTOV Aleksander K. FEDOTOV Ivan A. SVITO Tomasz N. KOLTUNOWICZ

In our work, we studied zinc oxide ceramic samples doped with aluminum and gallium. Structure peculiarities of ceramics depending on their synthesis regime were investigated by the SEM, EDX, XRD, and Raman spectroscopy methods. It was demonstrated that at some technological conditions the formation of indesirable phases of zinc aluminate or gallate may occur preventing an uniform material doping and reducing quality of samples. Single-phase ZnO ceramics were produced when the nanostructured alumina powders were used as a dopant source. The correlations between the synthesis regimes of ZnO ceramics and their electrophysical parameters essential for thermoelectric figure-of-merit (electrical conductivity and Seebeck coefficient) have been established. The best electrophysical characteristics were obtained when the nanostructured alumina produced by combustion in isopropyl alcohol was used as a dopant. Conductivity and Seebeck coefficient of such ceramics are equal to 3·103 S/m and -0.27 mV/K, respectively, corresponding to the power factor of 2.2·10-4 W/(m·K2). Streszczenie. W naszej pracy zbadaliśmy próbki ceramiki tlenku cynku domieszkowanej aluminium oraz galem. Specyfikę struktury ceramiki zależącą od warunków syntezy zbadano metodami SEM, EDX, XRD oraz spektroskopią Ramana. Zaprezentowano, że dla niektórych warunków technologicznych tworzą się niepożądane fazy glinianu cynku lub galusanu zapobiegając jednolitemu domieszkowaniu materiału oraz zmniejszając jakość próbek. Jednofazowa ceramika ZnO została uzyskana w czasie, gdy nanostrukturalny proszek tlenku aluminium był używany jako źródło domieszki. Określono powiązania pomiędzy warunkami otrzymywania ceramiki ZnO oraz jej elektro-fizycznymi parametrami niezbędnymi do termoelektrycznego współczynnika jakości (przewodnictwo elektryczne oraz współczynnik Seebeck`a). Najlepsze elektrofizyczne charakterystyki otrzymano, gdy używano jako domieszkę nanostrukturalny tlenek aluminiu więcej » Czytaj za darmo! »

Simulation of neutron irradiation influence on p-n-p bipolar transistor characteristics DOI:10.15199/48.2016.11.57

Siarhiej MISKIEWICZ Fadei KOMAROV Aleksander KOMAROV Pawel ZUKOWSKI Viktor MICHAILOV

We have developed numerical model and software to simulate the ionizing radiation influence on the bipolar transistor parameters. The software allows to calculate the input and output characteristics, the current transmission coefficient and other parameters under the irradiation for various temperatures, base and collector voltages. Streszczenie. Opracowaliśmy model numeryczny i oprogramowanie do symulacji wpływu promieniowania jonizującego na parametry tranzystorów bipolarnych. Oprogramowanie pozwala obliczyć parametry wejściowe i wyjściowe, aktualny współczynnik transmisji i inne parametry na podstawie napromieniowania dla różnych temperatur, napięć bazy i kolektora. (Symulacja wpływu promieniowania neutronowego na charakterystyki p-n-p tranzystorów bipolarnych). Keywords: bipolar transistors, neutron flow, transmission coefficient, output characteristics. Słowa kluczowe: tranzystor bipolarny, przepływ neutronów, współczynnik transmisji, charakterystyki wyjściowe. Introduction Nowadays, the bipolar transistors are extensively used in many sectors of micro- and nanoelectronics as the amplifiers, generators, keys, regulators etc. Their operation in the radiation environment, e.g. in the open space, on the nuclear power plants, during the nuclear blast etc. can be difficult through the radiation-induced changes in operating parameters. The forecasting of these changes is a one of the main problems of development and production of the radiadiation-resistant hardware. The computer simulation is the most optimal method to resolve this problem. The subject We consider the p-n-p bipolar transistor that is the part of integral structure shown in figure 1. Fig.1. więcej » Czytaj za darmo! »

