Статьи журнала - Научное приборостроение
Все статьи: 1374
Модель бесконтактного транспортного средства как системы с особой точкой
Статья научная
Известные модели бесконтактных транспортных средств обычно описываются уравнениями невысокого порядка. Это обусловлено наличием непреодолимых проблем с получением аналитического решения для нелинейных уравнений выше второго порядка. В реальных системах обобщенная координата может зависеть от многих переменных величин, каждая из которых описывается своим многомерным дифференциальным уравнением. В этих случаях линеаризация является единственным методом перехода от исходной нелинейной модели к интегрируемой модели. В данной статье применен один из известных методов линеаризации нелинейных моделей - замена аргумента нелинейной функции на известную функцию времени с последующим определением коэффициентов линеаризации. В работе предлагается модель бесконтактного транспортного средства, в которой нелинейность силового воздействия аппроксимируется переменным коэффициентом гиперболического типа. Модель нелинейности зависит от времени и от скорости перемещения ротора как от параметра. Модель бесконтактного подвеса может быть классифицирована как модель линейной нестационарной системы управления с особой точкой. Модель может быть использована для анализа и синтеза систем управления гироскопами и бесконтактными транспортными средствами.
Бесплатно
Статья научная
Предложен новый способ моделирования движения ионов в плотном газе в электрических полях. Метод основан на комбинации статистической диффузии и направленного движения в вязкой среде. Сравнение тестовых расчетов по предложенному методу и с учетом индивидуальных столкновений ионов с молекулами газа показывает применимость метода в широком диапазоне давлений газа и величин поля.
Бесплатно
Модель и алгоритм построения синтаксически управляемого редактора XML-описаний
Статья научная
Для построения редакторов XML-файлов может быть использован синтаксически управляемый перевод. Главной целью создания XML-редакторов является предоставление развитого интерфейса пользователя. Такой интерфейс должен позволять получать в каждой точке диалога полную информацию о возможных действиях пользователя по редактированию файла, включая допустимые к использованию теги XML. В основу создания такого редактора может быть положен логический процессор, являющийся реализацией специального абстрактного автомата. Управляющая таблица автомата строится по содержимому DTD-файла на основе вычисления модифицированных отношений Вирта-Вебера. Данный подход позволяет пользователю создавать синтаксически корректные XML-файлы без знания DTD.
Бесплатно
Модель переходного поля между квадрупольным фильтром масс и префильтром
Статья научная
Предложена аналитическая функция, описывающая переходное поле в области между квадрупольным фильтром масс (КФМ) и префильтром. Функция была получена путем построения численной модели распределения потенциала в области соединения КФМ и префильтра с помощью программного обеспечения SIMION 8 и последующей аппроксимации методом наименьших квадратов функции распределения потенциала в этой области. В качестве базовой для аппроксимации была выбрана экспоненциальная функция по аналогии с описанной ранее функцией краевого поля. Предложены два варианта функции переходного поля: полный вариант трех координат, учитывающий поперечные координаты x, y и продольную z, и упрощенный вариант одной продольной координаты z. Наличие функции переходного поля вместе с функцией краевого поля позволяет аналитически описать движение иона в электродной системе КФМ-префильтр, что дает возможность исследовать характеристики такой системы методами динамики фазового пространства.
Бесплатно
Модель управления летательным аппаратом при вертикальном маневрировании
Статья научная
В статье использованы результаты работ по созданию программно-математической модели систем оптимизации режимов полета и вертикального маневра различных летательных аппаратов. Иллюстративный материал дан для самолета ТУ-154М. Рассмотрен алгоритм формирования оптимального управления на этапе смены эшелона с использованием метода Ньютона для приближенного решения краевой задачи.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены возможности модернизации ионной оптики и конструкции масс-спектрометра МИ1201Т выпуска 80-х годов с целью улучшения его аналитических и эксплуатационных параметров при анализе изотопного состава окислов и солей урана и трансуранов в технологическом контроле на предприятиях ядерно-топливного цикла.
Бесплатно
Модернизация системы регистрации масс-спектрометров МИ1201 с непрерывной разверткой
Статья научная
Рассмотрены элементы аппаратного, алгоритмического и программного обеспечения автоматизированной модернизированной системы регистрации масс-спектрометра МИ1201 для сбора, обработки и представления масс-спектрометрических данных, используемых в технологическом цикле производства и контроля продукта на промышленном предприятии. В состав модернизированной системы регистрации входят: прецизионный электрометрический усилитель на базе интегральной микросхемы, 24-разрядный аналого-цифровой преобразователь с фильтром нижних частот, устройство управления магнитным полем, имеющее гальваническую развязку. В алгоритмическом и программном обеспечении реализованы отраслевые методики масс-спектрометрических измерений и алгоритмы, предложенные авторами по обнаружению масс-спектрометрических пиков и корректировке погрешностей измерений из-за недостаточного разрешения и большой разницы в соотношении величин рядом находящихся пиков.
