Avdelningen för Medicinsk teknik på Akademiska sjukhuset har uppdaterat befintliga kalibreringsprotokoll för Welch Allyn 767 som används som referensmanometer vid kalibrering av blodtrycksmätare. I protokollet ska det enligt ISO 9001 och ISO 13485 ingå att vid varje kalibreringspunkt ange mätosäkerheten.  Rutiner kring detta var inte definierade. En modell för att ta fram mätosäkerhet utformades utifrån standardiserade metoder från “Guide to the expression of uncertainty in measurement” och anpassades för att kunna användas på den medicintekniska avdelningen. En mätmetod för kalibrering togs fram och med modellen beräknades mätosäkerhet för en referensmanometer. Mätosäkerheten med definierad mätmetod blev lägre än den av Welch Allyn specificerade mätosäkerheten på ± 3 mmHg. Felfortplantning från kalibrering till blodtrycksmätning undersöktes. Mätosäkerheten ökade i varje steg, varför avdelningen bör ta fram ett protokoll för hur kalibrering genomförs, och på så sätt förbättra spårbarheten. / The department of Medical Technology at Akademiska sjukhuset has updated their current protocol for calibration for Welch Allyn 767, which serves as a reference manometer for blood pressure meters when being calibrated. According to ISO 9001 and ISO 13485, the protocol has to include a measurement uncertainty for every given point of calibration. The routines regarding this were undefined. A model for retrieving measurement uncertainty was designed using standardized methods from “Guide to the expression of uncertainty in measurement” and was customized to be used at the department of Medical Technology. A method for calibration was created and used to calculate the measurement uncertainty for the reference manometer. This measurement uncertainty was smaller than the one specified by Welch Allyn, which was ± 3 mmHg. Propagation of uncertainty from the calibration to the blood pressure measurement was investigated. The measurement uncertainty increased in every step. Therefore, the department should introduce a protocol for how a calibration is performed, and thereby improve the traceability.

Flow rate measurements are a common topic for process monitoring in chemical engineering and food industry. To achieve the requested low uncertainties of 0:1% for flow rate measurements, a precise measurement of the shear layers of such flows is necessary. The Laser Doppler Velocimeter (LDV) is an established method for measuring local flow velocities. For exact estimation of the flow rate, the flow profile in the shear layer is of importance. For standard LDV the axial resolution and therefore the number of measurement points in the shear layer is defined by the length of the measurement volume. A decrease of this length is accompanied by a larger fringe distance variation along the measurement axis which results in a rise of the measurement uncertainty for the flow velocity (uncertainty relation between spatial resolution and velocity uncertainty). As a unique advantage, the laser Doppler profile sensor (LDV-PS) overcomes this problem by using two fan-like fringe systems to obtain the position of the measured particles along the measurement axis and therefore achieve a high spatial resolution while it still offers a low velocity uncertainty. With this technique, the flow rate can be estimated with one order of magnitude lower uncertainty, down to 0:05% statistical uncertainty.1 And flow profiles especially in film flows can be measured more accurately. The problem for this technique is, in contrast to laboratory setups where the system is quite stable, that for industrial applications the sensor needs a reliable and robust traceability to the SI units, meter and second. Small deviations in the calibration can, because of the highly position depending calibration function, cause large systematic errors in the measurement result. Therefore, a simple, stable and accurate tool is needed, that can easily be used in industrial surroundings to check or recalibrate the sensor. In this work, different calibration methods are presented and their in uences to the measurement uncertainty budget of the sensor is discussed. Finally, generated measurement results for the film flow of an impinging jet cleaning experiment are presented.