Charge sensitive techniques in tribology studies DOI:10.15199/48.2016.11.58

Anatoly ZHARIN Kanstantsin PANTSIALEYEU Marek OPIELAK Przemysław ROGALSKI

Celem niniejszej pracy było zbadanie zmian występujących na powierzchniach materiałów pod wpływem tarcia za pośrednictwem ciągłej i nieniszczącej metody analizy pracy wyjścia elektronu. W pracy przedstawiono pomiary funkcji pracy wyjścia elektronów określone za pośrednictwem techniki kontaktowej różnicy potencjałów (metoda Kalvin-Zisman’a, metoda bezwibracyjna i kondensatorów jonizacyjnych), oraz doświadczalne zastosowanie tych metod w analizie procesu tarcia. Opracowano techniki badań tribologicznych wykorzystujących sondy ładunku elektrycznego. Przedstawiono przykładowe wyniki pomiarów pracy wyjścia elektronów podczas tarcia, dla próbek ze stali I brązu. Analiza funkcji wyjścia bezpośrednio w trakcie występowania tarcia umożliwiła określenie rodzajów tarcia, dynamiki powstawania defektów, identyfikacji uszkodzeń lokalnych mikrochropowatości oraz ewolucji topologii powierzchni ścieranej. Badanie zmian występujących na powierzchniach materiałów pod wpływem tarcia za pośrednictwem ciągłej i nieniszczącej metody analizy pracy wyjścia elektronu Abstract. The goal of the present work was to study of changes occurring at the surface materials during friction by the continuous non-destructive testing of electron work function. The paper describes the electronic work function measurements by the contact potential difference techniques (the Kelvin-Zisman, the Non-vibration and the Ionization capacitors), and experimental demonstration of the possibility of their application for the analysing of the friction processes. The techniques of tribological studies using charge sensitive probes are developed. Examples of measurements work function during friction for the bronze and steel samples are present. The study work function directly in the process of friction possible to determine the modes of friction and dynamics of defects on the surface friction identify spots of destruction on local microroughnesses, the surface topology evolution. Keyword więcej » Czytaj za darmo! »

A Novel of Surface Tension Measurement DOI:10.15199/48.2016.11.59

Pipat Somjai Worawat Sa-ngiamvibool

A new surface tension measurement is presented. The design used variations of relations of distance between parallel conductive plates (d) and the surface tension values ( γ ). This experiment was conducted by measuring the electrical capacitance values which varied due to the surface tension of water at round-shaped parallel conductive plates with 3 in diameters at the surface tension of 64.47mN/m - 72.75mN/m Streszczenie. Przedstawiono nową metode omiaru napięcia powierzchniowgo bazująca na pomiarze podległości miedzy dwoma przewodzacymi płytkami. Pomiarowi podlega pojemność między tymi płytkami. Nowa metoda pomiaru napięcia powierzchniowego Keywords : surface tension, measurement Słowa kluczowe : napięcie powierzchniowe, pomiary Introduction Surface tension is a natural phenomenon that occurs on the surface of liquid in contact with another liquid or solid surface. The surface molecules bound over the two surfaces. This is called cohesive force or surface tension [1]. In general, the surface tension is used to explain chemical behavior of liquids acts as an index to monitor the quality of industrial products such as detergent products, cosmetics, medicines, lubricants, pesticides, and food products. In addition, the surface tension that occurs has an effect on steps of industrial procedures such as distillation and extraction [2,3] including the examination of the quality of production process. The measurement techniques of surface tension of liquids can be classified as follows; Group 1: Direct Measurement Using a Microbalance such as Wilhelmy Plate [4] and Du Noüya Ring [5]. Group 2: Measurement of Capillary Pressure such as Maximum Bubble Pressure [6] and Growing Drop [7]. Group 3: Capillary Force and Gravity Force such as Capillary Rise [8] and Drop Volume [9]. Group 4: Gravity-Distorted Drop such as Pendant Drop [10] and Sessile Drop [11]. And group 5: Reinforced Distortion of Drop such as Spinning Drop [12] and Mi więcej » Czytaj za darmo! »

Enhancing the accuracy of standard embedded RTC module with random synchronization events and dynamic calibration DOI:10.15199/48.2016.11.60

Iztok BLAZINSEK Amor CHOWDHURY

This paper presents a three-step calibration method for improving the accuracy of the standard crystal oscillator, which is running the embedded RTC (real time clock) module in a standalone not networked sensor device. The first is the analysis and verification of the hardware design. The second step includes implementation of the static calibration procedure where special attention is given to the power use. In the last step the dynamic calibration procedure is implemented, based on the random synchronization events. The developed method should offer a mix of good stability and power efficiency, small footprint and competitive price. Streszczenie. Zaprezentowano metodę kalibracji i poprawy dokładności generatora wykorzystywanego we wbudowanym module zegara RTC (real time clock).Poprawa dokładności modułu zegara RTC z losową synchronizacją I dynamiczną kalibracją Keywords: accuracy improvement, accuracy enhancement, calibration procedures, calibration methods. Słowa kluczowe: zegar kwarcowy, kalibracja. Introduction The concept of internet of things foresees interconnection of embedded systems, which com-bine a variety of sensors to perform the defined functionality within the network. Most of such embedded systems and sensor networks need a reliable time source to operate properly [1, 2]. In this paper we will present a three step method, with which we will try to improve the accuracy and stability of the RTC module. The first step analyse the current RTC to determinate initial accuracy. Second step is the static calibration with heavy emphasis on the power consumption. The final step is the experimental dynamic calibration with which the accuracy of each individual RTC module is furthers improved. Presentation of the secure authentication node device The secure authentication sensor node represents a base device, on with our study is performed. It’s designed with the STM32F10x series of microcontroller [3]. This microcont więcej » Czytaj za darmo! »

