Low-power front-ends for capacitive three-axis accelerometers

This thesis consists of six publications and an overview of the research topic. The overview concentrates on background information of the capacitive accelerometers and front-ends. The publications focus on two low-power front-ends that were implemented for capacitive three-axis accelerometers and their operation as a part of an interface. The switched-capacitor front-ends that were implemented are based on the charge-balancing structures, namely a self-balancing bridge and a ΔΣ front-end, which convert the capacitive acceleration information to analog and digital signals, respectively. Both structures operate mechanically in open-loop configuration and are capable of reducing the effects of the electrostatic forces and displacement-to-capacitance conversion. According to the performance comparison presented in this thesis, both interfaces, which were implemented around the front-ends, exhibit competitive performance when compared to the commercial products of the day

Bioclimatic atlas of the terrestrial Arctic

The Arctic is the region on Earth that is warming at the fastest rate. In addition to rising means of temperature-related variables, Arctic ecosystems are affected by increasingly frequent extreme weather events causing disturbance to Arctic ecosystems. Here, we introduce a new dataset of bioclimatic indices relevant for investigating the changes of Arctic terrestrial ecosystems. The dataset, called ARCLIM, consists of several climate and event-type indices for the northern high-latitude land areas > 45 degrees N. The indices are calculated from the hourly ERA5-Land reanalysis data for 1950-2021 in a spatial grid of 0.1 degree (similar to 9 km) resolution. The indices are provided in three subsets: (1) the annual values during 1950-2021; (2) the average conditions for the 1991-2020 climatology; and (3) temporal trends over 1951-2021. The 72-year time series of various climate and event-type indices draws a comprehensive picture of the occurrence and recurrence of extreme weather events and climate variability of the changing Arctic bioclimate.Peer reviewe

Seurantakäsikirja Suomen merenhoitosuunnitelman seurantaohjelmaan vuosille 2020–2026

Tämä merenhoidon seurantakäsikirja käsittää merenhoitosuunnitelman seurantaohjelman kuvauksen kokonaisuudessaan. Se päivittää vuoden 2014–2020 seurantaohjelman ja sitä sovelletaan vuoden 2020 heinäkuusta vuoden 2026 heinäkuuhun. Seurantaohjelma on osa merenhoidon suunnittelua, jota tehdään vesienhoidon ja merenhoidon järjestämisestä annetun lain (272/2011) ja merenhoidon järjestämisestä annetun valtioneuvoston asetuksen (980/2011) toteuttamiseksi. Tämä laki ja asetus on annettu meristrategiadirektiivin (Euroopan parlamentin ja neuvoston direktiivi 2008/56/EY yhteisön meriympäristöpolitiikan puitteista) kansallista toimeenpanoa varten. Suomessa meristrategiadirektiivin mukaista meristrategiaa kutsutaan merenhoitosuunnitelmaksi. Suomen seurantaohjelma koostuu 13:sta ohjelmasta, joiden alla on yhteensä 44 alaohjelmaa. Tähän päivitettyyn seurantaohjelmaan lisättiin kuusi uutta alaohjelmaa ja useita alaohjelmia muokattiin joko muuttuneiden vaatimusten, kehittyneempien menetelmien tai muuttuneen toimintaympäristön takia. Merenhoidon uusia vaatimuksia ovat meristrategiadirektiivin liitteen 3 päivitys (EU/2017/845), Euroopan komission päätös EU/2017/848 merivesien hyvän ekologisen tilan vertailuperusteista ja menetelmästandardeista sekä seurantaa ja arviointia varten tarkoitetut täsmennykset standardoiduista menetelmistä. Seurantakäsikirja koostuu kolmesta osasta: seurantaohjelman tausta, varsinainen seurantaohjelma, ja kolmas osa, joka käsittelee seurannan kehitystarpeita, kustannuksia ja riittävyyttä. Seurantaohjelma kattaa ekosysteemilähestymistavan mukaisesti erilaisia muuttujia, jotka kuvaavat toisaalta veden ominaisuuksia ja laatua ja toisaalta ekosysteemin osia ja niiden tilaa sekä niihin kohdistuvia ihmisestä johtuvia paineita. Seurannan alaohjelmissa on kuvattu mitattavat meriympäristön ominaisuudet tai paineet, niiden seurantatiheys, indikaattorit, joihin seurantatietoa käytetään, seurannalla kootun tiedon hallinta ja yhteydet meristrategiadirektiivin hyvän tilan laadullisiin kuvaajiin ja kriteereihin