Machine learning is a popular topic that has become a scientific research tool in many fields. Overfitting is a common challenge in machine learning, where the model fits the training data too well and performs poorly on new data. Stochastic regularization is one method used to prevent overfitting, by artificially constraining the model to be simpler. In this thesis, we investigate the use of tools from information and coding theory as regularization methods in machine learning. The motivation for this project comes from recent results that successfully related generalization capability of learning algorithms to the information stored in the model parameters. This has led us to explore the use of stochastic regularization techniques like Dropout and DropConnect, which add sparsity to the networks and can help control and limit the information that the parameters store on the training data. Specifically, we explore the use of parity-check matrices from coding theory as masks in the DropConnect method. Parity-check matrices describe linear relations that codewords must satisfy, and have been shown to perform well as measurement matrices in compressed sensing. We build a new family of neural networks that apply Low-Density Parity-Check (LDPC) matrices as DropConnect masks, so-called Low-Density Parity-Check DropConnect (LDPC DropConnect). We evaluate the performance of this neural network with popular datasets in classification and track the generalization capability with statistics of the LDPC matrices. Our experiments show that adopting LDPC matrices does not significantly improve the generalization performance, but it helps provide a more robust evidence lower bound in the Bayesian approach. Our work may provide insights for further research on applying machine learning in compressed sensing, distributed computation, and other related areas. / Maskininlärning är ett populärt ämne som har blivit ett vetenskapligt forskningsverktyg inom många områden. Overfitting är en vanlig utmaning inom maskininlärning, där modellen anpassar sig till träningsdatan för bra och presterar dåligt på nya data. Stokastisk regularisering är en metod som används för att förhindra överanpassning, genom att artificiellt begränsa modellen till att vara enklare. I detta examensarbete undersöker vi användningen av verktyg från informations och kodningsteorin som regulariseringsmetoder inom maskininlärning. Motivationen för detta projekt kommer från nya resultat som framgångsrikt relaterade generaliseringsförmågan hos inlärningsalgoritmer till informationen som lagras i modellparametrarna. Detta har lett oss till att utforska användningen av stokastiska regulariseringstekniker som Dropout och DropConnect, som leder till glesa nätverken och kan hjälpa till att kontrollera och begränsa informationen som parametrarna lagrar am träningsdatan. Specifikt utforskar vi användningen av paritetskontrollmatriser från kodningsteori som masker i DropConnect-metoden. Paritetskontrollmatriser beskriver linjära relationer som kodord måste uppfylla, och har visat sig fungera bra som mätmatriser vid komprimerad avkänning. Vi bygger en ny familj av neurala nätverk som tillämpar low-density parity-check (LDPC)-matriser som DropConnect-masker, så kallade LDPC DropConnect. Vi utvärderar prestandan för detta neurala nätverk med populära datauppsättningar i klassificering och spårar generaliseringsförmågan med statistik över LDPC-matriserna. Våra experiment visar att antagandet av LDPC-matriser inte signifikant förbättrar generaliseringsprestandan, men det hjälper till att ge en mer robust bevis nedre gräns i den Bayesianska metoden. Vårt arbete kan ge insikter för ytterligare forskning om tillämpning av maskininlärning i komprimerad avkänning, distribuerad beräkning och andra relaterade områden.

