Please use this identifier to cite or link to this item: http://ena.lp.edu.ua:8080/handle/ntb/45559
Title: Метрологічне забезпечення вимірювання температури та різниці температур для геліосистем
Other Titles: Metrological support of the measurement of temperature difference and temperature in solar systems
Authors: Яцук, В. О.
Олеськів, Т. М.
Yatsuk, V.
Oleskiv, T.
Affiliation: Національний університет “Львівська політехніка”
ПАТ "Концерн Галнафтогаз"
Lviv Polytechnic National University
PJSC Concern Galnaftogaz
Bibliographic description (Ukraine): Яцук В. О. Метрологічне забезпечення вимірювання температури та різниці температур для геліосистем / В. О. Яцук, Т. М. Олеськів // Вимірювальна техніка та метрологія : міжвідомчий науково-технічний збірник. — Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2018. — Том 79. — № 4. — С. 54–64.
Bibliographic description (International): Yatsuk V. Metrological support of the measurement of temperature difference and temperature in solar systems / V. Yatsuk, T. Oleskiv // Measuring equipment and metrology : scientific journal. — Vydavnytstvo Lvivskoi politekhniky, 2018. — Vol 79. — No 4. — P. 54–64.
Is part of: Вимірювальна техніка та метрологія : міжвідомчий науково-технічний збірник, 4 (79), 2018
Measuring equipment and metrology : scientific journal, 4 (79), 2018
Journal/Collection: Вимірювальна техніка та метрологія : міжвідомчий науково-технічний збірник
Issue: 4
Volume: 79
Issue Date: 26-Feb-2018
Publisher: Видавництво Львівської політехніки
Place of the edition/event: Львів
Keywords: сонячний перетворювач
метрологічне забезпечення
вимірювання температури і різниці температур
коригування похибок
Solar converter
Metrological support
Measurement of temperature and temperature difference
Error adjustment
Number of pages: 11
Page range: 54-64
Start page: 54
End page: 64
Abstract: Зазначено, що для істотного зростання ефективності перетворювачів сонячної енергії необхідно точно вимірювати температуру та різницю температур. Вимоги міжнародних нормативних документів перевищують метрологічні параметри найкращих стандартизованих сенсорів температури. Зазначено, що в таких умовах для вирішення цієї проблеми підвищення точності необхідне розроблення термометрів та вимірювачів різниці температур з коригуванням похибок за нескладною та практично придатною процедурою. Показано доцільність реалізації прецизійних термометрів на основі платинових термоперетворювачів опору та багаторозрядних спеціалізованих інтегральних мікросхем. Розроблено структуру прецизійного цифрового термометра, висвітлено особливості його реалізації залежно від характеристики сенсора та без віднімання початкового значення опору в аналоговій формі. На підставі аналізу похибок цифрового термометра запропоновано методику його налаштування з коригуванням адитивної та мультиплікативної складових похибки. Наголошено на складності реалізації точних цифрових вимірювачів різниці температур через необхідність забезпечення інваріантності до впливів чотиридротових з’єднувальних ліній та вимірювальних струмів за істотного зменшення їх порога чутливості. Запропоновано структуру та методику коригування похибок прецизійних вимірювачів різниці температур із різночасовим перетворенням сигналів з обох сенсорів та визначенням результату вимірювання в цифровій формі. Це уможливило уніфікацію схемотехнічних рішень під час побудови як прецизійних термометрів, так і точних і чутливих вимірювачів різниці температур.
