SU1091250A1

SU1091250A1 - Scanning device

Info

Publication number: SU1091250A1
Application number: SU813261402A
Authority: SU
Inventors: Лидия Ивановна Андреева; Владимир Иосифович Берко; Александр Павлович Гулый; Виктор Андреевич Жовтянский; Сергей Александрович Кайдалов; Евгений Михайлович Пчелов; Борис Михайлович Степанов; Юрий Иванович Чутов
Original assignee: Киевский Ордена Ленина Государственный Университет Им.Т.Г.Шевченко
Priority date: 1981-03-17
Filing date: 1981-03-17
Publication date: 1984-05-07

Abstract

СКАНИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее отклон ющую систему, апертурную пластину с вырезываюащм отверстием и регистрирующий блок, вывод которого соединен с измерительным блоком, отличающее с тем, что, с целью повышени точности измерений в широком диапазоне длительностей процесса, в него введены дополнительный регистрирующий блок, пиковый вольтметр, делитель напр жени и пороговьй элемент, при этом апертурна пластина выполнена с двум одинаковыми вырезываюи1 ми отверсти ми при отношении рассто ни между ними к размеру отверстий, равном 2-6, и за первым по направлению сканировани отверстием установлен дополнительташ регистрирующий блок, вывод которого через последовательно включенные пиковьш вольтметр и делитель напр жени соединен с первым входом порогового элементаJ второй вход которого соединен с выводом основного регистрирующего блока, а выход порогового элемента соехщнен с измерительным блоком,. .A SCANNING DEVICE, containing a deflecting system, an aperture plate with a cutting hole and a recording unit, the output of which is connected to a measuring unit, so that, in order to improve measurement accuracy in a wide range of process durations, an additional recording unit is inserted, the peak voltmeter , the voltage divider and the threshold element, while the aperture plate is made with two identical cutting holes with a ratio of the distance between them to the size of the holes, equal to 2-6, and for the first hole in the scanning direction, an additional recording unit is installed, the output of which is connected to the output of the main recording unit through the sequentially connected peak voltmeter and voltage divider and the output of the threshold element measuring unit. .

