Устройство калибровки датчика интегрального потока ионов космической плазмы

 

УСТРОЙСТВО КАЖБРОВКИ ДАТЧИКА ИНТЕГРАЛЬНОГО ПОТОКА ИОНОВ КОСМИЧЕСКОЙ ПЛАЗМЫ, содержащее последовательно соединенные командное устройство,, источник высокого напряжения, цилиндр Фарадея, включающий супрессорную сетку и коллектор, усилитель постоянного тока и телеметрическую систему, причем второй выход источника высокого напряжения соединен с телеметрической системой, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и точности регистрации интегрального потока ионов космической плазмы, в него введен генератор треугольного напряжения переменной амплитуды, вход которого соединен с командным устройством, один из выходов - с телеметрической системой, а другой параллельно подключен к супрессорной сетке цилиндра Фарадея, при этом величина расстояния между супрессорной сеткой и коллектором цилиндра Фарадея прямо пропор00 IND циональна диаметру цилиндра Фарадея и напряжению пробоя между ними. 00 ;о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Ю 4 С 01 Т 1 15 Н 01 J 47/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ !

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3331426/18-25 (22) 04.08.81 (46) 07. 12.85. Бюл.9 45 (71) Институт космических исследований АН СССР, Особое конструкторское бюро Института космических исследований АН СССР и Карлов Университет (ЧССР) (72) Г,Н.Застенкер, А.В.Лейбов, В.И.Ермолаев, В.А.Ноткин, К.И.Гусева, Зденек Немечек и Яна Шафранкова (CS) (53) 621,387.424(088.8) (56) Застенкер Г.Н., Копылов В.Ф. и др. "Некоторые особенности работы ловушек заряженных частиц при облучении их ультрафиолетовым излучением".Труды радиотехнического института

АН СССР., М., 1966, с. 132-136.

Вайсберг О.Л., Горн Л.С. и др.

"Эксперименты по диагностике межпланетной и магнитосферной плазмы на

АМС "Венера — 11,12" и ИСЗ "Прогноз — 7". — Космические исследования, 17, Р 5, с. 780-792, 1979 (прототип).

„„SU„„1032899 A (54) (57) УСТРОЙСТВО КАЛИБРОВКИ ДАТЧИКА

ИНТЕГРАПЬНОГО ПОТОКА ИОНОВ КОСМИЧЕСКОЙ ПЛАЗМЫ, содержащее последовательно соединенные командное устройство, источник высокого напряжения, цилиндр Фарадея, включающий супрессорную сетку и коллектор, усилитель постоянного тока и телеметрическую систему, причем второй выход источника высокого напряжения соединен с телеметрической системой, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения надежности и точности регистрации интегрального потока ионов космической плазмы, в него введен генератор треугольного напряжения щ

O переменной амплитуды, вход которого соединен с командным устройством, один из выходов — с телеметрической системой, а другой параллельно подключен к супрессорной сетке цилиндра Я фарадея, при этом величина расстояния между супрессорной сеткой и коллектором цилиндра Фарадея прямо пропорциональна диаметру цилиндра Фарадея и напряжению пробоя между ними. Ю

1 10328

Изобретение относится к области космического приборостроения и пред-, назначено для калибровки датчика интегрального потока ионов космической пйазмы при его длительном функционировании на борту космического аппарата.

Известные устройства калибровки датчика интегрального потока ионов космической плазмы (ДИПИКП) раздель- 1Î но проверяют в лабораторных условиях вклад в ошибку измерений двух физических явлений — вклад фотоэлек тронов в ток коллектора цилиндра

Фарадея (ЦФ) и временной уход характеристики усилителя постоянного тока (УПТ), для чего используют источники ультрафиолетового излучения для определения фотопотока коллектора ЦФ и эталонные источники поостоянного тока для проверки УПТ.

Однако эти .устройства не позволяют проверить всю схему в целом, включая ЦФ и УПТ.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство калибровки датчика интегрального потока ионов космической плазмы, содержащее последовательно соединенные командное устройство, источник высокого напряжения, цилиндр Фарадея, включающий супрессорную сетку и коллектор, усилитель постоянного тока и телеметрическую систему, причем второй выход источника высокого напряжения соединен с телеметрической системой.

Путем подачи на управляемую сетку положительного напряжения от ИВН запирают падающий на датчик поток

40 ионов, при этом остаточный фототок датчика оценивается по регистрируемому в этом случае току УПТ.

Однако известное устройство также не позволяет калибровать всю схему

45 в целом, включая ЦФ и УПТ, так как не учитывает временной уход характеристики УПТ, что .снижает надежность и точность измерений интегрального потока ионов космической плазмы.

