Сканирующее устройство

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСГ 1 УБЛИН аю сггг Н 01 3 31/48, С 01 д 3/34 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ рг в ця ВгяОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ,.Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУг(71) Киевский ордена Ленина государственный университетим. Т. Г, Шевченко(56) 1. Авторское свидетельство СССРР 356482, кл. С 01 Л 3/34, 1970,2. Андреева Л,И. и др. Приставка кспектрографу ДФСдля осциллографической регистрации контуров спектральных линий с высоким временным разрешением. Приборы и техника эксперимента", У 5,1979, с. 267 (прототип).(54 )(57) СКАНИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО,содержащее отклоняющую систему, апертурную пластину с вырезывающим отверстием и регистрирующий блок, вывод которого соединен с измерительнымблоком, отличающее сятем,что, с целью повышения точности измерений в широком диапазоне длительностей процесса, в него введены дополнительный регистрирующий блок,пиковый вольтметр, делитель напряжения и пороговый элемент, при этомапертурная пластина выполнена сдвумя одинаковыми вырезывающимиотверстиями при отношении расстояниямежду ними к размеру отверстий, равном 2-6, и за первым по направлениюсканирования отверстием установлендополнительный регистрирующий блок,вывод которого через последовательновключенные пиковый вольтметр и делитель напряжения соединен с первымвходом порогового элемента, второйвход которого соединен с выводомосновного регистрирующего блока, авыход порогового элемента соецинен сизмерительным блоком.Изобретение относится к электронной технике, в частности к устройствам для фотоэлектрического считывания пространственного распределения интенсивности излучения на выходе 5 спектральных приборов и преобразования его в анализируемый электричес- . кий сигнал.Известно сканирующее устройство, например, для измерения ширины контура спектральной линии, основанное на .фиксации с помощью двойного дифференцирования моментов времени, соответствующих .максимальной скорости изменения электрического сигналааналога распределения интенсивностиизлучения по профилю спектральнойлинииДанные устройства не обеспечиваютаприорной информации о параметрах 20контура и не могут быть использованыдля измерений в моноимпульсных процессах,Наиболее близким к предлагаемомуявляется сканирующее устройство, 5содержащее отклоняющую систему, апертурную пластину с вырезывающим отверстием и регистрирующий блок, выводкоторого соединен с измерительнымблокол, например, с осциллографом 1 2.1.30ЪНедо статком изве стно го устройстваявляется низкая точность измерений,характерная дпя осциллографическихметодов, а также трудность его использования для исследования моноимпупьсных процессов, когда параметрыконтура заранее неизвестны,Цель изобретения - повышение точности измерений в широком диапазонедлительностей процесса,40Указанная цель достигается тем,что в сканиру 1 ощее устройство, содержащее отклоняющую систему, апертурную пластину с вырезывающим отверстием и регистрирующий блок, вывод которого соединен с измерительнымблоком, введены дополнительный регистрирующий блок, пиковый вольтметр,делитель напряжения и пороговый элемент, при этом апертурная пластинафвыполнена с двумя одинаковыми вырезывающими отверстиями при отношениирасстояния между ними к размеруотверстий, равном 2"6, и за первымпо направлению сканирования отверстием установлен дополнительныйрегистрирующий блок, вывод которогочерез последовательно включенныепиковый вольтметр и делитель иапряжения соединен с первым входом порогового элемента, второй вход которого соединен с выводом основногорегистрирующего блока, а выход порогового элемента соединен с измерительным блоком.На чертеже показана схема сканирующего устройства, построенного наоснове диссектора.Диссектор устройства включаетфотокатод 1, систему 2 фокусировкии ускорения электронов, отклоняющуюсистему 3, апертурную пластину 4 спервым по направлению сканированияотверстием 5 и основным отверстием 6 соответственно, дополнительный 7 и основной 8 регистрирующиеблоки, в случае диссектора - электронные умножители, размещенныевнутри оболочки 9 диссектора.