Статьи журнала - Научное приборостроение
Все статьи: 1374
Метод решения задачи множественного рассеяния электромагнитных волн в однородной безграничной среде
Статья научная
В статье предлагается подход к решению задачи множественного электромагнитного рассеяния на совокупности тел в однородном безграничном пространстве. Для этого рассматривается задача о множественном рассеянии двух тел, находящихся в первичном поле плоской волны. Предполагаются известными исходные невозмущенные матрицы рассеяния каждого рассеивателя. Решение строится путем учета многократного перерассеяния плоских волн между рассеивателями. Получены интегральные уравнения, позволяющие рассчитать результирующие матрицы рассеяния каждого из них и совокупную матрицу рассеяния системы, состоящей из двух рассеивателей. Показано, что решение этой задачи позволяет решить задачу о поле рассеяния произвольного числа рассеивателей. Приведены выражения для поля рассеяния в случае произвольного первичного поля. Продемонстрирована связь интегральных уравнений для задач о множественном рассеянии в однородном пространстве и о множественном рассеянии одиночного тела вблизи границы раздела. Приведены приближенные выражения для расчета поля рассеяния при множественном рассеянии.
Бесплатно
Статья научная
Уточнены области определения функции Грина для потенциала поверхностной акустической волны. Решена задача о распределении зарядов с учетом изменения амплитуды волн под электродами встречно-штыревого преобразователя. Исходное интегральное уравнение с разностным ядром, моделирующее распределение за-рядов под электродом бесконечной длины, с помощью интегрирования по частям сведено к дифференци-ально-разностному уравнению, решение которого получено в замкнутой форме.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрен метод формализации исходных данных, описывающих поведение систем управления (СУ), путем получения структуры Крипке и набора темпоральных формул на основе набора прецедентов работы системы. Процесс формализации рассмотрен на примере описания работы автоматизированного анализатора уровня активности холинэстераз плазмы и эритроцитов крови человека "Гранат-4". Полученное описание может служить основой как для реализации программного обеспечения СУ, так и для анализа и исследования особенностей работы СУ с помощью методов Model checking, формальных методов верификации или средств построения и контроля сценариев проверки.
Бесплатно
Статья научная
Работа посвящена задаче обнаружения и классификации посторонних веществ-загрязнителей на внутренних поверхностях труднодоступных полостей изделий ракетно-космической отрасли с применением мультиспектрального видеоэндоскопа, формирующего одновременно 16 изображений объекта в узких спектральных интервалах на разных участках одного матричного приемника излучения. Специфика контролируемых объектов и условий их наблюдения вносит коррективы в методику обработки спектральной информации. Экспериментально показано, что достоверность контроля существенно повышается при использовании базы данных веществзагрязнителей, созданной на аналогичном объекте контроля.
Бесплатно
Методика импульсных измерений удельного сопротивления полупроводниковых пластин
Статья научная
Описана методика автоматизированных измерений удельного и поверхностного сопротивлений полупроводниковых пластин произвольной формы толщиной 0.2-400 мкм по методу Ван-дер-Пау в импульсном режиме с использованием экспериментальной установки. Установка включает в себя компьютер IBM PC, цифровые вольтметры В7-21А, программно управляемый генератор импульсов, устройство выборки-хранения, программно управляемый коммутатор и адаптер-мультиплексор. Она обеспечивает автоматическое переключение зондовых контактов, программируемое задание импульсов напряжения и тока длительностью 10-40 мкс, измерение поверхностного сопротивления в диапазоне 0.05-22·10^6 Ом, удельного сопротивления в диапазоне 2·10^−3 - 10^6 Ом·см при толщине пластины 400 мкм с выводом результатов на монитор и принтер. Погрешность измерения сопротивлений не более 0.8 %.
Бесплатно
Методика исследования ветвления трещины при низкотемпературных натурных испытаниях
Статья научная
Разработана методика испытаний сосудов высокого давления с искусственным дефектом (надрезом) внутренним давлением с регистрацией данных в режиме реального времени для исследования ветвления трещины в цилиндрических оболочках. Проведена серия натурных испытаний сосудов высокого давления из стали-55 с продольным надрезом в средней части сосуда. Проведен анализ вида разрушения в зависимости от начального надреза. Определены критические значения разрушающего давления для ветвления трещины.