DTC-ST and DTC-SVM Control of Five-Phase Induction Motor with MRASCC estimator DOI:10.15199/48.2016.11.61

Jacek LISTWAN Krzysztof PIEŃKOWSKI

The paper presents the methods of the Direct Torque Control of five-phase squirrel-cage induction motor with MRASCC estimator. The mathematical models of the five-phase induction motor, voltage inverter and the MRASCC estimator have been described. The structures of Direct Torque Control with Switching Table (DTC-ST) and the Direct Torque Control with Space Vector Modulation (DTC-SVM) are analyzed. Results of simulation studies of the Direct Torque Control methods are presented. Streszczenie. W artykule przedstawiono metody bezpośredniego sterowania momentem 5-fazowego silnika indukcyjnego klatkowego z zastosowaniem estymatora MRASCC. Opisano modele matematyczne 5-fazowego silnika indukcyjnego, falownika napięcia i estymatora MRASCC. Przeprowadzono analizę bezpośredniego sterowania momentem DTC z wykorzystaniem tablicy przełączeń (DTC-ST) oraz z zastosowaniem modulacji wektorowej (DTC-SVM). Przeprowadzono badania symulacyjne układów sterowania momentem oraz przedstawiono wyniki badań symulacyjnych. (Analiza sterowania DTC-ST i DTC-SVM 5-fazowym silnikiem indukcyjnym z wykorzystaniem estymatora MRASCC) Keywords: five-phase squirrel-cage induction motor, MRASCC estimator, sensorless drives, Direct Torque Control Słowa kluczowe: 5-fazowy silnik indukcyjny klatkowy, estymator MRASCC, napędy bezczujnikowe, bezpośrednie sterowanie momentem Introduction In the industrial drive systems the conventional threephase squirrel-cage induction motors are commonly used. Conventional three-phase motors do not have high reliability of operation because the break of only one stator phase eliminates the possibility of further motor operation. In addition during frequency control of a conventional threephase induction motor the pulsations of the electromagnetic torque and the current in the DC link of frequency converter usually have large amplitudes. For these reasons, recently, there is a great interest in using the new constructions of squirrel-cage in więcej » Czytaj za darmo! »

Nieliniowe modele matematyczne łuku elektrycznego DOI:10.15199/48.2016.11.62

Antoni SAWICKI Maciej HALTOF

Podano ograniczenia w stosowaniu wybranych prostych jednowymiarowych modeli matematycznych łuku elektrycznego. Szczególną uwagę zwrócono na wpływ zmian temperatury plazmy na nieliniowości charakterystyk statycznych i dynamicznych łuku. Opisano wybrane modele nieliniowe łuku o różnym stopniu uogólnienia. Wskazano na największą uniwersalność uogólnionego modelu Pentegowa ze zmienną funkcją tłumienia, którego szczególnymi przypadkami są modele Pentegowa i Biełkina. Zbadano efektywność wykorzystania uogólnionego modelu Pentegowa do odwzorowania procesów w obwodzie z łukiem elektrycznym. Abstract. Limits of applications of chosen one-dimensional mathematical electric arc models have been presented. The influence of plasma temperature variations on nonlinearity of static and dynamic arc characteristics have been highlighted. There have been described chosen nonlinear electric arc models with varying degrees of generalization. The high universality of the generalized Pentegov arc model with variable damping function which special cases are Pentegov and Bielkin models were pointed out. The output use of the generalized Pentegov arc model applied to simulate processes in a circuit with an electrical arc has been investigated. (Nonlinear mathematical models of the electric arc). Słowa kluczowe: łuk elektryczny, model Pentegowa, charakterystyki statyczne, modele nieliniowe, temperatura plazmy. Keywords: electric arc, Pentegov model, static characteristics, nonlinear models, plasma temperature. Wstęp Rozwój metod numerycznych doprowadził do upowszechnienia programów polowych umożliwiających szczegółową analizę procesów w czasie i w obszarze kanału wyładowczego urządzenia elektrotechnologicznego podczas płonięcia łuku elektrycznego. Jednakże zgodnie z zasadą Pareto nie zawsze bardzo duże wysiłki obliczeniowe i pomiarowe uzasadniają takie szczegółowe podejście do rozwiązywania zagadnień inżynierskich. Z tego powodu nadal powszechnie używane są model więcej » Czytaj za darmo! »

