Согласование значений фундаментальных физических констант

Галсанова, Людмила Викторовна Отделение автоматизации и робототехники (ОАР)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Точность значений фундаментальных физических констант определяет пределы возможностей теоретических расчетов, поскольку они входят в уравнения, описывающие фундаментальные законы природы. Таким образом, важной задачей является согласование значений,полученных для одной и той же величины физической константы. Целью работы является разработка метода согласования значений фундаментальных физических констант и его программная реализация в графической среде LabVIEW.

С.
Введение 14
1 Фундаментальные физические константы 16
1.1 Методы согласования значений фундаментальных 19
физических констант
1.2 Модели для Байесовского вывода 19
1.2.1 Модель масштаба-местоположения на основе метода Бирджа 24
(Location-scale model with Birge ratio)
1.2.2 Модель со случайными эффектами (Random effects model) 28
1.3 Согласование значений фундаментальных физических 31
констант
2 Процедура объединения данных при согласовании значений 34
фундаментальных физических констант
2.1 Процедура согласования на основе метода IF&PA 37
2.2 Расчет неопределенности 42
3 Программное обеспечение для согласования значений 46
фундаментальных физических констант
3.1 Среда разработки LabVIEW 46
3.2 Назначение и функции программы Adjustment 47
3.3 Интерфейс пользователя 47
3.4 Реализация моделей согласования 49
3.5 Экспериментальные исследования процедур согласования 52
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и 56
ресурсосбережение
4.1 Потенциальные потребители результатов исследования 56
4.2 Анализ конкурентных технических решений 57
4.3 SWOT-анализ 57
4.4 Определение возможных альтернатив проведения научных 58
исследований
4.5 Структура работ в рамках научного исследования 59
4.6 Определение трудоемкости выполнения работ 59
4.7 Разработка графика проведения научного исследования 60
4.8 Определение бюджета научно-технического исследования 60
4.8.1 Расчет материальных затрат 60
4.8.2 Расчет основной заработной платы исполнителей темы 61
4.8.3 Расчет дополнительной заработной платы исполнителей темы 63
4.8.4 Расчет отчислений во внебюджетные фонды 64
4.8.5 Расчет накладных расходов 64
4.8.6 Формирование бюджета затрат научно-технического 64
исследования
4.9 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, 65
бюджетной, социальной и экономической эффективности
исследования
5 Социальная ответственность 67
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения 67
безопасности
5.1.1 Специальные (характерные для проектируемой рабочей зоны) 68
правовые нормы трудового законодательства
5.1.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны 69
5.2 Профессиональная социальная безопасность 70
5.2.1 Отклонение показателей микроклимата 71
5.2.2 Превышение уровня шума 73
5.2.3 Недостаточная освещенность рабочей зоны 74
5.2.4 Повышенный уровень электромагнитных излучений 76
5.3 Экологическая безопасность 77
5.3.1 Анализ влияния процесса исследования на окружающую 78
среду
5.3.2 Обоснование мероприятий по защите окружающей среды 78
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 79
5.4.1 Анализ вероятных ЧС, которые могут возникнуть при 80
проведении исследований
5.4.2 Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и 81
разработка порядка действия в случае возникновения ЧС
Выводы по разделу «Социальная ответственность» 82
Заключение 83
Список публикаций студента 84
Список использованных источников 85
Приложение А. Adjusting the values of the fundamental constants 90
Приложение Б. Оценочная карта 98
Приложение В. Интерактивная матрица 99
Приложение Г. SWOT-анализ 100
Приложение Д. Временные показатели проведения разработки 101
Приложение Е. Календарный план-график 102
CD-диск. Магистерская диссертация. Согласование значений
фундаментальных физических констант. Файл ВКР Галсанова.pdf