Бесплатно
Статья научная
Предложен способ модификации мишени для МАLDI-МS-анализа, позволяющий селективно выделять аналиты из биологических образцов непосредственно на поверхности мишени, как альтернатива классическим методам. Для модификации мишени суспензию металл-аффинного сорбента на основе оксида железа(III) в 50% водно-метанольном растворе электрораспыляли в бескапельном режиме c динамическим делением потока жидкости при атмосферном давлении в нормальных условиях. МАLDI-мишень выступала в качестве противоэлектрода. На МАLDI-мишень наносился слой сорбента в виде пятна, частицы которого в дальнейшем устойчивы к воздействию растворителей. На модифицированной МАLDI-мишени проводилось металл-аффинное обогащение фосфорилированного пептида с аминокислотной последовательностью SSNGHV(pY)EKLSSI из образца триптического гидролизата глобина человека. МАLDI-масс-спектр записывали с пятна сорбента. Такая методика создана в качестве альтернативы трудоемкой пробоподготовке биопроб и позволяет ограничиться минимальными объемами образца и растворителей.
Бесплатно
Модификация вейвлет-преобразования: концепция и приложение
Статья научная
Описана модификация вейвлет-преобразования (ВП). Построение основано на аналогии с обобщенной формой преобразования Фурье, использовании аппарата преобразования Радона и гибком способе масштабирования полученной модификации ВП. Полученная модификация вейвлет-преобразования (и особенно ее вариант с дополнительным масштабированием) имеет определенное преимущество перед традиционной формой ВП. Это относится к задаче увеличения информационнозначимой компоненты сигнала за счет снижения уровня шума, включая задачу анализа двумерного сигнала - изображения, которое искажено сопутствующим шумом (наличием так называемого блера).
Бесплатно
Статья научная
Исследование относится к области методов определения вертикального профиля плотности морской воды in situ. Традиционные методы определения плотности морской воды ρ через CTD-параметры (электропроводность, температура, глубина) имеют многоэтапный характер, что усложняет их использование в реальном времени. Перспективным решением является применение динамических измерений с использованием автономных зондов-профилографов, которые, будучи оборудованы только одним датчиком давления, могут определять вертикальный профиль плотности морской воды со скоростью порядка 1 м/с. Однако текущая реализация данного метода требует информации о плотности морской воды на поверхности. Задачей данного исследования является разработка модификации метода динамических измерений, не требующего такой информации. В основу метода положен анализ математического описания движения автономного зонда-профилографа в поле гидростатического давления p при свободном погружении, на базе которого получено уравнение для определения ρ(p), не требующее априорной информации о плотности. Метод предполагает вычисление первой и второй производных гидростатического давления. Для снижения эффекта усиления шумов при дифференцировании предложено использовать фильтры-дифференциаторы и дана рекомендация по определению границы полосы подавления частот в зависимости от скорости профилирования. Проанализировано влияние скорости погружения зонда-профилографа на динамическую погрешность измерения давления и погрешность аналого-цифрового преобразования. Выявлен диапазон скоростей профилирования, в котором снижено влияние указанных погрешностей. Проведено моделирование, подтверждающее результативность предложенных решений. Полученные результаты могут быть применены при определении профиля плотности морской воды в океанологии, рыболовстве и подводных работах.
Бесплатно
Статья научная
Предлагается метод модификации частотно-временных описаний нестационарных процессов для решения задач измерения их параметров. Приводятся теоретические и практические результаты исследований.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена оптимизации микрофлюидной аналитической системы (МФАС), предназначенной для осуществления полимеразно-цепной реакции в режиме реального времени (ПЦР-РВ) в стеклянно-кремниевом микрочипе, содержащем 16 микрореакторов объемом 1.3 мкл каждый. Приведены оценки методов модифицирования поверхности микрореакторов и доказано, что предложенное полимерное покрытие на основе полиметилметоксисилоксана позволяет предотвратить ингибирование ПЦР. Предложенная методика модифицирования позволила создать высокий контактный угол смачивания кремниевой поверхности водой и значительно снизить время подготовки микрочипа к анализу. Проведенные оценки показали, что созданная мультиреакторная ПЦР-МФАС позволяет осуществлять определение ДНК методом ПЦР-РВ с эффективностью, равной теоретическому пределу.
Бесплатно
Модифицированные вейвлеты в обработке данных аналитических приборов. I. Основы теории
Статья научная
Рассматриваются теоретические и прикладные вопросы обработки экспериментальных данных с использованием вейвлетных преобразований. Приведено определение кратномасштабного анализа как спектрального анализа сигналов с расширяющейся полосой. Построены блоки фильтров, реализующие быстрые вычислительные алгоритмы. Исследован класс нестационарных вейвлетов, полученных модификацией известных ортонормированных вейвлетов аппаратной функцией прибора.
