Устройство для измерения положения пучка заряженных частиц

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<н535869 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 16. 01.75 (21) 2097231/25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (И)М Кл з

Н 05 Н 7/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (33) УДК 621. 384. .6 (088. 8) Опубликовано 301282, Бюллетень № 48

Дата опубликования описания 03.01.83

В.A.Ñêoñàðåâ (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ

ПУЧКА ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

30

Изобретение относится к измерительной технике, оно может быть использовано для определения положения пучка заряженных частиц в различных электрофизических установках при большом диапазоне изменения тока пучка.

В электрофизической аппаратуре применяются электронные системы измерения положения пучка, содержащие датчики положения и тока пучка и устройства обработки, Эти устройства и системы предназначены для измерения отклонений нестабильных во времени пучков заряженных частиц, 15 причем обработка информации производится с датчиков, не прерывающих ток заряженных частиц (1, 2), Однако эти устройства отличаются сложностью схем выделения сигна20 ла, пропорционального только положению пучка заряженных частиц.

Известно устройство для определения положения пучка заряженных частиц, содержащее индукционные датчики тока и положения пучка, схему деления, -амплитудно-временные и время-импульсные преобразователи, реверсивный счетчик и индикатор (3).

Недостатком этого устройства является необходимость в амплитудновременных преобразователях, имеющих линейные и идентичные характеристики в большом диапазоне входных сигналов, в противном случае это приводит к снижению точности и стабильности измерений.

С целью повышения точности и стабильности измерений в предлагаемом устройстве один из выводов обмотки датчика тока подключен к клемме земля, а другой соединен с первым общим выводом обмоток дифференциального датчика положения и входом пикового детектора, выход которого подключен ко входу стабилизирующего каскада амплитудно-временного преобразователя схемы деления, второй вход которого через согласующий каскад подключен ко второму общему выводу обмоток датчика положения, а выход соединен со входом время-импульсного преобразователя, подключенного к реверсивному счетчику, и триггером реверса, выходы которого подключены к шинам направления счета реверсивного счетчика и к управляющему входу аналогового ключа, второй вход которого подключен к выходу пикового

535869 детектора, а выход соединен с третьим входом амплитудно-временного преобразователя .схемы деления.

Это приводит к тому, что для измерения положения пучка используется как суммарный сигнал дифферен циального датчика положения и датчика тока пучка заряженных частиц, . так и сигнал датчика тока, а само устройство- выполняется по структуре с последовательной коррекцией.

На чертеже представлена структур ная схема описываемого устройства.

Устройство содержит дифференциальный датчик 1 положения пучка, последовательно соединенный с датчиком

2 тока пучка. Токовый импульсный сигнал запоминается на пиковом детекторе 3, выход которого соединяется с токолинеаризующим каскадом 4 схемы 5 деления. Однополярный сиг- дО нал положения от суммированных датчиков через согласующий развязывающий каскад 6 подается на амплитудно-временной преобразователь 7 схемы 5 деления, который связан с помощью время-импульсного преобразователя 8 с реверсивным счетчиком 9 н индикатором 10 результата, Связанный с шинами направления счета счетчика 9 триггер реверса 11 управляет также аналоговым ключом 12, подключенным ко входу к пиковому детектору 3, а по выходу — к амплитудно-временному преобразователю 8 схемы 5 деления.

При прохождении пучка на выходе датчика 1 положения, наводится сигнал, пропорциональный отношению величины тока пучка к величине отклонения пучка от оси с полярностью, определяемой направлением отклонения.

Сигнал на выходе датчика тока 2 зависит только от величины тока пучка.

Последовательное включение датчиков тока и положения пучка позволяет, сохранив линейность и чувствитель- 45 ность дифференциального датчика положения, иметь однополярный сигнал положения пучка на входе амплитудно-временного преобразователя 7 схемы 5 деления. 50

Поскольку передача сигналов к схемам преобразования осуществляется по высокочастотному кабелю с низкоомной нагрузкой, то подключение контура дифференциального датчика положения 1 к цепи датчика 2 тока нужно осуществлять через согласующий каскад б, представляющий собой повторитель напряжения, который значительно уменьшает составляющую тока 6О сигнала положения в катушке датчи«а тока. Введение согласующего каскада позволяет сохранить независимость амплитуды токового сигнала от положения пучка. В качестве сопро- 65 тивления, через которое производится линейный разряд зкранирующей емкости амплитудно-временного преобра» эователя 7 и которое определяет по закону обратной пропорциональности крутизну формируемого и затем усиливаемого пилообразного напряжения. используется токолинЬаризующий каскад 4, управляемый от. пикового детектора 3, сохраняющего амплитуд.. ное значение токового сигнала. Временной интервал на выходе схемы 5 деления равен преобразованной величине смещения пучка относительно оси датчика, алгебраически сложенной с постоянным интервалом преобразованной токовой составляющей сигнала, и не зависит от величины тока пучка.

Интервал преобразуется время-импульсным преобразователем 8 в последовательность импульсов, которая подается на вход реве1 сивного счетчика

9. По окончании временного интервала положения пучка переворачивается триггер реверса 11, управляющий направлением счета реверсивного счетчика и разрешающий прохождение импульса, вырезанного аналоговым ключом 12 из квазипостоянного. напряжения на выходе пикового детектора 3, на вход амплитудно-временного преобразователя 7 схемы деления 5. Временной интервал, вторично сформированный амплитудно-временным преобразователем 7 равен интервалу преобразованной токовой -составляющей сигнала положения пучка. После преобразования в последовательность импульсов токовая составляющая сигнала вычитается на обратном счете иэ реверсивного счетчика 9, в котором остается число, пропорциональное величине и соответствующее направлению смещения пучка относительно оси датчика. Результат измерения представляется в необходимой форме на индикаторе 10.

Устройство позволяет при использовании одинаковых с прототипом схем преобразования достигнуть на порядок меньший относительной погрешности измерения (до 1%) положение пучка в диапазоне отклонений центра тяжести пучка + 20 мм при десятикратном измерении тока пучка, Диапазон номинальных значений тока пучка для различных злектрофизических установок от 30 мА до 250 А, Частота проверок измерительного устройства в сравнении с прототипом уменьшилась в шесть раз.

Формула изобретения

Устройство для измерения положения пучка заряженных частиц, содер535869

Составитель

Корректор М.Шароши

Редактор Е.Зубиетова Техред М.Гергель

Заказ 10870/13 Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 жащее индукционные датчики тока и положения пучка, схему деления, время-импульсный преобразователь,. реверсивный счетчик и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и стабильности измерений, один из выводов обмотки датчика тока подключен к клемме земля, а другой соединен с первым общим выводом обмоток дифференциального датчика положения и входом пикового детектора, выход которого подключен ко входу стабилизирующего каскада амплитудно-временного преобразователя схемы деления, второй вход которого через согласующий каскад подключен ко второму общему выводу обмоток датчика положения, а выход соединен со входом время-импульсного преобразователя, подключенного к реверсивному счетчику, и триггером реверса, выходы которого подключены к шинам направления счета реверсивного счетчика и к управляющему входу аналогового ключа, второй вход которого подключен к выходу пикового детектора, а выход соединен с третьим входом амплитудно-временного йреобраэователя схемы деления.

1О

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Труды 1l Всесоюзного совещания по ускорителям заряженных частиц, т.2, М., с.. 254, 1970.

15 2.. Электрофизическая аппарату-, ра сб. статей, вып.11, Атомиэдат, с, 97, 1974. 3. Авторское свидетельство СССР

Р 329524, кл. G 06 f 5/00у

20 Н 05 Н 7/00, 1975 (прототип).