Статьи журнала - Научное приборостроение
Все статьи: 1374
Обработка сигналов волновой природы. Обнаружение слабого сигнала
Статья научная
Рассматриваются традиционные статистические и нетрадиционные когерентные методы обнаружения слабого сигнала на фоне высокого шума в их сравнении. Доказывается, что когерентные методы обнаружения более чувствительные по отношению сигнал/шум, чем статистические. Предлагаются технологии когерентной обработки сигналов с экспонированием, позволяющие повышать чувствительность обнаружения сигнала в реальных условиях на 20 децибел.
Бесплатно
Обсчет пиков в задачах электрофореза
Статья научная
Электрофоретические задачи требуют обработки данных. В работе рассматриваются методы для обсчета данных в задачах электрофореза ДНК. Эти методы могут применяться и для многих других задач. Работа посвящена в основном методам просчета параметров гауссовых пиков. Это может помочь в количественном анализе.
Бесплатно
Статья научная
Электрические и магнитные поля, однородные по Эйлеру, являются удобным инструментом для разработки электронно- и ионно-оптических систем. Принцип подобия траекторий в таких полях, впервые примененный Ю.К. Голиковым, позволяет более осмысленно и целенаправленно синтезировать спектрографические корпускулярно-оптические системы при использовании полей, принадлежащих этому классу. Как результат, аналитические выражения для лапласовых потенциалов однородных по Эйлеру полей являются серьезным подспорьем при разработке подобного рода оптических схем. Данная работа посвящена рассмотрению общих формул алгебраически-дифференциального вида, с помощью которых могут легко генерироваться трехмерные однородные гармонические функции, описывающие соответствующие электрические и магнитные поля.
Бесплатно
Статья научная
Работа направлена на исследование взаимодействия однокомпонентного сферического датчика напряженности электрического поля с разомкнутой системой чувствительных электродов с электрическим полем вблизи проводящей заземленной плоскости. Роль чувствительных электродов выполняют пустотелые сферические сегменты с угловым размером Θ0, диаметрально расположенные на виртуальной сфере радиуса R. Построена краткая теория взаимодействия датчика с полем вблизи проводящей плоскости. В основу теории легли основные уравнения, необходимые для построения математической модели датчика, позволяющие определять электрические заряды q1 и q2 на чувствительных электродах, напряжение холостого хода Uхх между чувствительными электродами и межэлектродную емкость С. Составлена математическая модель датчика и проведено математическое моделирование. В результате математического моделирования получены численные значения межэлектродной емкости C, дифференциального заряда Δq = q1 – q2 и напряжений холостого хода Uхх. Численные значения получены при изменении расстояния d от центра датчика до проводящей плоскости для различных угловых значений Θ0 сферических сегментов. Для удобства при расчетах использовалось не расстояние d, а относительный параметр α = R / d, характеризующий пространственный диапазон измерения. Пространственный диапазон измерения изменялся в пределах 0 < α ≤ 1 с шагом 0.1. Угловой размер сферических сегментов Θ0 изменялся от 30° до 90° с шагом в 15°. Исследования показали, что в качестве выходного сигнала датчика следует выбрать Uхх при угловых размерах сферических сегментов Θ0 ≤ 45°. Такой выбор обеспечит датчику погрешность, вызванную влиянием проводящей плоскости, не превышающую δ ≤ 4.77% во всем пространственном диапазоне измерения 0 < α ≤ 1. При уменьшении пространственного диапазона до α = 0.5 погрешность датчика не превысит δ ≤ 0.36%. Результаты исследования подтвердили возможность использования датчика вблизи проводящей заземленной плоскости.
Бесплатно
Статья научная
Работа посвящена разработке и исследованиям однокристального приемного модуля со встроенной антенной, построенного по HEMT-технологии на основе наногетероструктур GaN на подложках сапфира. Модуль предназначен для работы в диапазоне 66-67 ГГц и может быть использован для систем сотовой связи 5G. Измерения изготовленных образцов показали его работоспособность в диапазоне 66-67 ГГц и достижение выходной мощности в передающем тракте более 10 дБм, а диапазона перестройки гетеродина - более 2 ГГц.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены элементы метода определения динамики нелинейного многопараметрического объекта (системы) на основе моделирования с использованием сети с симметричной функцией преобразования нейронов. Обученная сеть способна аппроксимировать динамику объекта и подсистемы его контроля в пространстве параметров состояния.