It is noted that for the efficiency enhancement of solar energy converters it becomes necessary to measure exactly the temperature and temperature difference. The requirements of normative documents exceed the metrological parameters of the standardized temperature sensors. Therefore, the challenge of thermometers and temperature difference meters accuracies can be solved by errors correction within simple and practically suitable procedure. The expediency of the implementation of precision thermometers based on platinum resistance thermoconverters and multivalued specialized integrated schemes are shown. The structure of the precise digital thermometer is developed. The features of its realization are shown, depending on the sensor. Basing on analyzing the digital thermometer errors, the method for its adjustment is considered. It consists in correcting their additive and multiplicative error components. It is emphasized on the complexity of the implementation of accurate digital temperature difference meters because of the need to ensure the invariance to the effects of four-wire connecting lines and measuring currents after significantly reducing their sensitivity threshold. The structure and errors correction method of precision temperature difference meters with time-varying signals from two sensors and determination of the measurement result in digital form are proposed. It becomes possible to unify the scheme design of precision thermometers as well as sensitive temperature difference meters. To ensure the effectiveness of measurements in dispersed information-measuring devices of solar energy converters, it is also proposed to develop the structures of intellectual thermometers and temperature difference meters for purposes of IoT or information-measuring channels of cyber-physical systems.
URI: http://ena.lp.edu.ua:8080/handle/ntb/45559
Copyright owner: © Національний університет “Львівська політехніка”, 2018
URL for reference material: http://www.mccdaq.com/pdfs/anpdf/Data-Acquisition-Handbook.pdf
https://eur-lex.europa.eu/legalcontent/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:32012L0027&from=EN
http://eedguidebook.energycoalition.eu/images/PDF/EED.pdf
http://energycoalition.eu/eed-deal
https://www.equinor.com/content/dam/statoil/documents/energy-perspectives/energy-perspectives-2018.pdf
https://doi.org/10.1007/s12053-016-9488-x
http://ecotown.com.ua/news/Do-2020-roku-v-Ukrayini-11-enerhiyi-vyroblyaty-metsya-zvidnovlyuvanykh-dzherel/
https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0936-08
https://www.cypress.com/documentation/application-notes/an60590-psoc-3-psoc-4-andpsoc-5lp-temperature-measurement-diode
http://www.acdcshop.gr/content/AD7793BRUZ.pdf
http://thermomir.com.ua/images/files/nast/tsr-0105no-100.pdf
https://thermomir.com/p16543680-ommetr-tsifrovij-etalonnij.html
http://www.cypress.com/documentation/developmentkitsboards/cy8ckit-059-psoc-5lp-prototyping-kit-onboardprogrammer-and
https://www.equinor.com/content/dam/statoil/documents/energy-perspectives/energyperspectives-2018.pdf
http://ecotown.com.ua/news/Do-2020-roku-v-Ukrayini-11-enerhiyivyroblyaty-metsya-z-vidnovlyuvanykh-dzherel/
http://www.cypress.com/documentation/development-kitsboards/cy8ckit-059-psoc-5lpprototyping-kit-onboard-programmer-and
References (Ukraine): 1. Placko D., Metrology in Industry. The Key for Quality. John Wiley & Sons Inc. 2013.
2. Орнатский П. П., Теоретические основы информационно-измерительной техники. 2-е изд., перераб. и дополн. К.: Вища школа. 1983. (In Russian).
3. ISO 10012:2003 Measurement management systems – Requirements for measurement processes and measuring equipment.
4. Data-Acquisition-Handbook. A Reference for DAQ and Analog & Digital Signal Conditioning. 3-rd ed. 2012. Available:http://www.mccdaq.com/pdfs/anpdf/Data-Acquisition-Handbook.pdf.
5. Yatsyshyn S., Stadnyk B., ed. Cyber-Physical Systems. Metrological Issues. International Frequency Sensor Association Publishing, S. L. 2016.
6. Yatsuk Yu., Mykyjchuk M., Zdeb V., Yanovych R. “Metrological Array of Cyber-Physical Systems. Part 11. Remote Error Correction of Measuring Channel”, Sensors & Transducers,vol. 192, is. 9, рр. 22–29, 2015.
7. Directive 2012/27/EU of the European Parliament and of the Council of 25 October 2012 on energy efficiency, amending Directives 2009/125/EC and 2010/30/EU and repealing Directives 2004/8/EC and 2006/32/EC Text with EEA relevance OJ L 315, 14.11.2012, p. 1–56: available: https://eur-lex.europa.eu/legalcontent/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:32012L0027&from=EN
8. Editor responsible Stefan Scheuer, EU Energy Efficiency Directive (2012/27/EU) Guidebook for Strong Implementation, Second edition with revisions in the introduction, checklist, chapters I.2–I.5, section II.1.2, chapter II.6 and Annex A.Available: http://eedguidebook.energycoalition.eu/images/PDF/EED.pdf
9. 19/06/2018 – Energy Efficiency Directive deal: First stepping stone for attractive Energy Union: available: http://energycoalition.eu/eed-deal.