Pojazdy elektryczne jako mobilne źródła mocy biernej DOI:10.15199/48.2016.11.63

Sławomir BIELECKI

Pojazdy elektryczne są elementem składającym się na inteligentną sieć elektroenergetyczną (Smart Grid), bowiem poza funkcją transportową mogą dostarczać usług energetycznych w zakresie bilansowania mocy. W tym celu można odpowiednio wykorzystywać sterowalne układy ładowania takich pojazdów. Oczywistym wydają się zastosowania w bilansowaniu energii elektrycznej o charakterze czynnym. Tymczasem, w światowej literaturze pojawiły się pierwsze opracowania, pokazujące możliwości wykorzystywania pojazdów elektrycznych do dostarczania mocy biernej, zgodnie z potrzebami systemu dystrybucyjnego. Artykuł przybliża tą problematykę, przedstawiając przegląd stanu wiedzy technicznej oraz zagranicznej literatury związanej z tą nowatorską problematyką. Abstract. Electric vehicles are components of a Smart Grid as, in addition to the transport function, they can provide ancillary energy services like balancing power in power systems. For this purpose, it is possible to use controlled charging systems of such vehicles. Obviously, electric vehicles may also be applied in balancing of the active power. Meanwhile, in the world literature, one comes across the first studies showing the possibility of using electric vehicles to provide reactive power to distribution grid, in accordance to the needs of electric power system. The paper introduces these issues, presents an overview of the state of technical knowledge and international articles related to the subject matter. (Electric Vehicles as a Mobile Source of Reactive Power). Słowa kluczowe: pojazdy elektryczne, moc bierna, V2G, usługi systemowe, inteligentne sieci elektroenergetyczne Keywords: electric vehicles, reactive power, V2G, ancillary services, Smart Grid Wstęp Jednym z elementów inteligentnej sieci energetycznej (Smart Grid) jest możliwość jej współpracy z pojazdami elektrycznymi. Samochody elektryczne mogą być traktowane nie tylko jako środki transportu, ale również jako mobilne punkty realizujące więcej » Czytaj za darmo! »

Analyses and Measurements of Hardware Generated Random Binary Sequences Modeled as Markov Chains DOI:10.15199/48.2016.11.64

Marek LEŚNIEWICZ

The paper presents a new approach to modelling of binary random sequences, where versatile models that reflect properties of these sequences are revealed and discussed. In particular, the analysis covers the problems of stationarity and ergodicity of random sequences, the forms of their multi-dimensional distributions of probability and the essence of their isomorphism. The theoretical analyzes have been verified by measuring experiments. Streszczenie. W artykule przedstawiono nowe podejście do modelowania losowych ciągów binarnych. Wszechstronnie przeanalizowano problemy ich stacjonarności i ergodyczności, postaci wielowymiarowych rozkładów prawdopodobieństw i istotę izomorfizmu. Analizy teoretyczne zostały potwierdzone doświadczalnie. (Analizy i pomiary sprzętowo generowanych losowych ciągów binarnych modelowanych jako łańcuchy Markowa.) Keywords: randomness, entropy, random binary sequence, Markov chain Słowa kluczowe: losowość, entropia, losowy ciąg binarny, łańcuch Markowa Introduction Investigations and evaluation of physically generated random binary sequences can be carried out by means of various methods. The first approach that is rather historical and nowadays is commonly put in question is the method of investigations by means of a set of statistic tests [1]. The method assumes that the sample sequence is examined a posteriori, i.e. upon having the sequence generated with no consideration to the mechanism of generation, thus the properties and parameters of the sequence are a priori unknown. The method is merely sufficient to check whether of not the examined sequence meet requirements of the specific statistical test. The second method that is described in the associated paper [2] consists in verification how much the sample sequence subjects to the random pattern of distribution, where the verification is carried out on the basis of the expected entropy that is theoretically determined beforehand and the sample en więcej » Czytaj za darmo! »

Automatyka odciążająca sieć przesyłową oparta na zaniżaniu wytwarzania DOI:10.15199/48.2016.11.65

