Статьи журнала - Научное приборостроение
Все статьи: 1288
Статья научная
Проведено исследование режима динамической силовой литографии (ДСЛ) на тонкой (20 нм) Au-пленке, нанесенной на поликарбонатную подложку. Предложена одномерная модель в упругом приближении и выполнены расчеты, демонстрирующие существование оптимального режима ДСЛ. Представлены экспериментальные результаты, полученные в сканирующем зондовом микроскопе NanoEducator с пьезорезонансным датчиком силового взаимодействия и электрохимически заточенным W-зондом. Экспериментально продемонстрировано, что W-зонд прорезает металлическую пленку на всю глубину, а ширина реза составляет ~100 нм и определяется радиусом зонда. Показано, что режим ДСЛ в системе "металлическая пленка-полимер" обеспечивает формирование 2D-наноструктур различной конфигурации и представляет собой простой способ создания элементов наноэлектроники, нанофотоники и наносенсорики.
Бесплатно
Динамические системы с отказами
Статья научная
В статье рассматриваются алгоритмы обработки информации в дискретных динамических системах с отказами. Для различных математических моделей параметра отказа строятся алгоритмы фильтрации, которые затем обобщаются на задачи обнаружения сигналов на фоне помех и белого шума.
Бесплатно
Динамический аэромагнитный комплекс как внешняя измерительно-управляющая система
Статья научная
Обсуждаются принципы проектирования динамических аэромагнитных исследовательских комплексов, позволяющих с использованием внешнего наблюдения и управления идентифицировать основные параметры движения транспортных средств различного базирования (космос, воздух, море, земля). Получены соотношения, позволяющие выполнить эскизное проектирование аэромагнитного комплекса Рассмотрены структурные схемы аэромагнитного комплекса, результаты статических и динамических испытаний лабораторной установки.
Бесплатно
Дискретность магнитных моментов однодоменных ферромагнитных наночастиц
Статья научная
Линейчатый характер ИК-спектров поглощения магнитной жидкости в магнитном поле показал, что значения магнитных моментов Р однодоменных ферромагнитных наночастиц дискретны. По расстояниям между линиями спектров, полученных при магнитных индукциях 0.08 и 0.03 Тл, определены шаги дискретности магнитных моментов ∆ Р = 0.66·10-19 и 0.97·10-19 А м2. Сделано предположение, что дискретность Р вызвана квантованием создаваемого наночастицей магнитного потока Ф. Если принять, что у наночастицы связь Р и Ф, как у соленоида Ф = Рµ 0 / L, где L - длина обмотки, то эффективная длина кванта магнитного потока ( Lf = ∆ P µ 0 / f ) ≈ a 0, где f = 2·10-15 Вб - квант магнитного потока, а 0 ≈ 0.5·10-10 м - радиус первой орбиты Бора. С уменьшением индукции поля Lf увеличивается.
Бесплатно
Дискриминации по массе в квадрупольном масс-спектрометре с ионизацией электронным ударом
Статья научная
Проведен анализ эффектов возникновения дискриминаций по массе в квадрупольных масс-спектрометрах с источниками ионов с ионизацией электронным ударом. Методами математического моделирования проанализированы причины дискриминаций. Предложены пути снижения дискриминаций.
Бесплатно
Статья научная
Экспериментально определен уровень дискриминации по массам в аналитическом квадрупольном масс-анализаторе с предфильтрами для уровней разрешающей способности, равных R0.1 = 1.5M, M, 0.75M, 0.5M, в интервале массовых чисел 31-426 а.е.м. Показано, что с уменьшением разрешающей способности уровень дискриминации по тяжелым массам снижается. К примеру, для ионов с массой 426 а.е.м. в масс-спектре перфтортрибутиламина дискриминация по массам уменьшается более чем в 10 раз при переходе от R0.1 = 1.5M к R0.1 = 0.5M. Дано сравнение уровней дискриминации по массам в квадрупольном масс-анализаторе с предфильтрами с относительной интенсивностью тех же ионных пиков табличного масс-спектра, полученного на магнитном масс-анализаторе.