10. Canevari C., Article 8 of the Energy Efficiency Directive on Energy Audits, Energy Workshop Energy Community Vienna, 23 November 2017, 28 p. Available:www.cepi.eu/index.php
11. Energy Perspectives 2018, Long-term macro and market outlook, available: https://www.equinor.com/content/dam/statoil/documents/energy-perspectives/energy-perspectives-2018.pdf
12. Sreekanth K. J., Energy Policy: Perspectives, Challenges and Future Directions, Nova Science Publisher, Safat, Kuwait, 2018, June. 190 p.
13. Worrell, E., Bernstein L., Roy J., Price L., Harnisch J., Industrial energy efficiency and climate change mitigation, Energy Efficiency (2009) 2:109–123 DOI 10.1007/s12053-008-9032-8.
14. Cagno, E., Trianni, A., Spallina, G. et al. Energy Efficiency (2017) 10: 855. https://doi.org/10.1007/s12053-016-9488-x
15. Priority directions of the improvement of energy management at the enterprise, Galina Dyakova et al 2017 IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 90 012218.
16. Sudhakar1 T., Anjaneya Prasad B., Prahlada Rao K., Analysis of Process Parameters to Improve Power Plant Efficiency, IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering (IOSR-JMCE) e-ISSN: 2278-1684, p-ISSN: 2320-334X, vol. 14, is. 1 Ver. II (Jan. – Feb. 2017), PP 57-64.
17. До 2020 року в Україні 11 % енергії вироблятиметься з відновлюваних джерел [Електронний ресурс]. EcoTown. Режим доступу: URL: http://ecotown.com.ua/news/Do-2020-roku-v-Ukrayini-11-enerhiyi-vyroblyaty-metsya-zvidnovlyuvanykh-dzherel/. – 09.10.2014 р.
18. П. Г. Столярчук, М. М. Микийчук, В. О. Яцук, М. С. Міхалєва, О. І. Шпак, Т. М. Олеськів, «Розробка ма- тематичної моделі ефективності сонячних перетворювачів», Східно-Європейський журнал передових технологій, № 5/8(71),с. 30–36, 2014.
19. Про затвердження Правил користування системами централізованого комунального водопостачання та водовідведення в населених пунктах України. Наказ Міністерства з питань житлово-комунального господарства України від 27.06.2008 № 190 (зі змінами та доповненнями). [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0936-08.
20. Т. Олеськів, В. Яцук, «Метрологічне забезпечення вимірювачів різниці температур на основі платинових термоперетворювачів з дводротовою лінією зв’язку», Вимірювальна техніка та метрологія , вип. 74, с. 25–28, 2013.
21. Kh.Vasylykha, Yu. Yatsuk, V. Zdeb, V. Yatsuk, Experimental studies of temperature channel efficiency for solar energy systems, Eastern-European Journal of Enterprise Technologies (ISSN 1729-3774), 3/8 (87), р. 10–16, 2017.
22. Х. В. Василиха, Вдосконалення нормативно-технічної бази випробувань сонячних перетворювачів: автореф. дис... канд. техн. наук : 05.01.02, Л.: Нац. унів. «Львівська політехніка», 20 c. 2017.
23. В. М. Василюк, «Принципи побудови високоточних температурних сенсорів на основі pn-переходу», Вимірювальна техніка та метрологія, № 53, с. 70–76, 1998.
24. O. Kanoun, H.-R. Tränkler Kalibrationsfreie Temperaturmessung durch Parameterextraktion aus der Strom- Spannungskennlinie von pn-Übergängen, Technisches Messen, vol. 68, № 9, p. 442–448, 2003.
