Qué (quién) es Стробоскопические приборы - definición

контрольно-измерительные устройства для наблюдения быстрых периодических движений, основанные на стробоскопическом эффекте (См. Стробоскопический эффект). С. п. применяются для измерения частоты колебаний механических и электронных систем, резонанса, числа оборотов механизмов, для изучения вибраций различных тел, для визуального контроля быстроколеблющихся элементов и т.п. Принцип действия С. п. заключается в том, что совершающее периодическое движение тело освещается и делается видимым в отдельные, очень малые по сравнению с периодом движения тела промежутки времени. Если частота импульсов света f_cтр совпадает с частотой периода движения тела f_oб, то тело кажется остановившимся. При некотором различии частот тело представляется совершающим замедленное движение с частотой F, представляющей разность этих частот, т. е. F = f_oб - f_cтр (см. Стробоскоп).

Современные С. п. подразделяют на механические или оптико-механические, электроннооптические, электронные и осциллографические. К механическим С. п. относятся приборы с механическими обтюраторами (прерывателями) света в виде дисков или полых барабанов со щелями, через которые наблюдается объект. Измеряя скорость вращения диска, при которой наблюдаемое через обтюратор движение объекта кажется остановившимся, можно определить частоту периодического движения объекта. Такие приборы называются стробоскопическими тахометрами. Главное достоинство строботахометра - возможность измерения угловых скоростей вращения тел без контакта с объектом измерения, что, с одной стороны, позволяет измерять скорость видимых, но труднодоступных объектов, а с другой стороны, позволяет измерять скорость маломощных объектов без всякого воздействия на них со стороны прибора. Ручной тахометр такого типа модели СЭФ-54 имеет два диапазона измерения: 300-3000 и 3000-30000 об/мин, с погрешностью ± 1\%.

Электроннооптические С. п. в качестве прерывателей света используют световые затворы, действие которых основано на электрооптических явлениях - Керра эффекте, Поккельса эффекте и др. Такие прерыватели обеспечивают высокую частоту (10⁴-10⁵ гц) и большую Скважность световых импульсов, но их недостатками являются малый световой кпд и затруднительность получения достаточно больших световых потоков.

Наиболее совершенными промышленными С. п. являются электронные, состоящие из задающего частоту импульсов генератора и источника световых импульсов (газоразрядной лампы). Частота генератора и, следовательно, частота вспышек плавно регулируются путём изменения параметров электрической схемы, обычно в пределах от 2 до 2500 гц, при этом точность измерений обеспечивается в пределах от 1 до 2\%. Выпускаемый промышленностью С. п. СТ-32 предназначен для наблюдения движущихся элементов машин и бесконтактного измерения числа оборотов (в пределах от 250 до 3200 об/мин). Универсальный промышленный С. п. с батарейным питателем СТ-150 предназначается для проведения различных исследований в лабораториях, цехах, а также в полевых условиях и имеет частоту следования импульсов от 2 до 2500 гц, т. е. позволяет измерять числа оборотов от 110 до 150 000 об/мин. Прибор может работать в режиме внешнего запуска и обеспечивать задержку вспышки на время от 30 мксек до 600 мсек.

К низкочастотным С. п. с импульсными лампами относится прибор СШ-1 с частотой следования вспышек от 10 до 100 гц и театральные электронные стробоскопы СЭТ-1 и СЭТ-2 с частотой вспышек: первый от 1 до 10 гц, второй от 1 до 40 гц. Эти стробоскопы предназначены для демонстрации различных опытов и создания световых эффектов в театрах, на эстраде и т.п.

Выпускаются электронные С. п. и специального назначения. К ним можно отнести ПАС - автомобильный стробоскоп, предназначенный для регулирования угла зажигания в автомобильном двигателе, и др. Для медицинских целей выпускается ларингостробоскоп, позволяющий исследовать движение голосовых связок (см. Стробоскопия). В ряде С. п. осуществляется автоматическое регулирование частоты импульсов через обратную связь от исследуемого объекта в соответствии с частотой собственных колебаний этого объекта. Применение в электронных С. п. задающих генераторов со стабилизированной частотой позволяет достигать высокой точности измерений (0,001\%).

Для исследования периодических электронных процессов, измерения амплитуды и длительности электрических импульсов находят применение осциллографические С. п., строборезонансные гальванометры и некоторые др. устройства. Стробоскопический осциллограф С1-60 позволяет исследовать длительность электрических импульсов в наносекундном диапазоне с погрешностями, не превышающими 4\%.

В 70-е гг. 20 в. разрабатываются С. п. для наблюдения периодических процессов не только в видимом диапазоне излучения, но и в других диапазонах, например рентгеноимпульсные устройства для стробоскопического наблюдения за работой клапанов сердца и др.

Лит.: Богданов Ю. М., Приборы точной механики, М., 1960.

Л. Г. Валюс.