В связи с научно-техническим прогрессом, возникла необходимость
переопределения основных величин Международной системы единиц (СИ). В
настоящее время все единицы измерения в соответствии с СИ определяются с
помощью фундаментальных физических свойств и законов. Основную роль в
этом процессе играют фундаментальные физические константы. В ноябре 2018
года на Генеральной конференции по мерам и весам (ГКМВ) утвердили новые
определения базовых единиц СИ, при этом четыре величины были
переопределены через фундаментальные константы.
Фундаментальными физическими константами (ФФК) называют
постоянные, которые входят в уравнения, описывающие фундаментальные
законы природы. В силу этого эти константы являются основным
инструментом, позволяющим сравнить теорию с экспериментом. Точность
значений фундаментальных физических констант определяет пределы
возможностей теоретических расчетов.
Согласованием значений фундаментальных физических констант
называют процедуру получения на основании данных измерений наиболее
точных и надёжных значений для всей совокупности ФФК. Необходимость
согласования для нахождения значений фундаментальных констант носит
важный характер для обеспечения высокого уровня точности. Важной задачей
является объединение результатов измерений при согласовании значений
физической константы. Согласование значений фундаментальных физических
констант важно не только в физике, но и в метрологии. Метрологическая
значимость определяется как ролью, которую фундаментальные константы
играют для эталонов единиц, так и ролью, которую эталоны единиц играют для
определения значений констант. Несмотря на важность этой проблемы,
Руководство (Руководство по выражению неопределенности измерения) и его
приложения не дают соответствующих указаний, и в настоящее время
применяются многие различные методы. Методы требуют проверки
согласованности начальных предположений о законе распределения и других
критерий, которые не всегда выполняются. А значит, существует
необходимость исследования различных методов процедуры согласования.
Цель работы – разработка процедуры объединения данных при
согласовании значений фундаментальных физических констант и проверка ее
применимости для определения значения величины на основе несогласованных
исходных данных.
Для достижения данной цели были решены следующие задачи:
 теоретическое исследование процедур согласования значений
фундаментальных физических констант;
 разработка процедуры объединения данных при согласовании
значений фундаментальных физических констант;
 разработка программного обеспечения в графической среде
разработки LabVIEW;
 проведение экспериментальных исследований;
 анализ полученных результатов.
В первом разделе проведен аналитический обзор фундаментальных
физических констант, а также методов процедуры согласования.
Во втором разделе рассмотрена процедура объединения данных при
согласовании значений фундаментальных физических констант.
Третий раздел содержит описание программы Adjustment,
предназначенной для экспериментальных исследований рассматриваемых
процедур согласования, а также проанализированы результаты
экспериментальных исследований.
1 Фундаментальные физические константы

Для решения проблемы процедуры согласования значений
фундаментальных физических констант, были исследованы модель масштаба-
местоположения на основе метода Бирджа, модель со случайными эффектами и
метод комплексирования интервальных данных на основе агрегирования
предпочтений по правилу Кемени.
Модель масштаба-местоположения на основе метода Бирджа и модель
со случайными эффектами были реализованы программно, а также была
реализована модернизация метода комплексирования интервальных данных
IF&PA. Был сформирован набор требований для процедуры согласования
значений фундаментальных физических констант (отсутствие необходимости
проверки входных данных на согласованность, отсутствие необходимости
исключения несогласованных интервалов, отсутствие весовых показателей для
интервалов, точность, робастность, применимость для любой ФФК). Для
экспериментальных исследований процедур согласования в графической среде
LabVIEW была разработана программа Adjustment, позволяющая сравнить
данные процедуры согласования.
Результаты показали, что процедура согласования IFAM является
наиболее точным (наименьшая неопределенность), при использовании данной
процедуры нет необходимости согласовывать входные данные, исключать
выбросы, назначать веса, а также ее можно применять для любой физической
константы.
Таким образом, по результатам исследования процедура согласования
IFAM продемонстрировала работоспособность и позволила получать
корректные результаты согласования при несогласованных входных данных.
Разработанная процедура является перспективной альтернативой для
использования при согласовании значений фундаментальных физических
констант.
Список публикаций студента

