Szacowanie niepewności pomiaru temperatury skóry człowieka metoda Monte Carlo

• Autorzy: Dzwonkowski A. , Golijanek-Jędrzejczyk A , Rafiński L.

Warianty tytułu

EN

Estimation of uncertainty of measurement of human skin temperature using the Monte Carlo method

• Konferencja: Sympozjum Naukowe AKTUALNE PROBLEMY W METROLOGII 2013 (II ; 16.09.2013 ; Gdańsk, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W Katedrze Metrologii i Systemów Informacyjnych opracowano bezinwazyjna metode pomiaru temperatury wybranych punktów ciała człowieka podczas próby wysiłkowej. Ze wzgledu na wymagana dokładnosc pomiarów wykorzystano do pomiaru metode kontaktowa. Jednoczesnie, na podstawie wyników wczesniejszych pomiarów dynamiki zmian temperatury skóry podczas testu wysiłkowego zdecydowano sie na zastosowanie jako czujnika - termoelementu. W referacie zaprezentowano metodologie szacowania niepewnosci pomiaru temperatury skóry człowieka, przy zastosowaniu metody Monte Carlo. W artykule przeprowadzono także szczegółowa analize porównawcza wyników oceny pomiaru metoda symulacji Monte Carlo oraz wyników uzyskanych metoda zwiazana z prawem propagacji niepewnosci.

EN

The Department of Metrology and Information Systems developed a non-invasive method of measuring the temperature of selected points of the human body during a cardiopulmonary exercise test (CPET). Due to the required accuracy of measurement a tactile measurement method was decided to be used. On the basis of previous measurements of the dynamics of changes in skin temperature during an exercise test it was decided T-type thermocouple sensors will be used. This paper presents a methodology for estimating uncertainty of measurement of human skin temperature using the numeric Monte Carlo method. A detailed analysis of the selection of the distribution function of the input values which is very important for the Monte Carlo method because the correct generation of the simulation values is dependent on it is also presented. A detailed comparative analysis of the results of the measurement uncertainty calculations obtained using the Monte Carlo simulation and the results achieved using the uncertainty propagation law method was also carried out and it has been concluded that both methods give consistent results. The Department of Metrology and Information Systems developed a non-invasive method of measuring the temperature of selected points of the human body during a cardiopulmonary exercise test (CPET). Due to the required accuracy of measurement a tactile measurement method was decided to be used. On the basis of previous measurements of the dynamics of changes in skin temperature during an exercise test it was decided T-type thermocouple sensors will be used. This paper presents a methodology for estimating uncertainty of measurement of human skin temperature using the numeric Monte Carlo method. A detailed analysis of the selection of the distribution function of the input values which is very important for the Monte Carlo method because the correct generation of the simulation values is dependent on it is also presented. A detailed comparative analysis of the results of the measurement uncertainty calculations obtained using the Monte Carlo simulation and the results achieved using the uncertainty propagation law method was also carried out and it has been concluded that both methods give consistent results.

Słowa kluczowe

PL

pomiar temperatury; niepewność pomiaru; metoda Monte Carlo; CPET

EN

temperature measurement; measurement uncertainty; Monte Carlo method; CPET

• Wydawca: Wydział Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej
• Rocznik: 2013
• Tom: Nr 34
• Strony: 21--24
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Dzwonkowski A.

• Politechnika Gdanska, Katedra Metrologii i Systemów Informacyjnych ul. G. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdansk tel.: [phone]

autor

Golijanek-Jędrzejczyk A

• Politechnika Gdanska, Katedra Metrologii i Systemów Informacyjnych ul. G. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdansk tel.: [phone]

autor

Rafiński L.

• Politechnika Gdanska, Katedra Metrologii i Systemów Informacyjnych ul. G. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdansk tel.: [phone]

Bibliografia

• 1. Armstrong N, Welsman JR.: Aerobic fitness: what are we measuring?, Med Sport Sci, iss. 50, 2007, p. 5-25.
• 2. Barker A.R, Williams C.A, Jones A.M, Armstrong N.: Establishing maximal oxygen uptake in young people during a ramp cycle test to exhaustion, Br J Sports Med., 45(6), 2011, p. 498-503.
• 3. Rafinski L., Łuszczyk M.: A measurement system for children endurance tests, Poznan University of Technology Academic Journals. Electrical Engineering. Computer Applications in Electrical Engineering, iss. 72, 2012, p. 57-64, ISSN 1897-0737.
• 4. Bongers B.C., Hulzebos E.H.J., Van Brussel M., Takken T.: Pediatric Norms for cardiopulmonary Exercise Testing, Uitgeverij BOXPress, s’- Hertogenbosch, 2:3, 2012, p. 30-34.
• 5. Falk B.: Effects of thermal stress during rest and exercise in the paediatric population, Sports Medicine, 25 (4), 1998, p. 221-40.
• 6. Chin Leong Lim, Chris Byrne, Jason K.W. Lee: Human Thermoregulation and Measurement of Body Temperature in Exercise and Clinical Settings, Annals, Academy of Medicine, Singapore 2008.
• 7. Inbar O., Morris N., Epstein Y., Gass G.: Comparison of thermoregulatory responses to exercise in dry heat among prepubertal boys, young adults and older males, Experimental Physiology, 89 (6), 2004, p. 691-700.
• 8. Evaluation of measurement data — An introduction to the Guide to the expression of uncertainty in measurement and related documents, JCGM 104:2009.
• 9. Evaluation of measurement data — Guide to the expression of uncertainty in measurement - JCGM 100:2008, GUM 1995 with minor corrections, First edition, September 2008.
• 10. Piotrowski J., Kostyrko K.: Wzorcowanie aparatury pomiarowej. Wydanie II zmienione i uaktualnione, PWN, Warszawa 2012.
• 11. Fotowicz P.: Rola niepewnosci przy ocenie zdolnosci pomiarowej przyrzadu, Materiały IX Konferencji Naukowo-Technicznej PPM’12, Krynica-Zdrój, czerwiec 2012, s. 67-70.
• 12. PN-EN 60584-2: Termoelementy – Tolerancje, 1997.
• 13. NI 9211, Datasheet, ni.com, 20.12.2012.
• 14. Dokument EA-4/02, Wyrażanie niepewnosci pomiaru przy wzorcowaniu, Europejska Współpraca w dziedzinie Akredytacji, Grudzien 1999.
• 15. Fotowicz P.: Obliczanie niepewnosci pomiaru zgodne z definicja przedziału rozszerzenia na przykładzie opracowania wyniku wzorcowania mikrometru, PAR, nr 10, 2010, s. 48—52, ISSN 1427-9126.
• 16. Evaluation of measurement data - Supplement 1 to the Guide to the expression of uncertainty in measurement - Propagation of distributions using a Monte Carlo method, JCGM 101:2008.