Оптимізація конструкції давача тиску ємнісного типу

A design optimization model of a capacitance-type sensor was developed. The latter is manufactured using the technology of microelectromechanical systems (MEMS). In the process of building the optimization model, the sensitivity, mechanical stress, and voltage breakdown were used as criteria. The optimization task requires the sensor's sensitivity to be maximized whereas the mechanical stress alongside the voltage breakdown to be minimized. The limitations for this task have proven to be design and manufacturing parameters, specifically the thickness of a thin plate, a material that the sensitive element is made of, the area and the technological constraints on the integrated techniques for manufacturing the device. The constructed optimization model is found to be an issue of the multicriteria optimization, and, therefore, in the process of solving it, the main component method was used. The paper presents an algorithm to apply the said method. Sensitivity was chosen as the main criterion for multicriteria optimization, and other criteria were converted to the range of limitations encountered in the optimization problem. A software tool has been developed that lends itself to solve multicriteria optimization problems using the main component technique. For software engineering, Java was used, which makes it platform-independent. The design parameters of the sensitive element of the MEMS-based pressure sensor have been optimized. The dependence of the capacitance-type sensor's sensitivity together with the maximum membrane offset on the thickness of the sensitive element of the sensor of capacitive pressure was studied. A number of computable experiments were made, culminating in identifying the impact of change in the initial thickness of the thin plate with the unchanged objective function and constraints. The findings are presented as graphs, from which it can be concluded that the time spent on solving the multicriteria optimization problem increases with the difference between the initial and final values of the membrane thickness of the integral capacitance-type sensor.Розроблено модель оптимізації конструкції давача ємнісного типу, який виготовлено з використанням технологій мікроелектромеханічних систем (МЕМС). У процесі побудови моделі, як критерії, використано чутливість, напруження механічні та електричні. Обмеженнями виступають конструктивно-технологічні параметри. Побудована оптимізаційна модель є задачею багатокритеріальної оптимізації. У процесі розв'язання цієї задачі багатокритеріальної оптимізації використано метод головної компоненти. Головним критерієм багатокритеріальної оптимізації вибрано чутливість, а інші критерії переведені в обмеження оптимізаційної задачі. Здійснено оптимізацію конструктивних параметрів чутливого елемента давача тиску, виготовленого за МЕМС технологією. Досліджено залежність чутливості давача ємнісного типу та максимального зміщення мембрани від товщини чутливого елемента давача тиску. Проведено експерименти та виявлено вплив зміни початкової товщини тонкої пластини за незмінної цільової функції та обмеженнях. З отриманих результатів слідує, що затрати часу на розв'язання задачі багатокритеріальної оптимізації зростають зі збільшенням різниці між початковим та кінцевим значеннями товщини мембрани інтегрального давача ємнісного типу

DEVELOPMENT OF THE METHOD OF TEACHING THE MODELS OF THE "SMART HOUSE" SYSTEMS ON THE BASIS OF PETRI-MARKOV MODELS AND SUPPLEMENTED WITH FUNCTIONAL COMPONENTS