Бесплатно
Дифференциальная регистрация поляризационно-модулированных оптических сигналов
Статья научная
Теоретически исследована работа поляризационно-оптических анализаторов, предназначенных для измерения малого двулучепреломления прозрачных объектов. Рассмотрены анализаторы, сочетающие методы поляризационной модуляции с дифференциальным подавлением избыточных шумов. Проанализированы обобщения двух традиционно используемых при подобных измерениях конфигураций построения поляризационных схем. Для этих случаев получены аналитические выражения для наблюдаемого сигнала двойного лучепреломления. Показано, что максимально достижимые сигналы в этих схемах совпадают.
Бесплатно
Статья научная
Описан дифференциальный микрокалориметр, предназначенный для исследования влияния внешних условий на интенсивность процессов метаболизма в биологических структурах и тканях. Прибор позволяет получать зависимости интенсивности процессов от температуры и воздействия химических препаратов. Приведены методы и результаты исследований температурных зависимостей дыхания и скорости роста для двух сортов ячменя (Hordeum distichum L.) и двух сортов сирени. На проростках ячменя Hordeum distichum L. проведены исследования влияния на интенсивность дыхания и скорость роста различных концентраций метилфосфорной кислоты. Результаты позволяют дать сравнительную оценку скороспелости сортов, их устойчивости к воздействию климатических и поражающих факторов.
Бесплатно
Диэлькометрические измерения структурных изменений в разбавленных водных растворах соединений натрия
Статья научная
Методом низкочастотной диэлькометрии высокого разрешения зарегистрированы структурные изменения в водных растворах соединений натрия в диапазоне концентраций 10-2-10-6 М. Все эксперименты проводились при комнатной температуре. Экспериментальные результаты в частотном диапазоне 50-1000 кГц представлены в виде зависимостей tg δ от логарифма частоты ω возбуждения колебательного контура, в катушку индуктивности которого помещена стеклянная пробирка с исследуемым раствором. Наблюдаемые зависимости носят выраженный спектральный характер, положения пиков в спектрах достоверно воспроизводятся и характеризуют катионный и анионный состав раствора. Концентрационные изменения наблюдаемых спектров позволяют отнести водные растворы солей электролитов к классическим растворам.
Бесплатно
Договор о передаче авторского права
Другой
Автор с момента заключения настоящего договора передает Издателю на безвозмездной основе права на издание в печатном и электронном виде, а также на извлечения, передаваемые в НЭБ для ведения РИНЦ, своей Статьи
Бесплатно
Донные геофизические обсерватории: методы конструирования и области применения
Статья научная
Рассматриваются новые тенденции изучения Мирового океана с помощью многоцелевых автономных донных обсерваторий. Приводится краткий обзор истории создания и использования этих устройств. Анализируются особенности их разработки и области применения. Описываются конкретные примеры использования донных обсерваторий для изучения предвестников сильных морских землетрясений и цунами и экологического мониторинга промышленно осваиваемых акваторий.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается проблема устойчивости пучков заряженных частиц, которая возникает при отклонении движения частиц от плоскости симметрии z = 0 электрического и/или магнитного поля. Для электрических полей показано, что если для электростатического потенциала U(x, y), заданного в плоскости симметрии z = 0, выполнено условие Uxx + Uyy
Бесплатно
ЗАДАЧИ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ
Статья научная
Получение качественного конечного продукта является целью управления любым технологическим процессом. При формальном описании задач управления это положение позволяет сформировать краевые условия решения задачи управления. Дополнительным условием выбора варианта решения является обеспечение надежности технологического процесса. Начальными условиями при решении задачи управления являются компоненты вектора начальных параметров состояния, определяемого степенью настройки исходных параметров и режимов процесса. Понимание начальных и граничных условий существования позволяет сформулировать обобщенную формальную задачу управления технологическим процессом, заключающуюся в нахождении вектора управляющих переменных, обеспечивающих минимум ошибки с учетом влияния вектора случайных внешних переменных. Решение задачи осуществляется методом последовательных приближений. Рассмотрены этапы первичной и вторичной оптимизации построения алгоритмов управления. Показана возможность снижения сложности задач управления путем отказа управления по каждому из компонентов вектора состояния и сведения управления к обеспечению минимума обобщенной меры ошибки. В такой постановке задача управления технологическим процессом может быть сведена к задаче регулирования процесса. Приводится схема регулирования технологического процесса, учитывающая разделимость минимизации ошибки по каждому компоненту вектора состояния. Высказанные положения иллюстрируются на примере задачи управления участком цифрового производства для выполнения технологической операции травления печатных плат. Эта операция наиболее полно отражает исходные положения о непрерывности процедур, производимых при ее осуществлении, и деградации исходного вектора состояния.