O desenvolvimento e validação de métodos analíticos é um procedimento necessário quando um método não normalizado é utilizado por um laboratório de ensaios. A validação de métodos também é um requisito específico da norma ABNT NBR ISO/IEC 17025, que determina os requisitos gerais para a competência dos laboratórios de ensaio e calibração. O objetivo da validação é demonstrar que o método analítico, nas condições em que é executado, produz resultados com a exatidão requerida. O Laboratório de Corrosão, Proteção e Reciclagem de Materiais (LACOR), da UFRGS, tem o ensaio de determinação de metais por fluorescência de raios X, acreditado pelo CGCRE/INMETRO, conforme ABNT NBR ISO/IEC 17025. O ensaio é feito usando o método de espectrometria de fluorescência de raios X por dispersão de energia (EDXRF). Este método, contudo, não é normalizado e, portanto, o mesmo foi validado, neste trabalho de pesquisa, para atender a este requisito. A validação foi feita com base no documento orientativo DOQ-CGCRE-08 e no guia EURACHEM. Os parâmetros de validação, para o ensaio quantitativo por EDXRF, que foram calculados neste trabalho são: seletividade; limite de detecção (LD) e limite de quantificação (LQ); linearidade e faixa de trabalho; veracidade de medição (tendência, erro normalizado, Z-score e comparação com método de referência) e precisão (repetibilidade, precisão intermediária e reprodutibilidade). Além disso, foi desenvolvida uma metodologia de cálculo de incerteza de medição para o ensaio por EDXRF Os resultados obtidos neste estudo demonstram que o método EDXRF, usado na determinação de metais em aços, é um método não normalizado validado e compatível com os resultados obtidos com os métodos de referência: espectrometria de fluorescência de raios X por dispersão de comprimento de onda (WDXRF), fotométricos e espectrometria de absorção atômica (AAS). Inclusive, o WDXRF é um método de referência usado em muitas normas internacionais, que descrevem métodos de análise de aços por fluorescência de raios X, como ASTM E572 ou ASTM E1085. O estudo desenvolvido nesta dissertação permitiu que o LACOR mantivesse sua acreditação no ensaio de determinação de metais por fluorescência de raios X, na avaliação do CGCRE/INMETRO, no presente ano. Outros frutos deste trabalho foram a confecção das curvas de calibração do espectrômetro NITON XL3t GOLDD+ e a revisão do procedimento de ensaio, onde esses novos conhecimentos sobre a técnica EDXRF foram aplicados. Futuramente, este trabalho pode ser usado por outros pesquisadores para desenvolver estudos em outras matrizes metálicas, como cobre, alumínio, titânio ou níquel, e, também, em outras áreas de aplicação como jóias, reciclagem de materiais metálicos ou, até mesmo, para análise elementar de resíduos retidos em membranas de troca iônica. / The development and validation of analytical methods is a required procedure when a non-standard method is used by a testing laboratory. Method validation is also a specific requirement of the ABNT NBR ISO / IEC 17025, which determines the general requirements for the competence of testing and calibration laboratories. The purpose of validation is to demonstrate that the analytical method, under the conditions in which it is performed, produces results with the required accuracy. The Corrosion, Protection and Recycling Materials Laboratory (LACOR), at UFRGS, has the X-ray fluorescence metal analysis, accredited by CGCRE / INMETRO, according to ABNT NBR ISO / IEC 17025. The test is performed using Energy Dispersive X-Ray Fluorescence spectrometry, EDXRF method. This method, however, is not standardized; therefore, it was validated in this research to meet this requirement. The validation was based on the DOQ-CGCRE-08 document and the EURACHEM guide. The method performance calculated in this study for quantitative testing by EDXRF are: selectivity; limit of detection (LOD) and limit of quantification (LOQ); linearity and working range; trueness (bias, normalized error, Z-score and comparison with reference method) and precision (repeatability, intermediate precision and reproducibility). In addition, a measurement uncertainty calculation methodology was developed for the EDXRF testing The results obtained in this study demonstrate that the EDXRF method, used in the determination in the chemical analysis of steels, is a validated non-standard method and compatible with the results obtained with the reference methods: Wavelength Dispersive X-Ray Fluorescence spectrometry (WDXRF), photometric and atomic absorption spectrometry (AAS). In addition, WDXRF is a reference method used in many international standards, which describes analysis of steels by X-ray fluorescence spectrometry such ASTM E572 or ASTM E1085. The study developed in this dissertation allowed LACOR to maintain its accreditation in the test of metal by X-ray fluorescence analysis, in the CGCRE / INMETRO audit, this year. Other fruits of this work were the preparation of calibration curves of NITON XL3t GOLDD + spectrometer and complete revision of testing procedure, where this new knowledge about the EDXRF technique was applied. In the future, this work can be used by other researchers to develop studies in other base metals such as copper, aluminum, titanium or nickel, and also in other areas of application such as jewelry, recycling of metallic materials or even for analysis elemental residues retained in ion exchange membranes.