Integroitu matalatehonkulutuksinen anturirajapinta kapasitiiviselle kolmiakseliselle kiihtyvyysanturille

Tämän diplomityön tavoitteena on ollut toteuttaa integroidulle piirille matalatehonkulutuksinen anturirajapinta kolmiakselinen kapasitiivisen kiihtyvyysanturin lukemiseen. Työn alussa käsitellään kiihtyvyysantureiden yleisteoriaa. Tämän jälkeen tutkitaan kapasitiivista kiihtyvyysanturia luettaessa esiintyvien sähköstaattisten voimien vaikutusta. Seuraavaksi käsitellään sähköstaattisien voimien vaikutusta vaimentamaan kykenevää tunnettua yksipäistä itsetasapainottuvaksi sillaksi kutsuttua piirirakennetta. Tämän jälkeen analysoidaan työssä kehitetyn ja anturirajapinnaksi valitun differentiaalisen itsetasapainottuvan sillan lähtösignaalia vääristäviä epäideaalisuuksia, kohinaa, siirrosjännitettä, epälineaarisuutta ja vahvistusvirhettä. Työssä saavutettujen tulosten pohjalta suunniteltiin ja toteutettiin 0,13 µm:n CMOS-teknologialla matalan tehonkulutuksen anturirajapinta kapasitiiviselle kolmiakseliselle kiihtyvyysanturille. Anturirajapinnan toiminnallisuus ja suorituskyky on varmennettu simulaatioin ja mittauksin. Piirin sisäisillä 2 pF:n anturikondensaattoreilla mitattiin 10 kHz näytteenottotaajuudella 1 kHz signaalikaistalla signaali-kohina-suhteeksi 53,2 dB. Vastaavasti ulkoisilla 2 pF:n anturikondensaattoreilla mitattiin samaiseksi signaali-kohina-suhteeksi 46,9dB. Virrankulutus oli molemmissa tapauksissa sama 39 µA

Terveyden edistäminen Oulun yliopistollisessa sairaalassa

Tutkimuksen tarkoituksena oli kuvata Oulun yliopistollisen sairaalan neljän tulosalueen terveydenhuollon ammattihenkilöiden arvioita toiminnastaan potilaiden terveyden edistämiseksi. Lisäksi tarkoituksena oli selvittää heidän mielipiteitään ja kokemuksiaan terveyden edistämisestä, siinä käytetyistä menetelmistä ja terveyden edistämiseen liittyvistä kehittämistarpeista. Tutkimus tehtiin Pirkanmaan sairaanhoitopiirissä tehdyn vastaavan kyselytutkimuksen pohjalta. Tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa uutta tietoa potilaiden terveyden edistämisen nykytilasta, jota Oysin perusterveydenhuollon yksikön terveyden edistämisen työryhmä voi käyttää terveyden edistämisen suunnittelutyön tukena. Kysymykset liittyivät alkoholin riskikäyttöön, tupakointiin, ylipainoon, masennukseen ja perheiden tukemiseen. Tutkimuksen tietoperustassa käsitellään potilaan terveyden edistämiseen liittyvää historiaa, taustaa, käsitteitä sekä lakia. Lisäksi tietoperustassa tarkastellaan terveyden edistämistä yhteiskunnallisesta näkökulmasta. Tutkimus on kvantitatiivinen survey-tutkimus, jossa aineistonhankintamenetelmänä käytettiin webropol-sovellusta. Tutkimuksen vastausprosentti oli 23 % (N=4276), joten tutkimustulokset ovat suuntaa antavia. Tutkimustulosten perusteella voidaan todeta, että terveydenedistäminen on jokaisen sairaalassa työskentelevän tehtävä ja sitä tehdäkseen henkilökunnalle olisi tarjottava enemmän resursseja ja täydennyskoulutusta. Tutkimuksen kehittämisideana oli tuoda esille nykyisten käytäntöjen vahvuudet ja kehittämisalueet, joita edelleen kehittämällä voidaan tuottaa laadukkaampia ja tehokkaampia terveyden edistämisen käytäntöjä erikoissairaanhoidossa. Jatkotutkimuksena voitaisiin tutkia erikoissairaanhoidossa olevien potilaiden ja heidän omaistensa kokemuksia, mielipiteitä ja toiveita terveyden edistämiseksi esimerkiksi palvelumuotoilun avulla.The purpose of this study was to describe the evaluations of health care professionals from four different departments at the Oulu University hospital on their actions in promoting the health of patients. In addition, the aim was to investigate their opinions and experiences in health promoting, the methods used for it and the needs for future development. The study was carried out in the same manner as a report done at the Pirkanmaa health care district. The purpose of the study was to obtain information on the present status of health promotion at the Oulu University hospital. The report is also intended to support the work of the health promotion work group at the unit of basic health care. The questions of the study were related to alcohol consumption, smoking, obesity, depression and family support. The knowledge basis part of the work consists the history, background, concepts and law of health promotion. The knowledge basis contains also evaluation of health promotion from the societal perspective. The study is a quantitative survey where webropol application was used for material acquisition. The response rate of the survey was 23 % (N=4276), meaning that the results are directional. The results show that the personnel working at hospitals need to promote health and in order to succeed; the personnel require more resources and supplemental education. The development idea of the study was to highlight the strengths and weaknesses of the present health promotion practices. Improvements in these areas can then provide higher quality and more efficient methods for promoting health in special health care. The present study could be followed by a survey of the experiences, opinions and expectations on health promotion of patients and their relatives undergoing special health care.Muita tekijöitä on lisäksi: Teija Mykkänen ja Marjukka Salonen-Jänkäl