25. Vivek Shankar Kannan, Julie Chen. AN60590.PSoC® 3, PSoC 4, and PSoC 5LP – Temperature Measurement with a Diode. available: https://www.cypress.com/documentation/application-notes/an60590-psoc-3-psoc-4-andpsoc-5lp-temperature-measurement-diode.
26. Yu. M. Shwarts, V. L. Borblik, N. R. Kulich, E. F. Venger, V. N. Sokolov, «Shwarts Limiting characteristics of diode temperature sensors», Sensors and actuators. – 86(2000). – 2000. – Р. 197-205.
27. AD7792/AD7793, 3-Channel, Low Noise, Low Power, 16-/24-Bit Σ-Δ ADC with On-Chip In-Amp and Reference, Analog device [Text]: available: http://www.acdcshop.gr/content/AD7793BRUZ.pdf
28. Термостат рідинний ТСР-0105НО-100. ТзОВ «Термомір». Настанова з експлуатації [Текст]. Режим доступу: http://thermomir.com.ua/images/files/nast/tsr-0105no-100.pdf.
29. Омметр цифровий еталонний ОЦ – 0103. ТзОВ «Термомір». [Текст]. Режим доступу: https://thermomir.com/p16543680-ommetr-tsifrovij-etalonnij.html.
30. CY8CKIT-059 PSoC® 5LP Prototyping Kit with Onboard Programmer and Debugger, Last Updated: Apr 02, 2018. Available: http://www.cypress.com/documentation/developmentkitsboards/cy8ckit-059-psoc-5lp-prototyping-kit-onboardprogrammer-and.
References (International): 1. D. Placko. Metrology in Industry. The Key for Quality. John Wiley & Sons Inc., 2013.
2. P. Ornatskiy. Theoretical basis of information and measurement technology. Kyiv, Ukraine: Vyscha shkola. 1983. (In Russian).
3. ISO 10012:2003. Measurement management system. Requirements for measurement processes and measuring equipment. 2003.
4. Data Acquisition Handbook, A Reference for DAQ and Analog & Digital Signal Conditioning. Measurement Computing Corporation, 2012.
5. Cyber-Physical Systems: Metrological Issues. S. Yatsyshyn, B. Stadnyk, (Eds). IFSA Publishing, Barcelona, 2016.
6. Yu. Yatsuk, M. Mykyjchuk, V. Zdeb, R. Yanovych, “Metrological Array of Cyber-Physical Systems. Part 11. Remote Error Correction of Measuring Channel”, Sensors & Transducers, vol. 192, iss. 9, p. 22–29, 2015.
7. Directive 2012/27/EU of the European Parliament and of the Council of 25 Oct.2012 on energy efficiency, amending Directives 2009/125/EC and 2010/30/EU and repealing Directives 2004/8/EC and 2006/32/EC Text with EEA relevance OJ L 315, 14.11.2012, p. 1–56: available: https://eur-lex.europa.eu/legalcontent/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:32012L0027&from=EN
8. EU Energy Efficiency Directive (2012/27/EU) Guidebook for Strong Implementation. [On-line]. Available: http://eedguidebook.energycoalition.eu/images/PDF/EED.pdf
9. Energy Efficiency Directive deal: First stepping stone for attractive Energy Union, 2018. [On-line]. Available: http://energycoalition.eu/eed-deal.
10. C. Canevari, Art. 8 of Energy Efficiency Directive on Energy Audits, Energy Workshop Energy Community, Vienna, 23 Nov. 2017. [On-line]. Available: www.cepi.eu/index.php?
11. Energy Perspectives 2018, Long-term macro and market outlook. [On-line]. Available: https://www.equinor.com/content/dam/statoil/documents/energy-perspectives/energyperspectives-2018.pdf
12. K. Sreekanth, Energy Policy: Perspectives, Challenges and Future Directions, Kuwait: Nova Science Publisher, 2018.
13. E. Worrell, L. Bernstein, J. Roy, L. Price, J. Harnisch, “Industrial energy efficiency and climate change mitigation”, Energy Efficiency, vol. 2, p.109–123, 2009.