Бесплатно
Статья научная
Экспериментально определено соотношение интенсивностей ионных пиков в масс-спектре перфтортрибутиламина в интервале массовых чисел 31-502 а.е.м., полученном при работе с небольшим квадрупольным масс-анализатором с предфильтрами для начальных энергий ионов 2.5, 3.2, 4.6 и 6 эВ. Показано, что с увеличением энергии ввода ионов в масс-анализатор дискриминация по тяжелым массам уменьшается. В частности, отношение интенсивности ионного пика с массовым числом 502 а.е.м. к интенсивности ионного пика с массовым числом 69 а.е.м. увеличивается в 5.6 раза при увеличении начальной энергии ионов от 2.5 до 6 эВ. При этом наблюдалось снижение разрешающей способности на массе 502 а.е.м. от R0.1 = 590 до R0.1 = 375 и возрастание абсолютной интенсивности ионного пика с массовым числом 502 а.е.м. в 10.4 раза.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрена задача обнаружения и различения информативных составляющих многокомпонентных сигналов на фоне аддитивных некоррелированных шумов. Решение данной задачи основано на гармоническом анализе Фурье с использованием знакового аналого-стохастического квантования реализации исследуемого сигнала. Данный вид квантования позволяет осуществлять предельно грубое двухуровневое (бинарное) квантование без систематической погрешности независимо от статистических свойств анализируемых сигналов. Разработанные алгоритмы гармонического анализа обеспечивают высокую вычислительную эффективность. Практическая реализация этих алгоритмов в основном сводится к выполнению простейших арифметических операций суммирования и вычитания дискретных значений фильтрующих функций, вычисленных в моменты времени, когда результат знакового аналого-стохастического квантования меняет свой знак. Для принятия решения об обнаружении гармонических составляющих используется критерий превышения порогового значения оценками амплитуд гармонических составляющих. Результаты экспериментальных исследований показывают, что использование знакового аналого-стохастического квантования позволило эффективно обеспечить устранение влияния аддитивного некоррелированного шума и получить высокое качество восстановления непрерывных многокомпонентных полезных сигналов.
Бесплатно
ИДЕНТИФИКАЦИЯ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ ТЕРМОКАТАЛИТИЧЕСКИМИ СЕНСОРАМИ
Статья научная
Термокаталитические сенсоры газа — одни из самых широко используемых при измерении концентраций горючих газов. Однако, несмотря на множество достоинств данного типа сенсоров, существуют и недостатки, одним из которых является низкая селективность к целевым горючим газам. В данном исследовании представлены результаты применения методов машинного обучения для распознавания горючих газов в воздухе с использованием термокаталитических сенсоров. Измерения сигнала сенсора выполнялись с использованием метода многостадийного измерительного импульса, описанного в наших предыдущих работах. Для насыщения сигнала информацией о газовом составе окружающей среды данный метод был модифицирован путем значительного увеличения числа стадий измерений. В качестве целевых газов использовались метан и пары ацетона, этанола и бензина. Для обработки многомерного сигнала сенсора применялся метод опорных векторов. Результаты показывают, что предлагаемый подход позволяет идентифицировать газы единственным термокаталитическим сенсором, что может быть использовано при разработке селективных детекторов, реагирующих только на целевые газы.