Bioclimatic atlas of the terrestrial Arctic

The Arctic is the region on Earth that is warming at the fastest rate. In addition to rising means of temperature-related variables, Arctic ecosystems are affected by increasingly frequent extreme weather events causing disturbance to Arctic ecosystems. Here, we introduce a new dataset of bioclimatic indices relevant for investigating the changes of Arctic terrestrial ecosystems. The dataset, called ARCLIM, consists of several climate and event-type indices for the northern high-latitude land areas > 45°N. The indices are calculated from the hourly ERA5-Land reanalysis data for 1950–2021 in a spatial grid of 0.1 degree (~9 km) resolution. The indices are provided in three subsets: (1) the annual values during 1950–2021; (2) the average conditions for the 1991–2020 climatology; and (3) temporal trends over 1951–2021. The 72-year time series of various climate and event-type indices draws a comprehensive picture of the occurrence and recurrence of extreme weather events and climate variability of the changing Arctic bioclimate.peerReviewe

Inarijärven tilan kehittyminen vuosina 1960–2017

Osana Inarijärven säännöstelyn kehittämishanketta käynnistettiin vuonna 2018 työ, jonka tavoitteena on arvioida Inarijärven tilan kehittymistä mittareiden avulla nykyisen säännöstelykäytännön aikana vuosina 2000–2017 sekä pidemmällä vertailujaksolla aiemmin kehitetyllä mittaristolla. Lisäksi arvioidaan mittarien kehitystarvetta siten, että järven tilasta voidaan säännöllisesti tiedottaa kansalaisia ja päätöksentekijöitä havainnollisessa ja kiinnostavassa muodossa. Raportti tarjoaa kattavan yhteenvedon Inarijärven tilasta ja kehittymisestä viime vuosikymmeninä ja sen tuloksia voidaan hyödyntää monissa eri yhteyksissä. Tuloksia voidaan hyödyntää mm. säännöstelykäytännön ja kalaston hoidon kehittämisessä sekä matkailussa, opetuksessa ja yleisessä viestinnässä. Tarkastelu tukee myös vesienhoitotyötä, koska se auttaa ymmärtämään biologisiin laatutekijöihin vaikuttavia tekijöitä ja selittämään syitä järven tilan kehityssuunnille. Hanketta ovat rahoittaneet maa- ja metsätalousministeriö, Suomen ympäristökeskus, Luonnonvarakeskus ja Lapin ELY-keskus. Julkaisun saavutettavuus on tarkistettu