Бесплатно
Определение дисперсии магнитного момента наночастиц в магнитной жидкости
Статья научная
На начальном участке кривой намагничивания парамагнетика его намагниченность по теории Ланжевена пропорциональна квадрату магнитного момента Р парамагнитных частиц: М нач = nP 2 B /(3 kT ), где n - концентрация частиц, В - индукция магнитного поля, Т - температура, k - постоянная Больцмана. Намагниченность насыщения, измеряемая на конечном участке кривой намагничивания, пропорциональна магнитному моменту в первой степени: М нас = nР. При наличии дисперсии магнитного момента частицы измеряемые намагниченности М нач и М нас усредняются. В результате получается М нач = n ( Р 2) ср В /(3 kТ ), М нас = = nP ср, где ( Р 2) ср и Р ср - средние значения Р 2 и Р. Так как значение магнитного момента конкретной парамагнитной частицы является случайной величиной, при любой функции распределения частиц по значениям Р дисперсию распределения Д можно находить по формуле Д = ( Р 2) ср - ( Р ср) 2, получив значения ( Р 2) ср и ( Р ср) 2 из экспериментальной кривой намагничивания. Метод проиллюстрирован определением дисперсий распределения магнитных моментов наночастиц 3 магнитных жидкостей.
Бесплатно
Определение значений присоединенных масс воды при вертикальных колебаниях волномерных буев
Статья научная
Приводятся результаты теоретических и экспериментальных исследований значений присоединенных масс воды при вертикальных колебаниях волномерных буев. На основе полученных результатов произведен расчет вертикальной качки буя. Результаты расчета сопоставлены с экспериментальной характеристикой вертикальной качки, полученной в бассейне. Сравнение экспериментальной и расчетной кривых дает хорошие результаты. На основе результатов выполненной работы можно рекомендовать полученные значения присоединенных масс для использования в инженерных расчетах.
Бесплатно
Определение комплексообразующей способности природных вод методом электроинжекционного анализа
Статья научная
На примере модельных растворов, приготовленных разбавлением торфогуминового экстракта, показана возможность определения комплексообразующей способности природных вод методом электроинжекционного анализа.
Бесплатно
Определение магнитных и диэлектрических свойств связанной воды с помощью индуктивных l-ячеек
Статья научная
Разработан способ совместного определения магнитной и диэлектрической проницаемостей веществ с помощью соленоидальных L-ячеек. Данным методом установлено, что состояние связанной воды вблизи поверхности ряда твердых тел может быть парамагнитным за счет селекции ее молекул по спиновым модификациям.
Бесплатно
Статья научная
Предложен вариант метода детектирования микроцистинов и анатоксина-а, основанный на их специфической фрагментации при тандемном масс-спектрометрическом анализе, с применением масс-спектрометрии низкого разрешения. Приведены значения m/z, структура диагностических ион-продуктов и тандемные спектры для 9 вариантов наиболее распространенных микроцистинов. На основании полученных фрагментных масс-спектров и систематизированных литературных данных предложена новая классификация ион-продуктов микроцистинов, значительно облегчающая процедуру их идентификации и позволяющая по набору диагностических фрагментов установить структуру разных вариантов микроцистинов без использования стандартных соединений. Представленный метод исследования микроцистинов и анатоксина-а с помощью масс-спектрометрии низкого разрешения может быть рекомендован как для качественного, так и количественного определения указанных цианобактериальных метаболитов в биомассе цианобактерий, в природной и питьевой воде в отсутствие полного набора стандартных соединений.
Бесплатно
Определение модельных констант при вычислении температуры плавления ДНК
Статья научная
В настоящей статье описаны факторы, влияющие на величину определяемой температуры плавления ДНК T m, оценена степень их влияния. Выполнен обзор существующих моделей для вычисления температуры плавления ДНК, выявлено значительное расхождение результатов применения моделей и экспериментальных данных. Предложено применение упрощенных моделей, учитывающих зависимость температуры T m от некоторых факторов при неизменных иных факторах. В качестве примера приведена упрощенная модель, учитывающая зависимость от длины фрагмента ДНК и содержания GC-пар нуклеотидов. Описана методика определения модельных констант для вычисления температуры плавления ДНК на основе анализа результатов экспериментов и данных из известных литературных источников. Отклонение температуры плавления T m при использовании модели, уточненной по экспериментальным данным, не превышает 0.29 °C, значение СКО составляет 0.13 °C.
