Измеритель ускорений Советский патент 1981 года по МПК G01P15/08 

1

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для создания высоконадежных систем управления.

По основному авт. св. № 691034 известно устройство, содержащее вакyy 4иpoвaннyюl экранированную камеру в которой размещены источник ионов, система их фокусировки и разгона и катод вторично-электронного умножителя, выполненный в форме четырехугольной пирамиды, ось симметрии которой совмещена с продольной осью камеры.

Действующее ускорение вызывает изменение угла падения заряженных частиц на поверхность катода, коэффициента вторичной эмиссии и напряжения на эквиваленте нагрузки умножителя. По знаку и амплитуде приращения выходного напряжения судят о направлении и величине измеряемого ускорения 1 .

Однако в известном измерителе чувствительность и точность определения ускорений ограничиваются разршиающей способностью по углу пащения заряженных частиц на катод вторично-электронного умножителя и при переходе к презиционным измерениям

может оказаться недостаточной. Улучшение этого параметра требует использование более тяжелых ионов или увеличения линейных размеров камеры дрейфа, что связано с ухудшением габаритно-весовых параметров измерителя.Y

Цель изобретения - повьвиение чувствительности измерителя ускорений.

Указанная цель достигается тем, что перед катодом умножителя установлена рассеива1Э1дая электронная линза, оптическая ось которой совмещена с продольной осью симметрии вакуумной экранированной камеры и катода электронного умножителя.

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство.

Измеритель ускорений содержит источник 1 номов, систему 2 их фокусировки и разгхэна, вакуумную экранированную камеру 3, рассеивающую электронную линзу 4, катод вторично-электронного умножителя 5 и эквивалент нагрузки б умно;хителя.

Устройство работает следующим образом.

Ионы источника 1 разгоняются, фокусируются с помощью системы 2 и направляются по вакуумной экраннрованой камере 3 через рассеивающую элекронную линзу 4 на катод вторичноэлектронного умножителя 5 к выходу которого подключен эквивалент нагрузки 6.

В предлагаемом измерителе источник 1 ионов, система 2 их разгона и окусировки образуют инжектор, объюстированный по продольной оси симметрии вакуумной экранированной камеры 3. В свою очередь,ось симметрии катода вторично-электронного умножителя 5, выполненного в форме четырехугольной пирамиды, совмещена с продольной осью симметрии камеры 3 и оптической осью рассеивающей линзы 4, которая содержит управляющий электрод и анод в виде кольцевых диафрагм. На анод подается постоянное напряжение и, а на управляющий электрод - напряжение Ug, изменяющееся в зависимости от величины измеряемого ускорения так, чтобы оптическая сила электронной линзы обеспечивала улучшение отклонения заряженных частиц до получения электрически различного приращения угла Псщения ионов на катод умножителя 5 под действием измеряемого ускорения.

В исходном состоянии в источнике 1 ионов формируется последовательность ирнных пакетов, которые фокусируются и разгоняются электрическим полем систем 2и дрейфуют свободно с некоторой скоростью в вакуумной экранированной камере 3 по ее продольной оси силшетрии, совмещенной с оптической осью рассеивающей электронной линзы 4 и осью симметрии катода вторично-электронного умножителя 5. При этом заряженные частицы не подвергаются отклоняющему действию сил электрического поля линзы 4 и попадают на вершину катода электронного умножителя 5. Усиленный поток вторичных электронов в эквиваленте нагрузки 6 каналов умножителя создает последовательность импульсов напряжения с амплитудой

,

10

где К коэффициент усиления умножителя ;

3ц - величина тока пакета ионов; RH - эквивалент нагрузки; tj) - начальный коэффициент вторичной эмиссии катода умножителя при начальном угле падения ионов ( ) Под действием силы, вызывающей вращение измерителя в направлении одной из осей (чувствительность с ускорением и О) , происходит смещение продольной оси симметрии камеры и

оптической оси электронной линзы относительно Траектории движения ионов на некоторый угол. Этот угол представляет собой угол падения ионного луча на электронную линзу, которая при из UQ является рассеивающей с углом преломления ионного луча сС,7сС, Величины 0 , и Ug , и, связаны известным соотношением

,,

(2) Sinou VUa

из которого видно, что оптическую силу линзы и увеличение угла отклонения, заряженных частиц можно регулировать в широких пределах измене;нием величины напряжения на управ/(яющем электроде линзы.

Из выражения (2) и чертежа видно,

0 что при , oi, 0(,2 и угол падения заряженных частиц на одну из граней катода Ч определяется величиной Р . При Ug7 UQ , otj, cii пропорционально увеличиваетсл угол падения заряженных частиц на поверхность катода PQ. . Соответственно возрастает величина приращения коэффициента вторичной эмиссии Ъ , связанного с углом падения ионов на поверхность катода функциональной зависимостью

0 1п)1пА-1пВ cos, (3)

где А и В - константы, определяемы(2 свойствами материала катода.

При заданной оптической силе электронной линзы Кс1ждому значению ряемого ускорения соответствует определенная величина приращения угла падения ионов на катод умножителя, коэффициента вторичной эмиссии и напряжения на выходе каналов умножителя.

п По характеру изменения напряжения и нагрузках определяют амплитудно-фазовые параметры действуквдего ускорения .

45

Формула изобретения

Измеритель ускорений по авт. ев. 691034, отличающийся тем, что, с целью повышениячуветви-. тельности измерителя ускорений, перед катодом умножителя установлена рассеивающая электронная линза, оптическая ось которой совмещена с продольной осью симметрии вакуумной экранированной камеры и катода электронного умножителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 691034, кл. G 01 Р 15/08, 03.05.77,