Konrad GRYSZPANOWICZ Jan MACHOWSKI Sylwester ROBAK

Ze względów ekonomicznych rozwój sieci przesyłowych oparty jest na kompromisie miedzy kosztami inwestycyjnymi a odpornością systemu elektroenergetycznego na zakłócenia. Zakłada się, że system elektroenergetyczny musi wytrzymać typowe zakłócenia prawdopodobne i mało prawdopodobne. Aby nie dopuścić do rozwoju awarii po wystąpieniu bardzo mało prawdopodobnych zakłóceń ekstremalnych wprowadza się do systemu rozmaite automatyki przeciwawaryjne nazywane też zabezpieczeniami specjalnymi. W tym artykule opisano automatykę odciążającą łagodzącą przeciążenia linii przesyłowych w pobliżu elektrowni. Automatyka ta wykorzystuje możliwości automatycznego zaniżenia mocy zespołów wytwórczych i została wykonana dla jednej z dużych elektrowni. Abstract. For financial reasons expansion of transmission networks is based on the compromise between investment costs and ability of power system to withstand disturbances. It is assumed, that power system must withstand typical credible and non-credible disturbances. To avoid blackouts following extreme disturbances the power systems are equipped with emergency control also referred to as special protection. In this paper an overload emergency control is described. It has been designed and implemented in order to alleviate overloads in transmission lines in the vicinity of large steam power plant. It utilizes capability of steam generating units to curtail automatically real power. (Overload emergency state control of transmission network based on generation curtailment) Słowa kluczowe: automatyka odciążająca, sieci przesyłowe, łagodzenie przeciążeń, zaniżanie wytwarzania. Key words: overload emergency control, transmission networks, alleviation of overloads, generation curtailment. 1. Wstęp Rozwój sieci przesyłowej planuje się akceptując kompromis między kosztami inwestycyjnymi a odpornością systemu elektroenergetycznego (SEE) na zakłócenia. Podstawą dla planistów są kryteria planowania składające się ze zdarzeń, więcej » Czytaj za darmo! »

Influence of production technology on magnetic properties of nanocrystalline stacked and block magnetic cores DOI:10.15199/48.2016.11.66

Cezary ŚWIEBODA Jacek LESZCZYŃSKI

Nanocrystalline soft magnetic materials are more and more commonly used in power electronic industry. New production techniques and different treatment methods are still developed and as a result new solutions are available. Two types of large nanocrystalline magnetic cores are proposed in the paper. First, nanocrystalline magnetic stacked core (NMSC) with distributed air gap. Second, nanocrystalline magnetic block core (NMBC) with a specific number of air gaps. Differences in cores construction and magnetic properties are presented. Streszczenie. Materiały nanokrystaliczne są coraz bardziej powszechne w przemyśle energoelektronicznym. Opracowywane są co raz to nowsze technologie produkcji, czego rezultatem są nowe rozwiązania. W artykule przedstawiono dwa typy nanokrystalicznych rdzeni magnetycznych o dużych masach. Nanokrystaliczne rdzenie pakietowane (NMSC) z rozproszoną szczeliną powietrzną oraz nanokrystaliczne rdzenie blokowe (NMBC). (Wpływ technologii produkcji na własności magnetyczne nanokrystalicznych rdzeni pakietowanych oraz blokowych). Keywords: magnetic cores, nano structured materials, power engineering. Słowa kluczowe: rdzenie magnetyczne, materiały nanokrystaliczne, energetyka Introduction Constant and fast development of power electronic and related industrial sectors force the magnetic cores manufactures to improve their products and technologies and to develop new inductive solutions. The research in many areas like e.g. material engineering, thermodynamics, magnetics and electrotechnics must be conduct in order to make it possible. Construction of magnetic cores have been changing over the years being dependent on application requirements [1 - 3]. The most widely used cores types now are toroidal cores, toroidal cut cores, oval cores, oval cut cores and nowadays stacked and block cores with various configurations. Such a magnetic cores are made of different soft magnetic materials: conventional electrotechnical więcej » Czytaj za darmo! »

A New Simple Method for Assessing Security of Low-Voltage Power Networks Development Variants DOI:10.15199/48.2016.11.67