14. E. Cagno, A. Trianni, G. Spallina et al. Energy Efficiency, vol.10, p.855, 2017. [On-line]. Available: https://doi.org/10.1007/s12053-016-9488-x
15. G. Dyakova G. et al, “Priority directions of the improvement of energy management at the enterprise”, IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci., 90 012218, 2017.
16. T. Sudhakar, P. Anjaneya, R. Prahlada, “Analysis of Process Parameters to Improve Power Plant Efficiency”, IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering, vol. 14, iss. 1, ver. II, p. 57–64, 2017.
17. By 2020, 11 % of energy in Ukraine will be produced from renewable sources. 2014. [On-line]. Available: http://ecotown.com.ua/news/Do-2020-roku-v-Ukrayini-11-enerhiyivyroblyaty-metsya-z-vidnovlyuvanykh-dzherel/.
18. P. Stolyarchuk, M. Mykyychuk, V. Yatsuk, M. Mikhaleva, O. Shpack, T. Oleskiv, “Development of a mathematical model of efficiency solar converters”, East-Europ. Journ. Adv. Techn, no. 5/8(71), p. 30–36, 2014.
19. Order of Ministry of Housing and Communal Services of Ukraine, 27.06.2008, no.190. On approval of the Rules for the use of centralized municipal water supply and sewage systems in settlements of Ukraine. [On-line]. Available: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0936-08.
20. T. Oleskiv, V. Yatsuk, “Metrological support of temperature difference meters on the basis of platinum thermocouples with two-wire communication line”, Measuring equipment and metrology, no.74, p.25-28, 2013.
21. Kh. Vasylykha, Yu. Yatsuk, V. Zdeb, V. Yatsuk, “Experimental studies of temperature channel efficiency for solar energy systems”, East.-Europ. Journ. Enterprise Techn., no. 3/8 (87), p. 10–16, 2017.
22. Kh. Vasylykha. Improvement of the normative and technical basis of tests of solar transducers. Autoref. PhD dys., Lviv Polytech. Nat. Univ, 2017.
23. V. Vasylyuk, “Principles of construction of highprecision temperature sensors based on pn-junction”, Measuring equipment and metrology. no. 53, p. 70–76, 1998.
24. O. Kanoun. „Kalibrationsfreie Temperaturmessung durch Parameterextraktion aus der Strom-Spannungskennlinie von pn-Übergängen“, Technisches Messen, vol. 68, no. 9, p. 442–448, 2003.
25. S. Vivek, J. Chen, AN60590 - PSoC® 3, PSoC 4, and PSoC 5LP - Temperature Measurement with a Diode. Last Updated: Sep 16, 2018, [On-line]. Available: https://www.cypress.com/documentation/application-notes/an60590-psoc-3-psoc-4-andpsoc-5lp-temperature-measurement-diode.
26. Yu. Shwarts et al. “Limiting characteristics of diode temperature sensors”, Sensors and actuators, vol.86, p. 197–205, 2000.
27. AD7792/AD7793, 3-Channel, Low Noise, Low Power, 16-/24-Bit Σ-Δ ADC with On-Chip In-Amp and Reference, Analog device. [On-line]. Available: http://www.acdcshop.gr/content/AD7793BRUZ.pdf
28. Thermostat liquid TCP-0105HO-100. Instruction on operation. JLE “Termomir”. [On-line]. Available: http://thermomir.com.ua/images/files/nast/tsr-0105no-100.pdf.
29. Ohmmeter digital reference OC – 0103. JLE “Termomir”. [On-line]. Available: https://thermomir.com/p16543680-ommetr-tsifrovij-etalonnij.html.
30. CY8CKIT-059 PSoC® 5LP Prototyping Kit with Onboard Programmer and Debugger, Last Updated: Apr 02, 2018. [On-line]. Available: http://www.cypress.com/documentation/development-kitsboards/cy8ckit-059-psoc-5lpprototyping-kit-onboard-programmer-and
Content type: Article
Appears in Collections:Вимірювальна техніка та метрологія. – 2018. – Випуск 79, №4



Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.