Выводы 10 и 11 дополнительногои основного электронных умножителейсоединены со схемой измерений, пред- .ставленной в варианте для трех парал. дельно работающих каналовВыход 10 дополнительного электронного уьа.ожителя 7 соединен черезпиковый вольтметр 12 и параллельновключенные делители 13 напряжения спороговыми элементами 14, которые,в свою очередь, включены между основным электронным умиожителем 8 и измерительными блоками 15. Параллельныеканалы отличаются лишь настройкой делителей 13 напряжения от пикового вольтметра 12, Схема может включать также второй пиковый вольтметр 16 и электронно-вычислительное устройство 17.Устройство работает следующим образом.В диссекторе воспринимаемый фотокатодом 1 сигнал от спектрального прибора преобразуется с помощьюсистемы 2 фокусировки и ускорения электронов в электронный пучок, сканируемый отклоняющей системой 3 по апертурной пластине 4 в направлении от ее первого отверстия 5 к основному отверстию 6. Размер этихотверстий и расстояние между ними выбирается иэ условия, чтобы к началу считывания отверстием 6 наиболее интенсивной части контура линии на первом отверстии 5 уже было зафиксировано максимальное значение амплитуды контура,. Таким образом, временное опережение д 1 считывания контура на отверстии 5 должно бытьдС Ъ о сп/2, где дс - максимальная ширина контура на йзмеряемых уровнях амплитуды, Выполнение этого условия необходимо для обеспечения адаптиэации уровня срабатывания пороговых элементов 14. С другой стороны необходимо, чтобы амплитудные значения контуров на выходах 1 О и 11 электронных умножителей 7 и 8 заметно не отличались друг от друга при измене 10 ниях процесса.Это соответствует условию, накладываемому на временное опережение, Ь Т 4 Т/4, где Т -период колебаний, соответствующий верхней частоте изменения амплитудного значения контура в исследуемом процессе. Из условий на временное опережение й В считывания сигнала и вытекает необходимое соотношение между размером а 20 отверстий апертурной пластины 4 в направлении сканирования и расстоянием Й между ними, а именно 2 4 й/а 4 6, Здесь нижний предел опредьляется предельной измеряемой 25 шириной контура (минимальное опереже. ние), а верхний предел - необходимой полосой пропускания при достаточно малом времени, за которое параметры процесса не успевают сильно изменить- ЗО ся.Таким образом, на выходах электронных умножителей формируются два близких по характеристикам сиг. - нала, В линии дополнительного умно- жителя 7 на выходе пикового вольтмет ра 12 устанавливается максимальное значение интенсивности в контуре линии (в преобразованном аналоговом виде). Делителем напряжения с помощью делителей 13 в заданном соотношении (например,З:5,1:2,2:5).на управляющих входах пороговых элементов 14 устанавливаются адаптизированные к амплитуде импульсов (контуров) уровни, на которых определяется его длительность, При этом адаптизация производится до прихода основной части импульса с выхода 11основного электронного умножителя 8.Далее с выходов каждого из пороговыхэлементов 4 снимается сигнал, длительность которого, измеряемая визмерительных блоках 15, соответствует ширине контура спектральнойлинии на заданном относительном уровне. Второй пиковой вольтметр 16 иэлектронно-вычислительное устройство17 могут быть использованы для последующей математической обработкирезультатов измерений,В диссекторе устройства реализован метод измерения однократных электрических импульсов на адаптизируемых пороговых элементах, причем необходимая для этого линия задержки выполнена непосредственно в диссекторе на электронном уровне. Это позволяет в большой степени устранить искажения импульсов и расширить диапазон измеряемых длительностей в одном устройстве. В целом устройство позволяет проводить измерения в моно- импульсных процессах при отсутствии априорной информации о параметрах контура высокой точностью в широком диапазоне верхних частот исследуемых процессов. Принцип работы устройства позволяет осуществлять измерения не только контуров спектральных линий, но и радиальных профилей интенсивностей излучения в трубке при развертывании изображения диссектором по пространственной координате, масс-спектров при развертывании анализатором масс-слектрометра по масфсам и другие подобные измерения.