Устройство относительной калибровки электростатических анализаторов Советский патент 1985 года по МПК H01J39/48 G01T1/17 

Изобретение относится к области космического приборостроения и предназначено для исследования углового распределения потока плазмы несколькими узконаправленными электростатическими анализаторами, ориентированными в различных направлениях. Известные устройства для излучения УГЛОВОГО распределения потока плазмь содержат электростатические анализаторы, ориентированные в разны направлениях и измеряюиц1е энергетические спектры заряженных частиц в узких угловых конусах. Однако используемые в качестве детекторов вторичные электронные умножители во время длительной работы меняют свою эффективность, что приводит к ошибкам при изучении углового распределения потока плазмы. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство относительной калибровки электростатических анализаторов, содержащее последовательно соединенные блок управления, источник ступенчатого напряжения, электростатические анализаторы, состояоще из вторичных электронных умножителей и пар пластин, ориентированных в разных направ лениях, усилители-формирователи импульсов и телеметрическую систему. Однако известное устройство не позволяет измерять относительную чувствительность электростатических аналияаторов, так как они измеряют потоки, приходящие с разных направлений. Это снижает надежность и точ ность измерения углового распределе ния потоков плазмы. Целью изобретения является повышение надежности и точности измерения углового распределения потока плазмы. Для этого в устройство относител ной калибровки электростатических анализаторов, содержащее последовательно соединенные блок управления, источник ступенчатого напряжения, телеметрическую систему, усилителиформирователи импульсов, счетчики, электростатические анализаторы, сос тоящие из вторичных электронных умн жителей и пар пластин, ориентирован ных в разных направлениях, введены калибровочные пары пластин, ориенти рованные в одну сторону и геометрически сопряженные с теми же вторичными электронными умножителями, что 4 и рабочие пары пластин, введен дополнительный калибровочный источник ступенчатого напряжения, вход которого подключен к блоку управления, один из выходов йсгединен с телеметрической системой, а остальные соединены с калибровочными парами пластин электростатических анализаторов. На фиг.1 представлена блок-схема устройства, содержащая блок 1 управления, рабочий 2 и калибровочный 3 источники ступенчатого напряжения, калибровочные пары плстин 4 электростатического анализатора 5, рабочие пары пластин 6 электростатического анализатора, вторичные электронные умножители 7, усилители-формирователи 8 импульсов, счетчики 9, телеметрическую систему 10. Блок управления 1 представляет собой релейно-усилительную схему обычного типа, которая осуществляет по приходящим сигналам управления переключение питания источников напряжений. Источники ступенчатого напряжения (иен) 2,3 представляют собой быстродействующие высоковольтные генераторы обычного типа, предназначенные для работы на емкостную нагрузку (л/300 пФ) и вырабатывающие напряжение, изменяющееся по последовательнЕлм ступеням. Электростатический анализатор 5 обычного типа в виде пары изогнутых по образующей цилиндра пластин и Детектора частиц в виде каналового электронного умножителя типа ВЭУ. Усилители-формирователи импульсов (УФИ) 8 - усилители импульсов обычного типа, предназначенные для формирования импульсов напряжения заданной амплитуды ( 5 В) и для усиления слабых ( - 10 А) импульсов тока с выхода каналовых электронных умножителей. Счетчики 9 обычного типа, предназначенные для счета числа импульсов напряжения от 1 до 10 импульсов в секунду. Телеметррчеекая система (ТМ) 10 стандартного типа с аналоговым входом (от О до 6 В), На фиг.2 показана взаимная ориентация рабочих 11 и калибровочных 6 пар пластин, геометрически сопряженных с вторичными электронными умножителями. На фиг.З приведены экспериментальные данные, поясняющие работу устройства .

Предлагаемое устройство работает следующим образом.|

В режиме Измерение по команде блока управления 1 рабочий источник 2 ступенчатого напряжения подает на 5 рабочие пары пластин 6 обоих электростатических анализаторов 5 одну и ту же последовательность парафазных напряжений, величина которого определяет энергию частиц плазмы, регистрируемых ю вторичными электронными умножителями 7. В этом .случае калибровочный источник ступенчатого напряжения 3 отключен, и регистрируются пбтоки плазмы, приходящие одновременно с разных нап- 15 ряжений. В режиме Калибровка по команде от блока управления выключается рабочий источник 3 ступенчатого напряжения, от которого поступают парафазные напряжения только на ка- 20 либровочные пары пластины, при этом регистрируется одновременно обоими вторичными электронными умножителями поток, приходящий с одного направления. В обоих режимах информация о 25 работе рабочего и калибровочного точников ступенчатого напряжения поступает в телеметрическую систему.

Сигналы с вторичных электронных умножителей поступают в соответствующий усилитель-формирователь импульсов 8, который формирует импульсы заданной величины и формы. Эти импульсы считаются счетчиками 9, и величины отсчетов также поступают в телеметрическую систему 10.

Изобретение позволяет повысить надежность и точность измерений углового распределения потока плазмы v в 10 раз, так как, если в известном устройстве электростатические анализаторы постоянно измеряли ;потоки плазмы, приходящие с разных iнаправлений, что не позволяет одноз;начно оценить относительную чувстви|тельность вторичных электронных умножителей, то предлагаемое устройство позволяет помимо измерений потоков, приходящих с разных направлений, в режиме калибровки проводить одновременные измерения потоков, приходящих с одного направления, что позволяет определить относительную чувствительность вторичных электронных умножителей в разных точках энергетического диапазона прибора.

УСТРОЙСТВО ОТНОСИТЕЛЬНОЙ КАЛИБРОВКИ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИХ АНАЛИЗАТОРОВ, содержащее последовательно соединенные блок управления, источник ступенчатого напряжения, электростатические анализаторы, состоящие из вторичных электронных умножителей и пар пластин, ориентированных в разных направлениях, усилители-формирователи импульсов и телеметрическую систему, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и точности измерения углового распределения потока плазмы, в электростатические анализаторы дополнительно введены калибровочные пары пластин, ориентированные в одну сторону и геометрически сопряженные с теми же вторичными электронными умно(Л жителями, что и рабочие пары пластин, в устройство введен дополнительный калибровочный источник ступенчатого g напряжения, вход которого подключен к блоку управления, один из выходов соединен с телеметрической системой, а остальные соединены с калибровочСО ными парами пластин электростатичес-, ких анализаторов. ;о 09 4ik

1 Спектрь А-2

Л Л Л

л л,

HSMepfHu/i

/Ca/iudfoffta

Измерена/