Description

Изобретение относитс к электронной технике,-в частности к устройствам дл фотоэлектрического считывани пространственного распределени интенсивности излучени на выходе спектральных приборов и преобразовани его в анализируемый электрический сигнал. Известно сканирующее устройство, например, дл измерени ширииы контура спектральной линии, основанное на .фиксации с помощью двойного дифференцировани моментов времени, соответствующих .максимальной скорости изменени электрического сигналааналога распределени интенсивности излучени по профилю спектральной линии Li. Данные устройства н.е обеспечиваю априорной информации о параметрах контура и не могут быть использованы дл измерений в моноимпульсных процессах . Наиболее близким к предлагаемому вл етс сканирующее устройство, . .содержащее отклон ющую систему, апер турную пластину с вырезывакнцим отвер стием и регистрирующий блок, вывод которого соединен с измерительным блоке. 1, например, с осциллографом C Недостатком известного устройств вл етс низка точность измерений, характерна дп осциллографических методов, а также трудность его использовани дл исследовани моноим пульсных процессов, когда параметры контура заранее неизвестны. Цель изобретени - повышение точ ности измерений в широком диапазоне длительностей процесса. Указанна цель достигаетс тем, Что в сканирующее устройство содержащее отклон кицую систему, апертурную пластину с ззырезывающим отверсти ем и регистрирующий блок, вывод которого соединен с измерительным блоком, введены дополнительный регистрирующий блок, пиковый вольтмет делитель напр жени и пороговый элемент , при этом апертурна пластина выполнена с двум одинаковыми вырезы вающими отверсти ми при отношении рассто ни между ними к размеру отверстий, равном , и за первым по направлению сканировани отверстием установлен дополнительный регистрирующий блок, вывод которого через последовательно включенные пиковый вольтметр и делитель напр жени соединен с первым входом порогового элемента, второй вход которого соединен с выводом основного регистрирующего блока, а выход порогового элемента соединен с измерительным блоком. На чертеже показана схема сканирующего устройства, построенного на основе диссектора. Диссектор устройства включает фотокатод ),, систему 2 фокусировки и ускорени электронов, отклон ющую систему 3, апертурную пластину 4 с первым по направлению сканировани отверстием 5 и основным отверстием 6 соответственно, дополнительный 7 и основной 8 регистрирующие блоки, в случае диссектора - электронные 5 ножители, размещенные внутри оболочки 9 диссектора. Выводы 10 и 11 дополнительного и основного электронных умножителей соединены со схемой измерений, представленной в варианте дл трех параллельно работающих каналов, i. Выход 10 дополнительного электронного ум1лОжител 7 соединен через пиковый вольтметр 12 и параллельно включенные делители 13 напр жени с пороговыми элементами 14, которые, в свою очередь, включены между основным электронным умножителем 8 и измерительными блоками 15. Параллельные каналы отличаютс лишь настройкой делителей 13 напр жени от пикового вольтметра 12. Схема может включать также второй пиковый вольтметр 16 и электронно-вычислительное устройство 17. Устройство работает следующим образом. В диссекторе восприютмаемый фотокатодом 1 сигнал от спектрального прибора преобразуетс с помощью системы 2 фокусировки и ускорени электронов в электронный пучок, сканируемый отклон ющей системой 3 по апертурной пластине 4 в направлении от ее первого отверсти 5 к основному отверстию 6, Размер этих отверстий и рассто ние между ними выбираетс иэ услови , чтобы к началу считывани отверстием 6 наиболее интенсивной части контура линии на первом отверстии 5 уже было зафиксировано максимальное значение амплитуды контура. Таким образом, временное опережение Д t считывани контура иа отверстии 5 должно бытьThe invention relates to electronic equipment, in particular, to devices for photoelectric reading of the spatial distribution of the radiation intensity at the output of spectral instruments and converting it into an analyzed electrical signal. A scanning device is known, for example, to measure the width of the spectral line contour, based on fixation by double differentiation of time points corresponding to the maximum rate of change of the electrical signal of the radiation intensity distribution over the profile of the spectral line Li. These devices do not provide a priori information about the parameters of the circuit and cannot be used for measurements in monopulse processes. The closest to the proposed is a scanning device,. containing a deflecting system, an aperture plate with a cutting hole and a recording unit, the output of which is connected to the measuring unit. 1, for example, with an oscilloscope C A disadvantage of the known devices is the low measurement accuracy, characteristic of oscillographic methods, and the difficulty of its use for studying mono-pulse processes when the parameters of the circuit are not known in advance. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurements in a wide range of process durations. This goal is achieved by the fact that an additional recording unit, a peak voltmeter voltage divider and a threshold element are inserted into the scanning device containing a deviating Kits system, an aperture plate with a cutting hole and a recording unit, the output of which is connected to the measuring unit. with two identical cutouts, the holes between them, with the ratio of the distances between them to the size of the holes, are equal, and there is an additional hole behind the first hole in the direction of scanning. A recording unit, the output of which is connected to the first input of the threshold element through a series-connected peak voltmeter and voltage divider, the second input of which is connected to the output of the main recording unit, and the output of the threshold element is connected to the measuring unit. The drawing shows a diagram of a scanning device, built on the basis of the dissector. The device's dissector includes a photocathode), electron focusing and acceleration system 2, the deflecting system 3, the aperture plate 4 with the first aperture 5 in the scanning direction and the main hole 6, respectively, an additional 7 and main 8 recording units, in the case of a dissector - electronic 5 scissors placed inside the shell 9 of the dissector. Conclusions 10 and 11 of the additional and main electron multipliers are connected to the measurement scheme presented in the variant for three parallel channels, i. The output 10 of the additional electronic attenuator 7 is connected via a peak voltmeter 12 and parallel-connected voltage dividers 13 with threshold elements 14, which, in turn, are connected between the main electronic multiplier 8 and the measuring units 15. The parallel channels differ only in voltage divider 13 peak voltmeter 12. The circuit may also include a second peak voltmeter 16 and electronic computing device 17. The device operates as follows. In the dissector, the signal received by the photocathode 1 from the spectral device is converted by the system 2 of focusing and accelerating electrons into an electron beam scanned by the deflecting system 3 along the aperture plate 4 in the direction from its first hole 5 to the main hole 6, the size of these holes and the distance between They select the conditions so that by the beginning of reading by the opening 6 of the most intensive part of the contour of the line on the first opening 5 the maximum value of the contour amplitude is recorded. Thus, the time lead D t of reading the contour of the hole 5 must be

ut u , где максимальна ширина контура на измер емых уровн х амплитуды. Выполнение этого услови необходимо дп обеспечени адаптизации уровн срабатывани пороговых элементов 1А. С другой стороны-необходимо , чтобы амплитудные значени контуров на выходах 10 и П электронных умножителей 7 и 8 заметно не отличались друг от друга при изменени х процесса.ut u, where the maximum width of the contour at the measured amplitude levels. Fulfillment of this condition is necessary to ensure the adaptation of the response level of threshold elements 1A. On the other hand, it is necessary that the amplitude values of the circuits at the outputs 10 and P of the electron multipliers 7 and 8 do not noticeably differ from each other as the process changes.