O desenvolvimento e validação de métodos analíticos é um procedimento necessário quando um método não normalizado é utilizado por um laboratório de ensaios. A validação de métodos também é um requisito específico da norma ABNT NBR ISO/IEC 17025, que determina os requisitos gerais para a competência dos laboratórios de ensaio e calibração. O objetivo da validação é demonstrar que o método analítico, nas condições em que é executado, produz resultados com a exatidão requerida. O Laboratório de Corrosão, Proteção e Reciclagem de Materiais (LACOR), da UFRGS, tem o ensaio de determinação de metais por fluorescência de raios X, acreditado pelo CGCRE/INMETRO, conforme ABNT NBR ISO/IEC 17025. O ensaio é feito usando o método de espectrometria de fluorescência de raios X por dispersão de energia (EDXRF). Este método, contudo, não é normalizado e, portanto, o mesmo foi validado, neste trabalho de pesquisa, para atender a este requisito. A validação foi feita com base no documento orientativo DOQ-CGCRE-08 e no guia EURACHEM. Os parâmetros de validação, para o ensaio quantitativo por EDXRF, que foram calculados neste trabalho são: seletividade; limite de detecção (LD) e limite de quantificação (LQ); linearidade e faixa de trabalho; veracidade de medição (tendência, erro normalizado, Z-score e comparação com método de referência) e precisão (repetibilidade, precisão intermediária e reprodutibilidade). Além disso, foi desenvolvida uma metodologia de cálculo de incerteza de medição para o ensaio por EDXRF Os resultados obtidos neste estudo demonstram que o método EDXRF, usado na determinação de metais em aços, é um método não normalizado validado e compatível com os resultados obtidos com os métodos de referência: espectrometria de fluorescência de raios X por dispersão de comprimento de onda (WDXRF), fotométricos e espectrometria de absorção atômica (AAS). Inclusive, o WDXRF é um método de referência usado em muitas normas internacionais, que descrevem métodos de análise de aços por fluorescência de raios X, como ASTM E572 ou ASTM E1085. O estudo desenvolvido nesta dissertação permitiu que o LACOR mantivesse sua acreditação no ensaio de determinação de metais por fluorescência de raios X, na avaliação do CGCRE/INMETRO, no presente ano. Outros frutos deste trabalho foram a confecção das curvas de calibração do espectrômetro NITON XL3t GOLDD+ e a revisão do procedimento de ensaio, onde esses novos conhecimentos sobre a técnica EDXRF foram aplicados. Futuramente, este trabalho pode ser usado por outros pesquisadores para desenvolver estudos em outras matrizes metálicas, como cobre, alumínio, titânio ou níquel, e, também, em outras áreas de aplicação como jóias, reciclagem de materiais metálicos ou, até mesmo, para análise elementar de resíduos retidos em membranas de troca iônica. / The development and validation of analytical methods is a required procedure when a non-standard method is used by a testing laboratory. Method validation is also a specific requirement of the ABNT NBR ISO / IEC 17025, which determines the general requirements for the competence of testing and calibration laboratories. The purpose of validation is to demonstrate that the analytical method, under the conditions in which it is performed, produces results with the required accuracy. The Corrosion, Protection and Recycling Materials Laboratory (LACOR), at UFRGS, has the X-ray fluorescence metal analysis, accredited by CGCRE / INMETRO, according to ABNT NBR ISO / IEC 17025. The test is performed using Energy Dispersive X-Ray Fluorescence spectrometry, EDXRF method. This method, however, is not standardized; therefore, it was validated in this research to meet this requirement. The validation was based on the DOQ-CGCRE-08 document and the EURACHEM guide. The method performance calculated in this study for quantitative testing by EDXRF are: selectivity; limit of detection (LOD) and limit of quantification (LOQ); linearity and working range; trueness (bias, normalized error, Z-score and comparison with reference method) and precision (repeatability, intermediate precision and reproducibility). In addition, a measurement uncertainty calculation methodology was developed for the EDXRF testing The results obtained in this study demonstrate that the EDXRF method, used in the determination in the chemical analysis of steels, is a validated non-standard method and compatible with the results obtained with the reference methods: Wavelength Dispersive X-Ray Fluorescence spectrometry (WDXRF), photometric and atomic absorption spectrometry (AAS). In addition, WDXRF is a reference method used in many international standards, which describes analysis of steels by X-ray fluorescence spectrometry such ASTM E572 or ASTM E1085. The study developed in this dissertation allowed LACOR to maintain its accreditation in the test of metal by X-ray fluorescence analysis, in the CGCRE / INMETRO audit, this year. Other fruits of this work were the preparation of calibration curves of NITON XL3t GOLDD + spectrometer and complete revision of testing procedure, where this new knowledge about the EDXRF technique was applied. In the future, this work can be used by other researchers to develop studies in other base metals such as copper, aluminum, titanium or nickel, and also in other areas of application such as jewelry, recycling of metallic materials or even for analysis elemental residues retained in ion exchange membranes.