Adrian HALINKA Piotr RZEPKA Paweł SOWA Mateusz SZABLICKI

This paper presents a new and simple expert method for assessment of potential development variants of LV power networks. The network security, dispatching personnel and power consumers were taken into consideration. The uniqueness of the method is its ease of use. Each variant was evaluated using 20 indicators. These indicators are defined clearly and concern the narrow-themed aspects of security of the power network operation. Analyses performed with the use of the authors’ method may also include the presence of generating units. Streszczenie. W artykule przedstawiono nową, prostą metodę eksperckiej oceny potencjalnych wariantów rozwoju sieci niskiego napięcia z punktu widzenia bezpieczeństwa pracy sieci, służb ruchowych i odbiorców. Cechą szczególną opracowanej metody jest łatwość jej stosowania. Każdy wariant sieci jest oceniany przy użyciu ponad 20 wskaźników. Wskaźniki te są jednoznacznie zdefiniowane i dotyczą wąskotematycznych aspektów bezpieczeństwa pracy sieci. Analizy prowadzone z wykorzystaniem tej metody mogą również uwzględniać obecność źródeł wytwórczych. (Nowa, prosta metoda oceny bezpieczeństwa wariantów rozwoju sieci niskiego napięcia). Keywords: LV network development, power system automation, power network operation security, LV network power system protection. Słowa kluczowe: rozwój sieci nn, automatyzacja sieci nn, bezpieczeństwo użytkowania sieci elektroenergetycznej, automatyka zabezpieczeniowa sieci nn. Introduction A Low-Voltage (LV) power network is designed to transmit electricity from higher voltage networks to individual consumers (for example municipal users). One of the requirements for LV networks is a high security of usage for the users. Among the group of users are primarily the users connected to this network. The Dispatching services, responsible for the network infrastructure, are also treated as the users. The LV network security means primarily the protection of the network (network eleme więcej » Czytaj za darmo! »

Niezawodność systemu elektroenergetycznego w ujęciu regulacji jakościowej DOI:10.15199/48.2016.11.68

Paweł SOWA Janusz KURPAS

Artykuł podejmuje tematykę niezawodności sieci dystrybucyjnej w kontekście wprowadzonej regulacji jakościowej. Autorzy proponują wielopłaszczyznowe spojrzenie na aspekty niezawodnej dostawy energii elektrycznej - wskazując na perspektywę Klienta, jako ujęcie opisane wskaźnikami SAIDI i SAIFI i wykorzystywane w modelu regulacji Operatorów Systemów Dystrybucyjnych. Abstract. Article refers to the reliability of the distribution network in the context of the quality regulation. The authors propose a multi-focused look at the aspects of a reliable supply of electricity - pointing to the customer perspective, described by indicators SAIDI and SAIFI and used in the regulation model of Distribution System Operators. (Reliability of distribution system in terms of quality regulation). Słowa kluczowe: regulacja jakościowa, niezawodność, SAIDI, SAIFI, strategia inwestycyjna, zarządzanie majątkiem, OSD. Keywords: reliability, SAIDI, SAIFI, investment strategy, asset management, DSO. Wstęp System elektroenergetyczny, rozumiany jako zbiór elementów służących do niezawodnej dostawy czy odbioru energii elektrycznej [1] można opisać na wiele sposobów. Jedną z perspektyw, w której można analizować prawidłowość pracy systemu elektroenergetycznego jest perspektywa Klienta. Klienta rozumianego jako głównego beneficjenta funkcji celu istnienia systemu, Klienta - odbiorcy, Klienta - wytwórcy, Klienta - prosumenta. W każdym z przypadków Klient ostatecznie weryfikuje niezawodność pracy systemu. Przedmiotem tego artykułu nie będzie odniesienie do metod oceny niezawodności systemu, opisanych min. w pozycji [2]. Autorzy skoncentrują się na przedstawieniu pojęcia niezawodności w aspekcie regulacji sektora elektroenergetycznego, a w szczególności obowiązków nałożonych na krajowych operatorów systemów dystrybucyjnych. W Polsce rok 2016 jest pierwszym rokiem obowiązywania tzw. "regulacji jakościowej" [3] i stanowi ważny krok w procesie przemian sektora dystry więcej » Czytaj za darmo! »

Przesył energii elektrycznej - potrzeby,progi i bariery DOI:10.15199/48.2016.11.69

Marek BARTOSIK Waldemar KAMRAT Marian KAŹMIERKOWSKI Włodzimierz LEWANDOWSKI Maciej PAWLIK Tadeusz PERYT Tadeusz SKOCZKOWSKI Andrzej STRUPCZEWSKI Adam SZELĄG