Бесплатно
ИЗГОТОВЛЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТАЛЛОКСИДНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ГАЗОВЫХ СЕНСОРОВ НА АММИАК
Статья научная
Разработаны и синтезированы чувствительные к аммиаку материалы на основе диоксида олова. Произведена оценка степени дефектности структуры, исследованы кислотно-основные центры поверхности синтезированных материалов индикаторным методом. Установлена и проанализирована взаимосвязь хемосорбционных свойств синтезированных газочувствительных слоев сенсоров (газовый отклик на концентрационное воздействие аммиака) и структуры материала датчика. Новизна исследования заключается в представленном в работе комплексном подходе к созданию, разработке и изготовлению сенсоров на аммиак путем синтеза материала с наперед заданными свойствами с использованием сразу нескольких методов модернизации поверхности.
Бесплатно
ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ШИРОКОПОЛОСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ МИНИ-СПЕКТРОМЕТРОВ
Статья научная
На основе мини-спектрометров, эталонной лампы типа СИРШ с известной цветовой температурой и источников линейчатого спектра создан недорогой аппаратный комплекс для измерений параметров излучения гетеродиодов и интерференционных фильтров. Приведены примеры регистрации излучения гетеродиодов (полуширина полосы излучения 17–30 нм) с максимумом излучения в области 659 и 764 нм и измерения параметров полосового интерференционного фильтра (полуширина полосы — 12 нм) с максимумом пропускания 727 нм. В программу измерения и обработки данных введены параметры излучения эталонной лампы СИРШ, что существенно уточняет значение длины волны максимума излучения и пропускания.
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время изучение газообмена листьев и даже целых растений не вызывает затруднений. Измерение параметров газообмена, как правило, производится с помощью инфракрасных газоанализаторов, интегрированных с открытыми системами газообмена. Полученные в процессе измерения значения параметров используются для оценки и расчета показателей физиологических процессов, интересующих исследователя, таких как, например, скорость поглощения углекислого газа растением в процессе фотосинтеза или скорость выделения паров воды в процессе транспирации. В научной литературе, посвященной физиологии растений, погрешность результата измерения физиологических параметров приводится без учета инструментальной погрешности, вклад которой в суммарную погрешность может быть значительным, поскольку физиологические параметры, представляющие интерес для исследователя, в большинстве своем являются косвенно измеряемыми величинами. Данная работа посвящена исследованию влияния погрешности измерения параметров газообмена растений, полученных с использованием открытых систем газообмена, на погрешность оцениваемых физиологических параметров. В работе анализируются уравнения, которые используются для оценки скорости поглощения углекислого газа и выделения паров воды на основе параметров газообмена растения и фактически являются стандартными для открытых систем газообмена; рассматриваются вопросы, связанные с выделением двуокиси углерода из растения в виде газа при респираторных процессах на свету. Дается оценка инструментальной погрешности результата измерения скорости поглощения углекислого газа в процессе фотосинтеза для открытых систем газообмена.
Бесплатно
ИЗМЕРЕНИЕ СОСТАВЛЯЮЩИХ КОМПЛЕКСНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ВЗАИМНОЙ ИНДУКЦИИ
Статья научная
Разработано микроконтроллерное устройство цифрового измерения составляющих комплексного сопротивления взаимной индукции магнитно-связанных катушек для случая, когда из-за эффектов "емкости" и "вихревых токов" в ЭДС взаимной индукции возникают "примесь" и "фазовый дефект". При этом в комплексном сопротивлении взаимной индукции появляется активная составляющая. Для инвариантного измерения составляющих этого сопротивления использован фазовый метод в сочетании с временнÏм разделением канала измерения. Измерительная цепь (ИЦ) питается током управляемого генератора синусоидальных сигналов. Информативным параметром выходного сигнала ИЦ является угол фазового сдвига между двумя напряжениями. Эти напряжения поступают на аналоговые входы программируемого микроконтроллера (МК). В процессе измерения МК устанавливает частоту генератора, управляет переключением канала измерения, измеряет угол фазового сдвига между выходными напряжениями ИЦ и по заданным алгоритмам вычисляет составляющие комплексного сопротивления взаимной индукции. Изложены теория метода, методика расчета параметров элементов ИЦ, оценка чувствительности преобразования, анализ погрешностей измерения.
Бесплатно