Бесплатно
Статья научная
Предметом исследования является методика (принципы) построения модели детектора гамма-излучения на основе кристалла из особо чистого германия. Для исследования по методу Монте-Карло созданы компьютерные модели двух разных по эффективности детекторов, имитирующие процесс регистрации гамма-излучения в объеме кристалла с учетом основных процессов, протекающих в кристалле детектора. Получены результаты сравнения расчетной эффективности отклика детекторов и их моделей, построенных по одной методике, но с разными входными параметрами. Установлена успешная с точки зрения эффективности регистрации схема построения модели детектора, определены геометрические параметры основных элементов детектора. Развитие такого подхода позволяет создавать модели детекторов на основе особо чистого германия с помощью стандартной процедуры. Результаты исследования будут полезны при разработке гамма-спектрометров или их калибровке перед началом использования.
Бесплатно
Методика обработки данных при плавлении продуктов полимеразной цепной реакции в реальном времени
Статья научная
В статье изложены результаты разработки методики обработки данных для получения высокого разрешения при плавлении продуктов полимеразной цепной реакции (ПЦР) в реальном времени. В работе использован способ аппроксимации производной кривой плавления ДНК с помощью производной сигмоидальной функции (СФ) с одновременной компенсацией дрейфа нулевой линии и фильтрацией шума. Предлагаемая методика позволяет уменьшить шаг дискретности измерения температуры плавления Tm для экспериментальной кривой плавления с шагом 1 ºС до величины 0.1 ºС и менее, а также уменьшить влияние на погрешность измерения температуры плавления Tm шумов и дрейфа нулевой линии.
Бесплатно
Методика определения разброса температур по лункам анализаторов нуклеиновых кислот
Статья научная
В работе предложена усовершенствованная методика определения разброса температур по лункам на основе нелинейной аппроксимации сигмоидальной функцией (СФ) сигналов флуоресценции при плавлении ДНК. Использованы флуоресцентные зонды с высокой температурной зависимостью (порядка 15 % К-1). Результаты представлены в табличном и графическом виде. Показано, что температура плавления ДНК во всех пробирках и их среднее значение соответствуют абсолютной шкале температуры в °С. Получены следующие результаты: разброс температур не более ±0.2 °С, среднее значение температур плавления ДНК всех пробирок равно T mс = 80.82 °С. Максимальное отклонение температуры по 6 группам по 16 пробирок (4 × 4) от среднего значения составляет 0.15 °С и не превосходит предельно допустимых значений ±0.2 °С. Предложено использовать полученные результаты для выравнивания каналов управления элементов Пельтье, настройки, калибровки и проверки тепловых параметров анализаторов нуклеиновых кислот.
Бесплатно
Статья научная
Целью данной работы является разработка методики и алгоритмов математической обработки изображений для построения трехмерных моделей металлических структур с использованием статистических параметров их двумерных изображений. В качестве объектов исследования были выбраны несколько металлических образцов, представленных в виде многогранников. Изучение данных металлических образцов позволило протестировать метод восстановления трехмерной структуры по двумерным изображениям трех плоских срезов, полученных по технологиям подготовки микрошлифов.
Бесплатно
Методика оценки эффективности моделей и обнаружения масс-спектрометрических пиков
Статья научная
В статье приведены результаты экспериментальных исследований выходных сигналов квадрупольного масс-спектрометра на базе автоматизированного комплекса, содержащего квадрупольный масс-спектрометр МХ-7306. Разработаны методика оценки эффективности моделей сигналов и оптимальный вариант корреляционного алгоритма сглаживания, обнаружения и идентификации масс-спектрометрических пиков; приведены аналитические выражения эффективности моделей пиков для различных аппроксимаций. Методика позволяет проводить выбор наилучшей с точки зрения вероятности правильного обнаружения аппроксимации масс-спектрометрического пика в каждом конкретном случае.
Бесплатно
Статья научная
В работе обсуждается применение атомно-силовой микроскопии (АСМ) для биологических, медицинских и других задач. Предложена методика поточечных измерений рельефа, сил взаимодействия и локальных свойств объектов. Так как латеральное движение зонда происходит вне контакта с изучаемой поверхностью, то влияние боковых сил полностью исключается. Описываются принцип работы, возможности и преимущества методики. Экспериментально подтверждается возможность комплексного подхода к изучению в АСМ.
Бесплатно
Методика согласования источника ионов статического масс-спектрометра с анализатором
Статья научная
На основе представления о единой ионно-оптической системе статического магнитного масс-спектрометра, включающей в себя как источник ионов, так и анализатор, разработана методика согласования с анализатором параметров ионного пучка, формируемого источником ионов. Движение ионов описывается в терминах фазового пространства. Базовой программой, с помощью которой проводится расчет формирования и транспортировки ионных пучков, является программа SIMION 3D версия 7.0. Для реализации методики были разработаны совместимые с SIMION 3D программные модули, обеспечивающие генерацию начальных параметров ионного пучка, анализ и представление выходных данных в наглядном графическом виде. Методика была применена для оптимизации источника ионов масс-спектрометра МСД650 и согласования ионного пучка. Приведены полученные экспериментальные результаты.