Это соответствует условию, накладываемому на временное опережение, Ati Tg/4, где Tj-период к олебаний, соответствующий верхней частоте изменени амплитудного значени контура в исследуемом процессе. Из условий на временное опережение и t считывани сигнала и вытекает необходимое соотношение между размером а отверстий апертурной пластины 4 в направлении сканировани и рассто нием d между ними, а именно 2 d/a 4 6. Здесь нижний предел определ етс предельной измер емой шириной контура (минимальное опережение ) , а верхний предел - необходимой полосой пропускани при достаточно малом времени, за которое параметры процесса не успевают сильно изменитьс .This corresponds to the condition imposed on a temporary lead, Ati Tg / 4, where Tj is the period to vibrations, corresponding to the upper frequency of the change in the amplitude value of the contour in the process under study. The conditions for the time advance and t read the signal and the required ratio between the size a of the holes of the aperture plate 4 in the scanning direction and the distance d between them, namely 2 d / a 4 6. Here the lower limit is determined by the maximum measured width of the contour ( minimum advance), and the upper limit is the necessary bandwidth for a sufficiently short time, during which the process parameters do not have time to change much.

Таким образом, на выходах электронных умножителей формируютс два близких по характеристикам сигнала . В линии дополнительного умножител 7 на выходе пикового вольтметра 12 устанавливаетс максимальное значение интенсивности в контуре линии (в преобразованном аналоговом виде). Делителем напр жени с помощью делителей 13 в заданном соот ношении (например,3:5,1:2,2:5). на управл ющих входах пороговых элементов 14 устанавливаютс адаптизированные к амплитуде импульсов (контуров ) уровни, на которых определ етс его длительность. При этом адаптизаци производитс до прихода основной части импульса с выхода 11 основного электронного умножител 8. Далее с выходов каждого из пороговых элементов 14 снимаетс сигнал, длительность которого, измер ема в измерительных блоках 15, соответствует ширине спектральной линии на заданном относительном уровне . Второй пиковой вольтметр 16 и электронно-вычислительное устройство 17 могут быть использованы дл последующей математической обработки результатов измерений.Thus, at the outputs of electron multipliers, two signals with similar characteristics are formed. In the line of the additional multiplier 7 at the output of the peak voltmeter 12 sets the maximum intensity value in the line circuit (in the converted analog form). The voltage divider with the help of dividers 13 in a given ratio (for example, 3: 5.1: 2.2: 5). on the control inputs of the threshold elements 14, levels adapted to the amplitude of the pulses (contours) are set, at which its duration is determined. In this case, the adaptation is performed before the main part of the pulse arrives from the output 11 of the main electron multiplier 8. Next, from the outputs of each of the threshold elements 14, a signal is removed, the duration of which, measured in measuring blocks 15, corresponds to the width of the spectral line at a given relative level. The second peak voltmeter 16 and the electronic computing device 17 can be used for the subsequent mathematical processing of measurement results.

В диссекторе устройства реализова метод измерени однократных электрических импульсов на адаптизируемых пороговых элементах, причем необходима дл этого лини задержки выполнена непосредственно в диссекторе на электронном уровне. Это позвол ет в большой степени устранить искажени импульсов и расширить диапазон измер емых длительностей в одном устройстве. В целом устройство позвол ет проводить измерени н моноимпульсных процессах при отсутствии априорной информации о параметрах контура высокой точностью в широком диапазоне верхних частот исследуемых процессов. Принцип работы устройства позвол ет осуществл ть измерени не только контуров спектральных линий, но и радиальных профилей интенсивностей излучени в трубке при развертывании изображени диссектором по пространственной координате, масс-спектров при развертывании анализатором масс-спектрометра по и другие подобные измерени .The device dissector implements the method of measuring single electric pulses on adaptable threshold elements, and the delay line is required for this directly in the dissector at the electronic level. This allows a large extent to eliminate the distortion of the pulses and to expand the range of measured durations in one device. In general, the device allows to measure n monopulse processes in the absence of a priori information about the parameters of the circuit with high accuracy in a wide range of high frequencies of the studied processes. The principle of operation of the device makes it possible to measure not only the contours of the spectral lines, but also the radial profiles of the radiation intensities in the tube when the image is unwrapped by the spatial coordinate, the mass spectra are deployed by the mass spectrometer, and other similar measurements.

//

/. V/. V

4 ff 4 ff

LL JLl j

Claims

A SCANNING DEVICE containing a deflecting system, an aperture plate with a cutting hole and a recording unit, the output of which is connected to the measuring unit, characterized in that, in order to increase the accuracy of measurements in a wide range of process durations, an additional recording unit, a peak voltmeter, a divider are introduced into it voltage and a threshold element, while the aperture plate is made with two identical cutting holes with a ratio of the distance between them to the size of the holes equal to 2 -6, and behind the first hole in the scanning direction, an additional recording unit is installed, the output of which is connected through a series-connected peak voltmeter and voltage divider to the first input of the threshold element, the second input of which is connected to the output of the main recording unit, and the output of the threshold element is connected to the measuring unit .

) 091250