W artykule przeanalizowano stan aktualny i kierunki rozwoju krajowego systemu przesyłowego w kontekście potrzeb gospodarki krajowej. Przedstawiono znaczenie sieci przesyłowych oraz rolę operatorów systemu przesyłowego i systemów dystrybucyjnych w sektorze energetycznym. Oceniono możliwości rozwoju przy uwzględnieniu aktualnych prognoz zapotrzebowania na energię, wytyczono potencjalne kierunki rozwoju. Przedstawiono priorytety inwestycyjne w zakresie budowy, rozbudowy i modernizacji infrastruktury sieciowej, oszacowano efekty rzeczowe i systemowe planowanych działań. Abstract. The paper analyzed the state of art and trends in the development of the Polish transmission system for electricity to meet electricity demand by national economy. The role of power transmission and distribution lines was presented. The posssibilites of development, taking into account current projections of electricity demand were estimated. Development trends were drawn. Priorities of investment in terms of construction, reconstruction and modernization of power grid were presented. Economic and power system effects of planned actions were evaluated. Power transmission - needs,thresholds and bariers Słowa kluczowe: krajowy system przesyłowy, operatorzy systemów przesyłowego i dystrybucyjnych, infrastruktura sieciowa, rozwój systemu Key words: national transmission system, transmission and distribution operators, electricity grid, system development Wstęp Artykuł jest czwartym z planowanej serii sześciu publikacji prezentujących Raport "Energia Elektryczna Dla Pokoleń" (REEDP), przyjęty 16 marca 2016 r. przez ZG SEP i 11 kwietnia 2016 r. przez II Kongres Elektryki Polskiej, a następnie wsparty wspólną uchwałą XXV Kongresu Techniki Polskiej i III Światowego Zjazdu Inżynierów Polskich z 17 czerwca 2016 roku [6]. Dysponentem raportu jest ZG SEP.1 Jest to studium wielopokoleniowej strategii rozwojowej obejmującej problematykę zapewnienia podstaw bezpieczeństwa ene więcej » Czytaj za darmo! »

Kaldi Toolkit in Polish Whispery Speech Recognition DOI:10.15199/48.2016.11.70

Piotr KOZIERSKI Talar SADALLA Szymon DRGAS Adam DĄBROWSKI Dariusz HORLA

In this paper, the automatic speech recognition task has been presented. Used toolkits, libraries and prepared speech corpus have been described. The obtained results suggest, that using different acoustic models for normal speech and whispered speech can reduce word error rate. The optimal training steps has been also selected. Thanks to the additional simulations it has been found that used corpus (over 9 hours of normal speech and the same of the whispery speech) is definitely too small and must be enlarged in the future. Streszczenie. W artykule przedstawiono automatyczne rozpoznawanie mowy. Wykorzystane narzędzia, biblioteki i korpus opisano w artykule. Uzyskane wyniki wskazują, że wykorzystując różne modele akustyczne dla mowy zwykłej i szeptanej uzyskuje się polepszenie skuteczności rozpoznawania mowy. W wyniku wykonanych badań wskazano również optymalną kolejność kroków treningu. Dzięki dodatkowym obliczeniom stwierdzono, że użyty korpus (ponad 9 godzin zwykłej mowy i drugie tyle szeptu) jest zdecydowanie za mały do dobrego wytrenowania systemu rozpoznawania mowy i w przyszłości musi zostać powiększony. (Narzędzia Kaldi w rozpoznawaniu polskiej mowy szeptanej). Keywords: speech recognition, ASR, whispered speech, database. Słowa kluczowe: rozpoznawanie mowy, ASR, mowa szeptana, baza danych. Introduction The automatic speech recognition (ASR) systems become more widely used and are available in most of modern phones as well as in many websites. Those systems are, usually, an alternative to the manual text input, e.g. SMS messages. ASR can be also used for more sophisticated tasks, as support of a speech transcription (e.g. in a parliament or in an army). Most of research in the literature is focused on a normal speech, while the whispery speech is rarely explored (but the largest electronics companies are interested in this topic [1,2]). Apart from the military and reconnaissance usage, automatic whispery speech recognition (A więcej » Czytaj za darmo! »

Śp. Profesor zw. dr hab. inż. Kazimierz Zakrzewski dr h. c.

Andrzej Demenko

Profesor Kazimierz Zakrzewski, wybitny specjalista w dziedzinie elektrotechniki i maszyn elektrycznych, przez ponad 50 lat twórczo pracował w Politechnice Łódzkiej. Był studentem tej Uczelni. W roku 1954, w wieku szesnastu lat, wstąpił w jej mury bez egzaminu wstępnego, po zdaniu z odznaczeniem matury. Bezpośrednio po studiach, z pominięciem stażu, rozpoczął pracę w kierowanej przez prof. Eugeniusza Jezierskiego Katedrze Maszyn Elektrycznych i Transformatorów. Katedrze, w której w tym czasie konsolidowała się grupa wybitnych, znanych na całym świecie naukowców, specjalistów w zakresie obliczeń projektowych transformerów i analizy zjawisk elektromagnetycznych w maszynach elektrycznych. Profesor K. Zakrzewski szybko dołączył do tej grupy. Dwa lata po studiach był już starszym asystentem, a w 1968 r pod promotorstwem Profesora Janusza Turowskiego przygotował rozprawę doktorską "Wyznaczanie pola elektromagnetycznego i strat mocy w masywnym żelazie z uwzględnieniem nieliniowej przenikalności magnetycznej". Rozprawa została wyróżniona nagrodą Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego III stopnia. Realizując badania w ramach pracy doktorskiej Profesor K. Zakrzewski stał się prekursorem zastosowania metod techniki cyfrowej w obliczeniach elektromagnetycznych. Umiejętności korzystania z tej, tak nowej ponad 40 lat temu techniki, zaowocowały opracowaniem nowych algorytmów obliczeniowych i wykonaniem unikalnych w tamtych czasach obliczeń rozkładu pola elektromagnetycznego w ferromagnetykach z uwzględnieniem prądów wirowych. Wyniki badań przedstawił Profesor K. Zakrzewski w ukończonej w 1972 r. rozprawie habilitacyjnej pt. "Pole elektromagnetyczne w ciałach ferromagnety więcej » Czytaj za darmo! »

