Оригинальные статьи. Рубрика в журнале - Научное приборостроение
О расчете аксиально-симметричных электростатических полей в областях, заполненных объемным зарядом
Статья научная
Потенциал электростатического поля в области пространства, заполненной объемным зарядом, находится как решение задачи Дирихле для аксиально-симметричного уравнения Пуассона, которая решается методом коллокации для соответствующего граничного интегрального уравнения. Вклад от облака объемного заряда в потенциал в любой точке пространства находится как сумма вкладов от прямоугольных ячеек сетки, вычисляемых аналитическим интегрированием соответствующих интегралов, в которых функция плотности объемного заряда интерполирована билинейным распределением.
Бесплатно
О расчете траекторий заряженных частиц вблизи криволинейных поверхностей
Статья научная
Предложен метод расчета траекторий вблизи криволинейных поверхностей, включающий в себя позиционирование, интерполяцию и собственно расчет. Выделены двенадцать видов пересечения границы расчетной области с ячейками прямоугольной сетки. Приведен алгоритм распознавания вида пересечения. Разработан алгоритм интерполяции функций электростатического поля на части ячейки сетки, которая получается в результате пересечения ячейки с границей расчетной области.
Бесплатно
Статья научная
Приведен алгоритм решения двумерного уравнения Пуассона в плоской геометрии методом граничных интегральных уравнений на случай, когда облако объемного заряда имеет гладкие криволинейные границы.
Бесплатно
Статья научная
В работе изучен характер математической некорректности обратной задачи эллипсометрии для сверхтонких (менее 10 нанометров) прозрачных поверхностных пленок на однородной подложке. Показано, что математическая некорректность в этом случае обусловлена не только экспериментальными ошибками в измерении поляризационных углов, но также и неадекватным выбором модели отражающей среды, проявляющимся в неточном задании параметров подложки, считающихся известными, и в пренебрежении даже очень тонким (порядка 0.1 нанометра) переходным слоем на границе между пленкой и подложкой. Эти выводы носят не только качественный характер, они подтверждены как реальным, так и численным экспериментом, проведенным с помощью специальной математической программы.
Бесплатно
Об особенностях метрологического обеспечения эллипсометрии. Новый метрологический критерий
Статья научная
Рассмотрены особенности метрологического обеспечения эллипсометрии. Предложен новый подход к метрологии эллипсометрии, в рамках которого разброс экспериментальных значений поляризационных углов Ψ и Δ по измерительным зонам рассматривается как объективный метрологический критерий. Приведены экспериментальные результаты по межзонному разбросу углов Ψ и Δ на образцах со сверхтонкими поверхностными пленками.
Бесплатно
Обеспечение температурной устойчивости параметров компенсатора эллипсометра
Статья научная
В современных эллипсометрах в качестве компенсатора чаще всего используется пластина одноосного кристалла с оптической осью, лежащей в плоскости пластины. Температурная неустойчивость эллипсометрических результатов при использовании данного компенсатора обусловлена его большой толщиной. Рассмотрен двойной компенсатор, состоящий из двух пластин одноосного кристалла, оптические оси которых лежат в плоскости пластин и взаимно перпендикулярны. Указаны его достоинства и недостатки. Как альтернатива ему предложено использование в качестве компенсатора пластины одноосного кристалла с оптической осью, образующей с нормалью к пластине сравнительно небольшой угол θ. Такой компенсатор может существенно снизить экспериментальные ошибки, связанные с температурными колебаниями.
Бесплатно
Обработка данных в задачах электрофореза
Статья научная
Электрофоретические задачи требуют обработки данных. В работе рассматриваются методы сглаживания и поиска экстремумов для задач капиллярного электрофореза. Эти методы могут применяться и для многих других задач. В работе также рассмотрены методы для просчета некоторых параметров гауссовых пиков. Это может помочь в количественном анализе.
Бесплатно
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
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 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
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
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
Оптимизация излучения субпикосекундной лазерной плазмы в диапазон "водяного окна"
Статья научная
Предложена аналитическая модель взаимодействия субпикосекундного лазерного импульса со сверхтонкими пленками. С помощью данной модели рассмотрена оптимизация излучения Ly-α линии углерода, попадающей в диапазон "водяного окна" - 3.38 нм. Дан анализ получения при взаимодействии пленка-лазер оптимальных условий для высвета линии. Результаты расчетов по модели хорошо согласуются с результатами численного моделирования и имеющимися экспериментальными данными.
Бесплатно
Оптимизация управления магнитным подвесом в датчиках
Статья научная
Кратко описаны результаты создания датчиков, основанных на магнитной левитации. Рассматривается математическая модель управления периодом напряжения питания для изменения рабочего зазора в магнитном подвесе. Для оптимизации управления движением магнитно-подвешенного элемента использован метод аналитического конструирования регуляторов.
Бесплатно
Статья научная
Работа посвящена оптимизации условий осуществления процессов в гибридной схеме анализа - капиллярный электрофорез с детектированием методом масс-спектрометрии с электроспрейионизацией (КЭ-ЭСИ-МС) применительно к определению катехоламинов. Исследованы физико-химические процессы электрофоретического разделения и ионизации в электроспрей-интерфейсе масс-спектрометра на примере определения катехоламинов. Выбран оптимальный рабочий буферный раствор для разделения аналитов методом капиллярного электрофореза и масс-спектрометрического детектирования, установлены оптимальные значения рабочих параметров камеры электроспрей-ионизации и масс-сепаратора. На модельной смеси продемонстрирована возможность определения катехоламинов при найденных оптимальных условиях.
Бесплатно
Основы теории расчета электропневмомеханического оборудования для анализа ДНК
Статья научная
Статья посвящена построению и расчету математической модели теплового состояния блока нагрева/охлаждения амплификатора для реализации метода полимеразной цепной реакции.
Бесплатно
Особенности математического моделирования динамики аэромагнитных комплексов
Статья научная
В работе рассматриваются математические векторно-матричные модели как всего аэромагнитного комплекса, так и его составных частей, обсуждаются методы определения оптимальных равновесных состояний аэромагнитных исследовательских комплексов. Предложен метод оптимизации параметров систем управления с учетом инерционности намагничивания ферромагнитных элементов.
Бесплатно
Статья научная
В данной работе анализируются особенности применения алгоритмов цифровой фильтрации информативных сигналов, получаемых при анализе веществ с помощью микрофлюидной аналитической системы (МФАС), прототип которой создан в Институте аналитического приборостроения РАН при участии сотрудников Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе РАН. При этом сопутствующие вопросы обработки аналитической информации, связанные с механизмом формирования информативного аналитического сигнала, а также способами и средствами его регистрации остаются за рамками данной работы.
Бесплатно
Особенности структуры пучка траекторий заряженных частиц в электростатическом поле
Статья научная
Исследованы особенности структуры пучка траекторий заряженных частиц в электростатическом поле. Установлены типы каустик вблизи плоскости фокусировки в зависимости от порядка фокусировки. На основе компьютерного моделирования и анализа структуры пучка траекторий исследуются фокусирующие и диспергирующие свойства поля цилиндрического конденсатора с торцевыми электродами. Предложены схемы зеркального энергоанализатора на его основе.
Бесплатно
Оценивание необходимого числа точек наблюдения при построении линейных регрессионных моделей
Статья научная
Решается задача определения числа n точек наблюдения x1,..., xn, позволяющего исключить критические точки и обеспечить приемлемую точность построения регрессионной модели. В основе лежат методы выявления критических точек (разбалансировки и риска) xj, предложенные Хьюбером.
Бесплатно