1 Galsanova L. V. Analysis of interval data fusion methods for sensor
accuracy improvement in wireless sensor networks // Молодежь и современные
информационные технологии. Сборник трудов XV Международной научно-
практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых
«Молодежь и современные информационные технологии». Томск, 04-07
декабря 2017 г. – Томск: Д-Принт, 2018. – 407 с.
2 Галсанова Л. В. Комплексирование интервальных данных на основе
одобрительного голосования в графической среде LabVIEW // Неделя науки
СПбПУ: материалы научной конференции с международным участием.
Институт физики, нанотехнологий и телекоммуникаций. – СПб.: Изд-во
Политехн. ун-та, 2017. – 558 с.
3 Галсанова Л. В. Согласование значений фундаментальных физических
констант методом наименьших квадратов // Молодежь и современные
информационные технологии. Сборник трудов XVI Международной научно-
практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых
«Молодежь и современные информационные технологии» (Томск, 3-7 декабря
2018 г.) / Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во ТПУ, 2019. –
514 с.
4 Галсанова Л. В. Согласование значений фундаментальных физических
констант методом Бирджа // Научная сессия ТУСУР–2019: материалы
Международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и
молодых ученых, Томск, 22–24 мая 2019 г. – Томск: В-Спектр, 2019. – 672 с.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Вики Р.
    5 (44 отзыва)
    Наличие красного диплома УрГЮУ по специальности юрист. Опыт работы в профессии - сфера банкротства. Уровень выполняемых работ - до магистерских диссертаций. Написан... Читать все
    Наличие красного диплома УрГЮУ по специальности юрист. Опыт работы в профессии - сфера банкротства. Уровень выполняемых работ - до магистерских диссертаций. Написание письменных работ для меня в удовольствие.Всегда качественно.
    #Кандидатские #Магистерские
    60 Выполненных работ
    Логик Ф. кандидат наук, доцент
    4.9 (826 отзывов)
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские дисс... Читать все
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские диссертации, рефераты, контрольные) уже много лет. Качество работ гарантирую.
    #Кандидатские #Магистерские
    1486 Выполненных работ
    Александр О. Спб государственный университет 1972, мат - мех, преподав...
    4.9 (66 отзывов)
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальн... Читать все
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальных уравнений. Умею быстро и четко выполнять сложные вычислительные работ
    #Кандидатские #Магистерские
    117 Выполненных работ
    Татьяна Б.
    4.6 (92 отзыва)
    Добрый день, работаю в сфере написания студенческих работ более 7 лет. Всегда довожу своих студентов до защиты с хорошими и отличными баллами (дипломы, магистерские ди... Читать все
    Добрый день, работаю в сфере написания студенческих работ более 7 лет. Всегда довожу своих студентов до защиты с хорошими и отличными баллами (дипломы, магистерские диссертации, курсовые работы средний балл - 4,5). Всегда на связи!
    #Кандидатские #Магистерские
    138 Выполненных работ
    Евгений А. доктор, профессор
    5 (154 отзыва)
    Более 40 лет занимаюсь преподавательской деятельностью. Специалист в области философии, логики и социальной работы. Кандидатская диссертация - по логике, докторская - ... Читать все
    Более 40 лет занимаюсь преподавательской деятельностью. Специалист в области философии, логики и социальной работы. Кандидатская диссертация - по логике, докторская - по социальной работе.
    #Кандидатские #Магистерские
    260 Выполненных работ
    Катерина В. преподаватель, кандидат наук
    4.6 (30 отзывов)
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации... Читать все
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации. Опыт работы 7 лет. Всегда на связи и готова прийти на помощь. Вместе удовлетворим самого требовательного научного руководителя. Возможно полное сопровождение: от статуса студента до получения научной степени.
    #Кандидатские #Магистерские
    47 Выполненных работ
    Александра С.
    5 (91 отзыв)
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повы... Читать все
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повышении уникальности текста и оформлении библиографических ссылок по ГОСТу.
    #Кандидатские #Магистерские
    132 Выполненных работы
    Анна С. СФ ПГУ им. М.В. Ломоносова 2004, филологический, преподав...
    4.8 (9 отзывов)
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания... Читать все
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания и проверки (в качестве преподавателя) контрольных и курсовых работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    16 Выполненных работ
    Катерина М. кандидат наук, доцент
    4.9 (522 отзыва)
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    #Кандидатские #Магистерские
    836 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Применение метаматериалов в первичных измерительных преобразователях
    📅 2021год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Интеграция методологии FMEA с процессом проектирования и разработки продукции
    📅 2019год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Автоматическая коррекция систематической погрешности средств измерений
    📅 2019год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)