раздел биологии, содержанием которого являются планирование и обработка результатов количественных экспериментов и наблюдений методами математической статистики (См. Математическая статистика). При проведении биологических экспериментов и наблюдений исследователь всегда имеет дело с количественными вариациями частоты встречаемости или степени проявления различных признаков и свойств. Поэтому без специального статистического анализа обычно нельзя решить, каковы возможные пределы случайных колебаний изучаемой величины и являются ли наблюдаемые разницы между вариантами опыта случайными или достоверными. Математико-статистические методы, применяемые в биологии, разрабатываются иногда вне зависимости от биологических исследований, но чаще в связи с задачами, возникающими в биологии, сельском хозяйстве и медицине.

Б. как самостоятельная дисциплина сложилась к концу 19 в. в результате работ Ф. Гальтона (Англия), внёсшего большой вклад в создание корреляционного и регрессионного анализа (см. Корреляция, Регрессия), и К. Пирсона - основателя крупнейшей биометрической школы, подробно проанализировавшего, в частности, основные типы распределений, встречающиеся в биологии; он предложил один из самых распространённых статистических методов - "хи-квадрат" критерий, и развил теорию корреляции. Методология современной Б. создана главным образом Р. А. Фишером (Англия), основавшим свою биометрическую школу. Фишер впервые показал, что планирование экспериментов и наблюдений и обработка их результатов - две неразрывно связанные задачи статистического анализа. Он заложил основы теории планирования эксперимента, предложил ряд эффективных статистических методов (в первую очередь, Дисперсионный анализ), естественно вытекающих из своеобразия биологического эксперимента, и развил теорию малых выборок, начатую английским учёным Стьюдентом (В. Госсетом). Значительную роль в распространении биометрических идей и методов сыграли русские учёные В. И. Романовский, А. А. Сапегин, Ю. А. Филипченко, С. С. Четвериков и др.

Применение математико-статистических методов в биологии по существу представляет выбор некоторой статистической модели, проверку её соответствия экспериментальным данным и анализ статистических и биологических результатов, вытекающих из её рассмотрения. Выбор той или иной модели в значительной мере определяется биологической природой эксперимента. Любая модель содержит ряд предположений, которые должны выполняться в данном эксперименте; обязательно предположение о случайности выбора объектов из общей совокупности; очень распространено предположение об определённом типе распределения исследуемой случайной величины. Планирование эксперимента стало самостоятельным разделом Б., располагающим рядом методов эффективной постановки опыта (различные схемы дисперсионного анализа, последовательный анализ, планирование отсеивающих экспериментов и т.д.). Эти методы позволяют резко сократить объём эксперимента для получения того же количества информации. При обработке результатов экспериментов и наблюдений возникают 3 основные статистические задачи: оценка параметров распределения - среднего, дисперсии и т.д. (например, установление пределов случайных колебаний процента больных, у которых наблюдается улучшение состояния при лечении каким-то испытываемым лекарственным препаратом); сравнение параметров разных выборок (например, решение вопроса, случайна или достоверна разница между средними урожаями изучаемых сортов пшеницы); выявление статистических связей - корреляция, регрессия (например, изучение корреляции между размерами или массой разных органов животного или изучение зависимости частоты повреждения клеток от дозы ионизирующих излучений). Для решения экспериментальных задач наиболее эффективно применение методов многомерной статистики, позволяющих одновременно оценить не только влияние нескольких разных факторов, но и взаимодействие между ними; эти методы находят всё большее применение и для решения задач систематики. Широкое распространение получили и Непараметрические методы, не содержащие предположений о характере распределения случайной величины, но уступающие по эффективности параметрическим методам. В связи с запросами практики интенсивно разрабатываются методы изучения наследуемости (См. Наследуемость), выборочные методы и изучение динамических процессов (временные ряды).

Работы по Б. публикуются в журналах "Biometrica" (L., 1901-); "Biometrics" (Atlanta, 1945-); "Biometrische Zeitschrift" (B., 1959-), а также в различных биологических, с.-х. и медицинских журналах.

Лит.: Бейли Н., Статистические методы в биологии, пер. с англ., М., 1963; Рокицкий П. Ф., Биологическая статистика, 2 изд., Минск, 1967; Снедекор Д ж. У., Статистические методы в применении к исследованиям в сельском хозяйстве и биологии, пер. с англ., М., 1961; Урбах В. Ю., Биометрические методы, 2 изд., М., 1964; Финни Д. Д., Применение статистики в опытном деле, пер. с англ., М., 1957; его ж е. Введение в теорию планирования экспериментов, пер. с англ., М., 1970; Фишер Р. А., Статистические методы для исследователей, пер. с англ., М., 1958; Хилл Б., Основы медицинской статистики, пер. с англ., М., 1958; Хикс Ч., Основные принципы планирования эксперимента, пер. с англ., М., 1967; Fisher R. A., The design of experiments, Edinburgh-L., 1960.

Н. В. Глотов, А. А. Ляпунов, Н. В. Тимофеев-Ресовский.