O desenvolvimento e validação de métodos analíticos é um procedimento necessário quando um método não normalizado é utilizado por um laboratório de ensaios. A validação de métodos também é um requisito específico da norma ABNT NBR ISO/IEC 17025, que determina os requisitos gerais para a competência dos laboratórios de ensaio e calibração. O objetivo da validação é demonstrar que o método analítico, nas condições em que é executado, produz resultados com a exatidão requerida. O Laboratório de Corrosão, Proteção e Reciclagem de Materiais (LACOR), da UFRGS, tem o ensaio de determinação de metais por fluorescência de raios X, acreditado pelo CGCRE/INMETRO, conforme ABNT NBR ISO/IEC 17025. O ensaio é feito usando o método de espectrometria de fluorescência de raios X por dispersão de energia (EDXRF). Este método, contudo, não é normalizado e, portanto, o mesmo foi validado, neste trabalho de pesquisa, para atender a este requisito. A validação foi feita com base no documento orientativo DOQ-CGCRE-08 e no guia EURACHEM. Os parâmetros de validação, para o ensaio quantitativo por EDXRF, que foram calculados neste trabalho são: seletividade; limite de detecção (LD) e limite de quantificação (LQ); linearidade e faixa de trabalho; veracidade de medição (tendência, erro normalizado, Z-score e comparação com método de referência) e precisão (repetibilidade, precisão intermediária e reprodutibilidade). Além disso, foi desenvolvida uma metodologia de cálculo de incerteza de medição para o ensaio por EDXRF Os resultados obtidos neste estudo demonstram que o método EDXRF, usado na determinação de metais em aços, é um método não normalizado validado e compatível com os resultados obtidos com os métodos de referência: espectrometria de fluorescência de raios X por dispersão de comprimento de onda (WDXRF), fotométricos e espectrometria de absorção atômica (AAS). Inclusive, o WDXRF é um método de referência usado em muitas normas internacionais, que descrevem métodos de análise de aços por fluorescência de raios X, como ASTM E572 ou ASTM E1085. O estudo desenvolvido nesta dissertação permitiu que o LACOR mantivesse sua acreditação no ensaio de determinação de metais por fluorescência de raios X, na avaliação do CGCRE/INMETRO, no presente ano. Outros frutos deste trabalho foram a confecção das curvas de calibração do espectrômetro NITON XL3t GOLDD+ e a revisão do procedimento de ensaio, onde esses novos conhecimentos sobre a técnica EDXRF foram aplicados. Futuramente, este trabalho pode ser usado por outros pesquisadores para desenvolver estudos em outras matrizes metálicas, como cobre, alumínio, titânio ou níquel, e, também, em outras áreas de aplicação como jóias, reciclagem de materiais metálicos ou, até mesmo, para análise elementar de resíduos retidos em membranas de troca iônica. / The development and validation of analytical methods is a required procedure when a non-standard method is used by a testing laboratory. Method validation is also a specific requirement of the ABNT NBR ISO / IEC 17025, which determines the general requirements for the competence of testing and calibration laboratories. The purpose of validation is to demonstrate that the analytical method, under the conditions in which it is performed, produces results with the required accuracy. The Corrosion, Protection and Recycling Materials Laboratory (LACOR), at UFRGS, has the X-ray fluorescence metal analysis, accredited by CGCRE / INMETRO, according to ABNT NBR ISO / IEC 17025. The test is performed using Energy Dispersive X-Ray Fluorescence spectrometry, EDXRF method. This method, however, is not standardized; therefore, it was validated in this research to meet this requirement. The validation was based on the DOQ-CGCRE-08 document and the EURACHEM guide. The method performance calculated in this study for quantitative testing by EDXRF are: selectivity; limit of detection (LOD) and limit of quantification (LOQ); linearity and working range; trueness (bias, normalized error, Z-score and comparison with reference method) and precision (repeatability, intermediate precision and reproducibility). In addition, a measurement uncertainty calculation