Бесплатно
Модифицированные вейвлеты в обработке данных аналитических приборов. II. Алгоритмы обработки
Статья научная
Дано описание алгоритмов обработки с применением модифицированных вейвлетов. Построены блоки фильтров, реализующие быстрые вычислительные алгоритмы. Приведены примеры применения для обработки сигналов различных аналитических приборов. Показано, что предложенный подход позволяет совместить вейвлетное подавление шума, деконволюцию или другие преобразования сигнала, в несколько раз повысить чувствительность и разрешающую способность прибора.
Бесплатно
Модифицированный голографический интерференционный микроскоп для исследования фазовых объектов
Статья научная
В статье показывается, что введение новых элементов в схему голографического интерференционного микроскопа для исследования фазовых микрообъектов позволяет более эффективно производить регулировку и перестройку микроскопа. Приводится математическое описание микроскопа и методика его настройки.
Бесплатно
Модифицированный масс-рефлектрон
Статья научная
В статье анализируется новая электронно-оптическая схема трехкомпонентного масс-рефлектрона. Она состоит из двух дрейфовых промежутков, разделенных двойным электрическим слоем, и одинарного плоского электростатического зеркала-компенсатора. В реальной конструкции двойной слой заменяется двумя близко расположенными сеточками, исполненными в виде системы параллельных металлических нитей. Данная схема обеспечивает третий порядок фокусировки по энергии при низком уровне аберраций 4-го порядка. В работе развивается последовательная аналитическая теория такого модифицированного масс-рефлектрона и показывается, что по отношению к общей схеме рефлектронов с тройным зеркалом предлагаемый вариант является оптимальным.
Бесплатно
Модуляционный микрокалориметр КГМ3100
Статья научная
Создан отечественный модуляционный дифференциальный сканирующий микрокалориметр КГМ3100. В нем использована температурная модуляция, основанная на последовательности коротких интервалов нагрева и изотермических интервалов во всем интересующем диапазоне температур. Этот метод модуляции распространен в мировой практике, так как обеспечивает понятный и быстрый результат измерений. Температурный перепад по радиусу золотых калориметрических камер диаметром 10 мм не превышает при скорости нагрева до 2.5 К/мин, а температурный перепад по толщине образца меньше 0.1 К, что практически не вносит погрешность в результаты измерений. На калориметре выполнены измерения тепловой мощности процессов, содержащих кинетическую составляющую, и процессов, не содержащих эту составляющую. КГМ3100 обеспечивает возможность использования образцов увеличенной массы для работы на низких скоростях сканирования, что увеличивает измеряемый тепловой поток. Это позволяет расширить круг исследовательских задач за счет повышения отношения сигнал/шум при измерениях на данном калориметре, что выгодно отличает его от современных аналогов.
Бесплатно
Модуляционный нанокалориметр в исследованиях термической денатурации белков
Статья научная
Сделан экспериментальный образец модуляционного нанокалориметра. Прибор имеет следующие характеристики: чувствительность 50 нВт, стабильность базовой линии 50 нВт в течение 3-5 ч, быстродействие 60 с. Нанокалориметр выполняет прецизионные измерения тепловой мощности в разбавленных растворах белков в модуляционном режиме StepScan, основанном на последовательности коротких интервалов нагрева (охлаждения) и изотермических интервалов в заданном диапазоне температур. Приведенная функциональная схема калориметра дополнена экспериментальной оценкой величины температурных перепадов по длине калориметрической камеры при нагреве ее со скоростью 0.2 К/мин. Оценка сделана по данным плавления температурного репера в калориметрической камере. В качестве репера использован 1 мг галлия. Показано, что разность между температурой верхней и нижней частей камер не превышает 0.02 К. Таким образом, экспериментально подтверждено, что используемая система нагрева калориметрических камер обеспечивает их равномерный нагрев по всей длине, поскольку полученный температурный перепад меньше абсолютной погрешности измерения на калориметре температуры образца. Все современные сканирующие микрокалориметры ведущих зарубежных фирм уступают разработанному калориметру, т. к. не обеспечивают работу в модуляционном режиме. Калориметр является компьютеризированным прибором. Для него разработано ПО, обеспечивающее работу калориметра и расчет полного теплового потока, а также кинетической и реверсивной частей полного теплового потока, что подтверждено экспериментальными данными. Выполнено исследование термической денатурации овальбумина и лизоцима. Показано, что модуляционная нанокалориметрия позволяет качественно разграничить различные механизмы термической денатурации белка.
Бесплатно
Статья научная
Предложен, теоретически исследован и экспериментально опробован новый метод модуляции скорости ионного пучка в газонаполненном транспортирующем интерфейсе времяпролетного масс-спектрометра с целью повышения эффективности его рабочего цикла.
Бесплатно
Мониторинг деформационного состояния ответственных и технически сложных объектов
Статья
В работе изложены результаты кооперации научного института с предприятиями малого бизнеса с целью разработки перспективной аппаратуры для мониторинга деформационных процессов ответственных и технически сложных объектов. Аппаратура прошла многолетние испытания на объектах гидроэнергетики, горнодобывающих предприятиях и гражданских строительных объектах. В настоящей статье приводятся краткие сведения о приборах и примеры результатов их применения.
Бесплатно