Целью изобретения является повышение надежности и точности регистрации интегрального потока ионов космической плазмы, Цель достигается за счет того, что в устройство калибровки датчика интегрального потока ионов космической плазмы, содержащее цилиндр Фара1 дея, включающий супрессорную сетку и коллектор, усилитель постоянного тока, телеметрическую систему, источник высокого напряжения, командное устройство-, введен генератор треугольного напряжения переменной амплитуды, вход которого соединен с командным устройством, а один из выходов соединен с телеметрической системой, другой параллельно подключен к супрессорной сетке цилиндра

Фарадея, при этом расстояние между супрессорной сеткой и коллектором цилиндра Фарадея прямо пропорционально диаметру цилиндра Фарадея и напряжению пробоя между ними.

Уменьшение этого расстояния, с одной стороны, позволяет при сохранении всех остальных параметров уменьшить амплитуду треугольного напряжения на супрессорной сетке, что упрощает конструкцию и электрическую схему, но, с другой стороны, ведет к уменьшению величины напряжения пробоя между супрессорной сеткой и коллектором цилиндра Фарадея. Оптимальной величиной оказалось отношение диаметра коллектора к расстоянию от него до супрессорной сетки равное 30, которая и была реализована в предлагаемом устройстве.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 — датчик интег- ° рального потока ионов космической плазмы; на фиг.3 — экспериментальные данные, поясняющие работу предлагаемого устройства.

Устройство состоит из командного устройства (КУ) 1, представляющего собой релейно-усилительную схему обычного типа, позволяющую по приходящим сигналам переключать питание источников управляющих напряжений; источника 2 высокого напряжения (ИВН), представляющего собой высоковольтный быстродействующий преобразователь обычного типа, предназначенный для преобразования низковольтного питающего напряжения в постоянное высоковольтное; датчиков 3 интегрального потока ионов в космической плазме, включающих цилиндр 4 Фарадея, представляющий собой детектор потока заряженных частиц обычного типа, предназначенный для измерений малых токов (10 А), и усилитель постоянного тока (УПТ)5, представляющий собой усилитель тока обычног<: типа, предназначенный для преобразо- f вания токов . 10 - 10 А в напряже99 4 ка в этой цепи происходит дифференцирование треугольного напряжения, и на входе УПТ 5 ток имеет прямоугольную форму соответствующей амплитуды.

Подбирая частоту (л 1 Гц) и амплитуду (" 10 В) треугольного напряже

O ния добиваются величины и длительУ ности прямоугольного импульса, лежащих в пределах чувствительности и полосы пропускания УПТ.

По команде командного устройства..

1 источник треугольного напряжения изменяет амплитуду треугольного напряжения, в результате на вход УПТ 5 подаются прямоугольные импульсы различной амплитуды; тем самым проверяют характеристику УПТ в различных точках, а при подаче напряжения нулевой амплитуды определяют остаточный фототок. Значения напряжений на управляющей 9 и супрессорной 11 сетках и выходное напряжение УПТ поступают . в телеметрическую систему 6 космического аппарата.

Предложение позволяет повысить надежность и точность измерения ин тегрального пс гока ионов космической плазмы за счет калибровки датчика в, Ц р елом которая включает помимо учета фототока также и калибровку УПТ на, 50X, так как временной дрейф УПТ обычно составляет до 0,5X sa 1 ч, а также п=высить точность определения ло нескольким датчикам углов падения потока до +1, что позволит получить более исчерпывающую информацию о физических процессах в космической плазме.

3 I 0328 ние 0 — 6В; телеметрической системы (ТМ) 6 стандартного типа с аналоговым входом (от 0 до 6 В) и генератора 7 треугольного напряжения (ГТН), представляющего собой генератор напряжений обычного типа, предназначенный для выработки на высокоомную (> 10 МОм) нагрузку треугольного напряжения.с фиксированной частотой (- 1 Гц) и переменной амплитудой 1р (от 0 до 10 В)..

Датчик интегрального потока ионов космической плазмы содержит цилиндр

Фарадея с внешней сеткой 8, управ" ляющей сеткой 9, разделительной сеткой 10, супрессорной сеткой 11, коллектором 12, и усилитель 13 постоянного тока. Предлагаемое устройство работает следующим образом. По команpG от командного устройства 1 ник 2 высокого напряжения подает параллельно положительное напряжение (+ 2 кВ) на управляющие сетки 9 цилиндров Фарадея. В это же время по команде от командного устройства генератор 7 треугольного напряжения подает параллельно дополнительно к запирающему фотоэлектроны коллекторов

12 напряжению (- 100 В) треугольное напряжение переменной амплитуды на

30. супрессорные сетки 11 цилиндров 4

Фарадея.

За счет малой величины емкости между супрессорной сеткой 11 и коллектором 12 (ш 5 пф) и малой по сравнению с емкостным сопротивлением I5 этого промежутка (супрессорная сетка и коллектор) величиной входного сопротивления усилителя постоянного то1032899

Фиг. g

Редактор 1..Горькова Текред T.йубин ак Корректор Е.Сирохман

Заказ 8124/1 Тираж 747 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная, 4