Kazimierz Zakrzewski, Doktor Honoris Causa Politechniki Opolskiej

Tadeusz Glinka

Prof. dr hab. inż. Kazimierz Zakrzewski zmarł 13 września 2016 roku. Był On wybitnym, w skali międzynarodowej, uczonym w dyscyplinie naukowej elektrotechnika. Jego specjalnościami naukowymi były: elektrodynamika, transformatory, maszyny elektryczne i elektrotermia. W pracach naukowych koncentrował się na modelowaniu pól elektromagnetycznych z wykorzystaniem programów komputerowych. CV i działalność naukowa Profesora Profesor Kazimierz Zakrzewski urodził się w Łodzi w dniu 6-tym lutego 1938 r. Zdał maturę z odznaczeniem w wieku szesnastu lat. Studia ukończył na Wydziale Elektrycznym Politechniki Łódzkiej w 1960 r. Stopień naukowy doktorat uzyskał z wyróżnieniem w 1968 r. Stopień naukowy doktora habilitowanego uzyskał w 1972 r. Tytuł naukowy profesora nauk technicznych uzyskał w 1983 r. W roku 1991 został mianowany na stanowisko profesora zwyczajnego Politechniki Łódzkiej. W roku 2008 przeszedł na emeryturę. Profesor Kazimierz Zakrzewski był nauczycielem akademickim, wychowankiem, znanej w całym świecie Łódzkiej Szkoły Naukowej Transformatorów, której przez wiele lat przewodniczył, stąd tematyk Jego badań naukowych koncentrowała się na transformator więcej » Czytaj za darmo! »

Contents / Spis treści

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY Vol 2016, No 11.Contents 01 Halina NIECIĄG, Rafał KUDELSKI, Krzysztof ZAGÓRSKI - The electrode inspection in integrated manufacturing system 1 02 Jerzy NABIELEC, Andrzej WETULA - A voltage divider with autocalibration - a review of structures 7 03 Jerzy NABIELEC, Andrzej WETULA - A voltage divider with autocalibration - a version with single compensation 11 04 Zbigniew OMIOTEK, Waldemar WÓJCIK - An efficient method for analyzing measurement results on the example of thyroid ultrasound images 15 05 Zbigniew CZAJA - A method of self-testing of an analog circuit terminated by an ADC in electronic embedded systems controlled by microcontrollers 19 06 Zbigniew CZAJA, Bogdan BARTOSIŃSKI - A testing method of analog parts of mixed-signal electronic systems equipped with the IEEE1149.1 test bus 23 07 Stanisław GALLA, Arkadiusz SZEWCZYK - The measurement of input power of power supply in network disturbed by low frequency distortions 27 08 Wojciech LEJKOWSKI, Andrzej P. DOBROWOLSKI, Robert OLSZEWSKI - The measurement system for analyzing heart sounds with ECG reference signal 31 09 Michał KOWALEWSKI - A concept of measurement system based on the Z-Wave standard 35 10 Ryszard SZPLET, Zbigniew JACHNA, Krzysztof RÓŻYC, Paweł KWIATKOWSKI - Measurement subsystem for evaluation of local atomic clocks quality 39 11 Michał OCHOCKI, Dariusz SAWICKI - Facial landmarks localization using binary pattern analysis 43 12 Tomasz CHLUDZIŃSKI, Janusz SMULKO - System of breath collection and analysis for diseases detection 47 13 Adam JÓŚKO - Electrocardiographic signals Wavelet Transform - identification and classification properties 51 14 Zbigniew MARSZALEK, Waclaw GAWEDZKI - Investigations of real conditions properties of the biomedical electrodes with integrated electrode contact quality monitoring system for recording electrocardiographic signals 55 15 Michał DOŁĘGOWSKI, Mirosław SZMAJDA - Mechanisms of electric arc detectio więcej » Czytaj za darmo! »