Бесплатно
Статья научная
Дан краткий обзор литературы и рассмотрены основные особенности применения ультразвукового поля стоячей волны (УЗСВ) для фракционирования дисперсных систем. Описан новый принцип построения систем проточного фракционирования, основанный на наложении УЗСВ параллельно направлению потока. Рассмотрены возможности его применения для исследования и фракционирования частиц различной природы в биообъектах и водах. Определены основные процессы, влияющие на эффективность фракционирования, которые нужно изучать и учитывать при построении и моделировании систем проточного фракционирования.
Бесплатно
Статья научная
Предложены и рассмотрены эвристические модели формирования структур в тонких ленгмюровских пленках толщиной 1-3 слоя, основанные на результатах экспериментальных исследований пленок методом атомно-силовой микроскопии. Показано, что элементом базовой структуры пленок является домен. Обсуждена гипотеза разброса размеров домена, согласующаяся с моделью Иеха. На основе анализа структурной однородности и целостности пленки предложена модель роста пленки.
Бесплатно
Методология сетей с симметричными функциями преобразования нейронов
Статья научная
Представлены основы методологии сетей с симметричными функциями преобразования у нейронов (СФПН), которые находят применение в задачах аппроксимации, распознавания образов, идентификации систем (объектов), создания контроллеров, снижения уровня зашумленности сигналов в информационно-измерительных системах. Особенность структуры таких нейронных сетей (НС) состоит в локализации элементов скрытого слоя в многомерном векторном пространстве (размерность которого идентична размерности входной информации) и в наличии СФПН, зависящей от (метрической) нормы разности векторов локализации элементов скрытого слоя и входного вектор-сигнала. Даны элементы прикладной теории распознавания образов на сети с СФПН; критерий обучения НС на основе функционала, регуляризованного по методу А.Н. Тихонова; общий вид функции аппроксимации и интерполирования, полученный на основе этого критерия с использованием схемы Грина для обратной задачи при преобразовании линейным дифференциальным оператором; метод выбора параметра регуляризации.
Бесплатно
Методы выделения и очистки ДНК из лизатов клеток (обзор)
Статья научная
В представленном обзоре рассмотрены методы выделения и очистки ДНК из лизатов клеток, классифицированные по основным принципам и конкретным средствам, использованным с этой целью. Изложены известные на сегодняшний день преимущества, особенности использования и возможные ограничения для ПЦР-анализа. Использованные материалы включают как обзорные публикации, так и ряд "старых" работ, которые до сих пор не потеряли своей актуальности и являются основой для разработки современных нестандартных методов выделения и очистки ДНК.
Бесплатно
Методы и алгоритмы разделения смеси сигналов. I. Применение декорреляции и статистик второго порядка
Статья научная
Анализируется задача разделения смеси сигналов (с восстановлением вида ее компонент) при отсутствии информации о пропорциях и типе смешивания. Доступная измерительная информация поступает в информационно-измерительную систему с ее сенсоров. Рассмотрены методы и структура алгоритмов, необходимых для разделения смеси сигналов. Алгоритмы основаны на декорреляции многомерного измерительного сигнала, разложении ковариационной матрицы по собственным значениям и на использовании нейронной сети.
Бесплатно
Статья научная
Анализируется задача разделения смеси сигналов (с восстановлением вида ее компонент) при отсутствии информации о пропорциях и типе смешивания. Метод основан на использовании информационного критерия и адаптивного алгоритма для обучающейся нейронной сети. Рассмотрены несколько видов распределения первичных сигналов, поступающих на сенсоры информационно-измерительной сети, и соответствующие им изменения функции преобразования нейронов. Подход к разделению смеси сигналов включает применение модифицированного градиента (м-градиента) в схеме анализа независимых компонент. (Статью I цикла см. "Научное приборостроение", 2009, т. 19, № 2).
Бесплатно
Методы и схемы анализа спектров сигналов на основе обобщенной модификации преобразования Фурье
Статья научная
Модификация преобразования Фурье (ПФ) - вращаемое ПФ имеет собственные (отличные от ПФ) свойства, правила умножения и свертки сигналов, оказывается полезной при обработке нестационарных сигналов в информационно-измерительных системах. Вращаемое ПФ (ВПФ) при некоторых условиях может быть более эффективным, чем ПФ, в задачах мультиплексирования и фильтрации. Для спектрального анализа методом ВПФ проводится разработка схем, ориентированных на обработку различных типов сигналов. Это -ряды ВПФ и ВПФ дискретного времени. Обе схемы являются обобщениями соответствующих традиционных форм спектральной обработки сигналов методами ПФ.
Бесплатно