methodology was developed for the EDXRF testing The results obtained in this study demonstrate that the EDXRF method, used in the determination in the chemical analysis of steels, is a validated non-standard method and compatible with the results obtained with the reference methods: Wavelength Dispersive X-Ray Fluorescence spectrometry (WDXRF), photometric and atomic absorption spectrometry (AAS). In addition, WDXRF is a reference method used in many international standards, which describes analysis of steels by X-ray fluorescence spectrometry such ASTM E572 or ASTM E1085. The study developed in this dissertation allowed LACOR to maintain its accreditation in the test of metal by X-ray fluorescence analysis, in the CGCRE / INMETRO audit, this year. Other fruits of this work were the preparation of calibration curves of NITON XL3t GOLDD + spectrometer and complete revision of testing procedure, where this new knowledge about the EDXRF technique was applied. In the future, this work can be used by other researchers to develop studies in other base metals such as copper, aluminum, titanium or nickel, and also in other areas of application such as jewelry, recycling of metallic materials or even for analysis elemental residues retained in ion exchange membranes.

The traditional radiation testing of space electronics has been used for more than fifty years to support the radiation hardness assurance. Its typical goal is to ensure reliable operation of the spacecraft in the harsh environment of space. This PhD research looks into the radiation testing from a different perspective; the goal is to develop radiation testing methods that are focused not only on the reliability of the components but also on a continuous radiation-induced degradation of their performance. Such data are crucial for the understanding of the impact of radiation on the measurement uncertainty of data acquisition systems onboard research space missions.

The diploma thesis deals with the design of three length standards, which will serve to ensure metrological traceability between Rigaku nano3DX, SIOS NMM-1, Zeiss UPMC Carat 850 and other devices located at ÚVSSR BUT and CEITEC Brno. The first part of the thesis focuses on the theoretical acquaintance with concepts closely related to the issue of ensuring metrological traceability. In addition, this section deals with computed tomography and the description of individual devices. The second part of the thesis is devoted to design, production process and testing of individual standards. The last part describes the ensuring the calibration of the smallest standard, the so-called Nano standard and the calculation of the uncertainty of measuring its calibrated length. At the end of the thesis, the outputs of these activities are evaluated.

Master’s thesis is focused on making the acquaintance of EMC issues and ways of electromagnetic field scanner RS321 utilization for pre-compliance measurements. First part contains analysis of available equipment’s influence on measurement results on the basis of gathered specification. Next part includes an example measurement used as operational manual for scanner and its controlling program. The most important part is correction evaluation for performed EMI measurement of signal generator using its EMC certification protocol and application of gained correction curve on independent EMI measurement of device tested by EMC testing laboratory. Other possibilities of scanner utilization are mentioned in the next chapters. Last part of the thesis contains suitability evaluation of EMC scanner on the basis of findings from performed measurements.

This Master’s thesis contains an overview of determining measurement uncertainties of direct and indirect measurements. It describes a way of creating a magnetic field with the help of Helmholtz coil and a more detailed description of some principles of magnetic field sensors. This thesis also contains a description of the experiments and the factors influencing them. The last part deals with the quantification of uncertainties from measured experiments and with the discussion of the results from these measurements.