Бесплатно
Краткое сообщение
Описывается аппаратное и программное обеспечение устройства для определения модуля нормальной упругости материала. Действие устройства основано на измерении резонансной частоты акустических колебаний образца, вызванных импульсным механическим ударом. Акустические колебания регистрируются в широком диапазоне частот, записываются в память компьютера и подвергаются преобразованию Фурье. С помощью полученного преобразованием Фурье частотного представления сигнала находится резонансная частота и вычисляется модуль упругости.
Бесплатно
Статья научная
Важнейшим видом анализа полидисперсности полимеров является гель-проникающая хроматография (ГПХ) как метод определения их молекулярно-массового распределения (ММР). Рассмотрены виды ГПХ-анализа и их применение в исследовании полимеров.
Бесплатно
Статья научная
На основе анализа принципов построения многокомпонентных измерительных устройств обоснованы преимущества применения в авиационно-космическом приборостроении акселерометров на основе полного магнитного подвеса одномассового чувствительного элемента. Описана конструкция прецизионного шестикомпонентного акселерометра. Обсуждается математическая модель акселерометра, вырабатывающего все координаты векторов линейного и углового ускорений и скоростей.
Бесплатно
Статья научная
Предложен метод определения намагниченности магнитной жидкости с применением ядерного магнитного резонанса, в котором для уменьшения объема образца вместо двух цилиндрических датчиков применяется один датчик при двух ориентациях относительно внешнего магнитного поля. Описаны методики измерений, позволяющие устранить ошибки, вызванные неоднородностью внешнего магнитного поля, влиянием константы эффективного поля. Применение одного цилиндра уменьшает требуемый для измерения намагниченности объем образца исследуемой магнитной жидкости.
Бесплатно
Определение профиля поверхностной волны по видеозаписи в канале с прозрачными стенками
Статья научная
Измерение отклонения поверхности воды в лабораторных экспериментах стандартным методом с помощью струнного волнографа позволяет получить информацию только о временных характеристиках поверхностных волн. В данной работе предлагается метод распознавания с помощью видеозаписи профиля волны — зависимости отклонения поверхности воды от времени и координаты. Для работы метода необходимо, чтобы профиль волны был визуально наблюдаем, например, через прозрачную стенку лабораторной установки. Для реализации метода необходимы только видеокамера и источники света под водой. Разработан алгоритм определения отклонения поверхности воды, создано соответствующее программное обеспечение. Демонстрируется хорошее визуальное соответствие (алгоритм распознает то, что видит глаз человека) и совпадение по спектру с сигналом использованных в экспериментах волнографов.
Бесплатно
Определение размеров локальных объектов изображений для их идентификации
Статья научная
Рассмотрен метод определения размеров локальных объектов изображения, малых по сравнению с полным размером кадра. Первым шагом является поиск контура объекта. Размер объекта изображения может быть найден с помощью фурье-преобразования сигнатуры контура. Приведены экспериментальные результаты автоматизированного определения распределений размеров лейкоцитов на микроскопических изображениях. Данные свидетельствуют о возможности идентификации лимфоцитов и гранулоцитов.
Бесплатно
Определение токсинов пептидной природы методом MALDI-MS (обзор)
Статья обзорная
В обзоре рассмотрены возможности MALDI-масс-спектрометрии применительно к анализу токсинов пептидной природы, продуцируемых бактериями, некоторыми растениями, морскими организмами, насекомыми, членистоногими и змеями. Показаны преимущества и недостатки метода.
Бесплатно
Статья научная
Предлагается алгоритм статистического анализа размеров элементов изображений, основанный на вычислении спектральной плотности изображения и являющийся реализацией цифрового подхода к решению обратной задачи. Возможности алгоритма продемонстрированы на примерах модельных изображений. Предложенный подход позволяет получить распределение элементов изображений по размерам. Приводятся результаты применения алгоритма при исследовании изображений полупроводниковых наноструктур, полученных в сканирующем туннельном микроскопе.
Бесплатно