Розроблено метод навчання моделей систем "Розумний будинок" (РБ), створених на базі моделей Петрі-Маркова та доповнених функціональними компонентами – сенсорами та актюаторами. Метод базується на спеціально розробленому оптимізованому алгоритмі навчання моделей систем РБ, а також відповідній моделі навчання. У процесі розроблення методу навчання моделей систем РБ проаналізовано основні вимоги до сучасних систем РБ, а також зазначено основні переваги розроблення моделей систем РБ. Навчання розробленої моделі проектованої системи РБ надає моделі унікальності. Розроблена модель навчання дає змогу здійснювати навчання моделей проектованої системи РБ згідно з розробленим алгоритмом, на основі реальних статистичних даних, отриманих в ході функціонування системи та її взаємодії з користувачами. Розроблена модель реалізовує навчання моделей якісно нового функціонального рівня, що дають змогу: досліджувати динаміку та надійність системи ще на ранньому етапі системного проектування; реалізовувати розгалужувальні схеми довільної складності та гармонійне вливання функціональних компонентів у модель стохастичного класу.Разработан метод обучения моделей систем "Умный дом" (УД), созданных на базе моделей Петри-Маркова и дополненных функциональными компонентами – сенсорами и актюаторами. Метод базируется на специально разработанном оптимизированном алгоритме обучения моделей систем УД, а также соответствующей модели. В процессе разработки метода обучения моделей систем УД проанализированы основные требования к современным системам УД, а также отмечены основные преимущества разработки моделей систем УД. Обучение разработанной модели проектируемой системы РБ придает модели уникальности. Разработанная модель обучения позволяет осуществлять обучение моделей проектируемой системы РБ согласно разработанного алгоритма, на основе реальных статистических данных, полученных в ходе функционирования системы и ее взаимодействия с пользователями. В результате разработанная модель реализует обучение моделей качественно нового функционального уровня, позволяющие: исследовать динамику и надежность системы еще на раннем этапе системного проектирования; реализовывать разветвленные схемы любой сложности, оценку вероятностных процессов и гармоничное вливание функциональных компонентов в модель стохастического класса.Developed method for teaching the models of the "Smart house" systems (SH), created on the basis of Petri-Markov models, and supplemented with functional components – sensors and actuators. The method is based on a specially developed optimized learning algorithm for SH-systems models, as well as the corresponding model for learning models of SH-systems, based on Petri-Markov models, and supplemented with the functional components, is presented in this paper. In the process of developing the method of teaching the models of the SH-systems, the basic requirements for the modern systems of SH were analyzed, which explains the uniqueness of such models and requires the involvement of a significant number of highly-skilled specialists from the moment of the birth and discussion with the potential customer of the very idea of the development of the SH-systems, until the moment of its introduction. The main advantages of developing the models of SH-systems are also noted. One of the main stages is the further studying of the developed model of the projected system of SH in order to provide the model with its character and uniqueness. The developed training model allows to study the models of the projected system of SH according to the developed algorithm, based on real statistics obtained during the operation of the system and its interaction with users. As a result, the developed model implements the training of models of a qualitatively new functional level, which enable: to investigate the dynamics and reliability of the system at an early stage of system design; to implement branching schemes of arbitrary complexity; to carry out quantitative estimation of probable processes and harmonious infusion of functional components representing the real hardware of the projected system of SH, into the model of stochastic class; representation of the system from the level of the "black box" to the level of indivisible functional components of the system – sensors and actuators, due to the developed mechanism of decomposition of the model at seven basic levels

EXPERIENCE WITH E-LEARNING USING HYPERMETHOD

Рассматриваются особенности реализации учебного курса с применением системы электронного обучения «Гиперметод» в Уральском федеральном университете имени первого Президента России Б. Н. Ельцина. На основе анализа статистических данных проводится оценка качества образовательного процессаThe article is about features of the training course using e-learning system HyperMethod in the Urals Federal University named after the First President of Russia B. N. Yeltsin. The quality of the educational process is estimated on the basis of the analysis of statistical dat

THE STUDY OF THE PECULIARITIES OF INFORMATION PERCEPTION BY STUDENTS IN THE CONTEXT OF DIGITALIZATION OF EDUCATION

The article identifies the problem of perceptual changes in computerized training. Changes in attention when learning through computer and print sources of information are investigated. The experiment showed, the efficiency of learning and storing information when receiving it from an electronic medium are slightly lower than from the printed one. The performance is systematically reduced, while when working with print media, this is not observed.Обозначена проблема концентрации внимания при компьютеризированном обучении. Исследованы изменения внимания при обучении с помощью компьютерного и печатного источников информации. Показано, что эффективность усвоения и запоминание информации при получении ее с электронного носителя оказываются несколько ниже, чем с печатного, а также что работоспособность планомерно снижается, в то время как при работе с печатными носителями подобного не наблюдается

The scandium effect in multicomponent alloys

Despite its excellent elemental properties, lightweight nature and good alloying potential, scandium has received relatively little attention in the manufacturing community. The abundance of scandium in the Earth's crust is quite high. It is more abundant than silver, cobalt, lead and tin. But, because scandium is so well dispersed in the lithosphere, it is notoriously difficult to extract in commercial quantities – hence low market availability and high cost. Scandium metallurgy is still a largely unexplored field – but progress is being made. This review aims to summarise advances in scandium metallurgical research over the last decade. The use of scandium as a conventional minor addition to alloys, largely in structural applications, is described. Also, more futuristic functional applications are discussed where details of crystal structures and peculiar symmetries are often of major importance. This review also includes data obtained from more obscure sources (especially Russian publications) which are much less accessible to the wider community. It is clear that more fundamental research is required to elevate the status of scandium from a laboratory-based curiosity to a mainstream alloying element. This is largely uncharted territory. There is much to be discovered

PROCESSING OF ASSOCIATED PETROLEUM GAS IN RUSSIA

The complexity and high cost of processing associated petroleum gas leads to its inefficient combustion in flares. In Russia, more than 20 billion m3 of associated petroleum gas is burned annually, which leads to the release of up to 400 thousand tons of pollutants into the atmosphere

CURRENT STATE AND PROBLEMS OF DEVELOPMENT OF THE OIL AND GAS COMPLEX OF VENEZUELA

This article presents an assessment of oil and gas reserves in Venezuela, an analysis of the production and consumption of hydrocarbons in the country for the period from 2011 to 2021. The main problems and prospects for the development of the country's oil and gas complex are determined