Устройство для измерения электропроводности и концентрации электронов нестационарной плазмы

(51)4 6 01 К 27/26 ГООУААРстеенный номитет сссрГю делАм изОБРетений и ОтнрцтийОПИОАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЖЯЙОмжА(21) 3331397/24-21(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ И 31 ЮРЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ И КОНЦЕНТРАЦИИ ЭЛЕКТРОНОВ НЕСТАЦИОНАРНОЙ ПЛАЗФВ, содераащее индуктивный преобразователь включенный в измерительный контур двухконтурной резонансной; " системы автогенератора, амплитудный детектор, вход которого соединен с измерительным контуром, авыход - с блоком регистрации, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения точности и расширения диапазона измерений, мелду измерительным контуром и блоком регистрации включен блок синхроннофазового следящего фильтра, содержащий импульсно-фазовый детектор сзапоминающим конденсатором на выходе, первый вход импульсно-фазового детектора соединен с измерительным контуром, второй вход -с выходом генератора эталонногосигнала, а выход - с блоком регистрации и через последовательно соединенные фильтр разностной частоты иусилитель постоянного тока - суправляющим элементом измерительного контура1167533 где ше, е и со - масса, заряд электрона и диэлектрическая постояннаясоответственно;Ю - поправочный коэффициент;Яо- собственная резонансная частота;Ров магнитная проницаемость;г" вносимое в контурактивное сопротивление;гр- радиусы границы потока и контура соответственно;ы - изменение собственной резонанснойчастоты измерительного контура.При этом гопределяют из изменения амплитуды напряжения на измерительном контуре при внесении плазмы, а 6 Ы - из изменения на запоминающем конденсаторе в тот же момент времени.-6При стабильности частоты ЭПИ10 предлагаемое устройство обеспечивает точность синхронизации по частоте и фазе 0,05 град., что позволяет реализовать точность измерителя до 1-37 ф здействуя на управляющий элемент, это напряжение изменяет резонансную частоту контура 2 в соответствии с законом входного сигнала.По измеренным напряжениям на входе блока А регистрации определя ют проводимость б" и концентрацию п электронов плазмы по формулам г гр з 1 г (В / ) . ошдЕО 1 е бд, о ег 0 7 г(р Я)г е 1 У о е е гр к4При относительной нестабильностичастоты контура 2 с = 10 отклонение резонансной частоты от равновесного и разности фаз от Цстин динамическая ошибка слежения (воспроизведения) составляет доли радиань 6( О, 1 рад., или 12-13 град.В результате повышается частотная и фазовая стабильность измери тельного контура в режиме синхронизма. Это позволяет снизить динамическую ошибку воспроизведения в 5-10 рази гГовысить точность измерителя до1-3 по сравнению с 10-207. известно го устройства.Благодаря включению в измерительнового блока синхронно-фазового следящего фильтра в полосе удержаниямаксимально возможного отклонения 20 частоты и фазы измерительного контурами ъ 1 и Ь с 1 обеспечивается наилучшая фильтрация помех. При максимально допустимой амплитуде девиации фазы ошибка, обусловленная 25 действием помехи, при дискретнойшумовой полосе л Г )3 3 кГц не прещ гфвышает О, 1-0,15 рад., что снижаетзначение этих величин в 3-5 раз посравнению с данными известных уст РойствБыстродействие измерителя сохраняется высоким ( 2 мкс). При этомобеспечивается наименьшая динамическая ошибка воспроизведения частоты ифазы в режиме синхронизма (66 с 0,1 рад.),Это позволяет повысить помехоустойчивость и надежность измерителя в условиях воздействия электромагнитныхпомех, сопутствующих мощным импульсным разрядам малой длительности10 - 10 с, в 3-5 раз, что расши 7 -Фряет сферу применения измерителя ипозволяет его использовать при исследовании электрофизических свойствнестационарной плазмы с высокимСравнительные оценки и расчетные данные измеренных п и пе с известными показывают, что при наибольшей относительной полосе захвата 451 и начальной расстройке Ьс 1 включенного блока синхронно-фазового следящего фильтра в реальном масштабе времени 1-2 мкс обеспечивается наименьшая дисперсия ошибок вос. 2 произведения частоты и фазы о иг"Ьекоторые не превышают величины 5,1 рад. Кроме того, поскольку для случаясильных ударных волн, когда степеньионизации велика, электропроводность 50 , полностью ионизованной плазмыпрактически не зависит от концентрации электронов и и пропорциональна Тг, возможно использованиеданного измерителя, обеспечивающего повышенную точность 1-3 Е, дляопределения Те и- частоты упругих столкновений электронов с частицами (ионами) .1167533 н Составитель Н. Техред Л.Микеш ректор А. Обручар ыбче дакт одписное илиал ППП "Патент", г. Уагород, ул. Проектна аз 4431/43 Тираа 748 ВНИИА Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.