Датчик положения центра тяжести пучка заряженных частиц

ij

Союз Советских

Социалистических

Республик

СПИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДе:ТЕДЬСТВУ (») 555568

{61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено11.04.75 (21) 2123464/25 с присоединением заявки №вЂ”

{23) Приоритет (43) Опубликовано25.04,77,Бюллетень № 15 (51) М. Кл.е

Н 05 Н 7/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР но делам нэооретений и открытий (53) УДК 62,1.384.

i6, {088.8) (45) Дата опубликования описания 27.06.77

Г. В. Долбилов и Н. И. Лебедев (72) Авторы изобретения

Объединенный институт ядерных исследований (71) Заявитель (54), ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ LlEHTPA ТЯЖЕСТИ

ПУЧКА ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИБ

Изобретение относится к ускорительной, технике и может быть использовано для измерения координат центров тяжести, импульсных пучков заряженчых частиц.

Известные магнитоиндукци онные датчики для измерения положения центра тяжести пучка состоят, обычно из двух или четырех катушек, расположенных либо на разрезном, либо на стержневых сердечниках. С катушек, включенных попарно встречно, снимается раэностный сигнал, амплитуда которого пропорциональна величине смешения центра тяжести пучка.

Работа магнитоиндукционного датчика основана на регистрации электромагнитного поля пучка и преобразовании его в электрии., сигнал.

Однако узкая линейность пределов измерений, зависимость результатов измерений от величины тока пучка, являются су-. шественными недостатками таких датчиков. Жесткое закрепление датчиков такого типа относительно электронопровода требует создания сложныхи громоздкихсхем компенсации влияния величины тока пучка заряженных частиц.

Наиболее близким к предлагаемому тех ническим решением является датчик поло5 жения центра тяжести пучка заряженных частиц, содержащий чувствительные элементы магнитоиндукционного типа, выполнен ные в виде двух отрезков длинной линии с одинаковыми электрическими параметрами. щ Недостатком этого датчика является малый динамический диапазон измерений.

Для расширения динамического диапазо; на измерений в предлагаемом датчике маг, нитоиндукционные элементы расположены

15 параллельно измеряемому смешению и смешены один относительно другого в направ,лении распространения электрического сигнала.

На фиг. 1 приведен один иэ вариантов ор конструкции предлагаемого датчика; нафиг.2эпюры наводимых в линиях,э.д.с.; íà фиг.3временные эпюры сигналов тока пучка и сигналов с датчика.

Датчик положения пучка заряженных час 5 тиц на базе линий с распределенными пара555568 метрами содержит два одинаковых по электрическим свойствам отрезка 1, 2 длинной линии, которые на одном конце подключены к нагрузочным резисторам 3, 4, а с другой стороны — к кабелю связи 5. Экраны 6, 7 разрезные. Бентральные проводники 8,9 линий представляют собой спиральные обмотки, намотанные в разные стороны, Геометрические длины отрезков 1 и 2 несколько различны, и разница Ь (между ними l0 выставляется со стороны подключения к кабелю связи 5. Резисторы 3, 4 являются гасящими для отраженных волн в линиях и по величине равны волновому сопротивлению линий l5

О

Датчик работает следующим образом .

Пучок заряженных частиц наводят на спиральных обмотках 8, 9 линий 1, 2 одинаковые по величине, но противоположные по знаку э...c. (кривые а, б на фиг.2), причем максимальное значение э,д.с. будет

И наводиться в витках, расположенных ближе к центру тяжести пучка. В связи с этим и поскольку датчик представляет собой две линии с распределенными параметрами, в которых время распространения сигнала оп° / 30 редялется погонным параметром о= у С, то момент прихода максимального значения сигнала с линий к кабелю связи 5 относительно времени появления пучка Й будет определяться координатой центра тяжести пучка с отсчетом от начала каждой линии. Разница ЬК в геометрических дю инах линий создает постоянную задержку

=7 Af при распространении сигнала по о одной линии относительно другой. При суммировании сигналов на кабеле связи 5 эта задержка определяет форму разностного сигнала с пересечением нуля.

Таким образом, время „ пересечения нуля разностным сигналом относительно времени появления пучка 1 (фиг. 3) с уче- том постоянной задержки t> определяется только координатой центра тяжести пучка.

Поскольку погонные Переметры =-т/Ь о ч разница в геометрических длинах линий известны, то координату Y центра тяжестИ пучка заряженных частиц можно определить, используя формулу

Датчик на базе линий с сосредоточенными параметрами в шолняется аналогично, но при увеличении погонной величины = 1 4Д>

Ю необходимо учитывать ухудшение частотных свойств линий.

Вопрос амплитудной чувствительности такого датчика не является принципиальным, так как информация о положении центра тяжести пучка заряженных частиц характеризуется временем распространения наведенной в линии э.д.с. к кабелю связи, а не амплитудой наведенного сигнала. Поэтому выбор амплитудной чувствительности датчика зависит от его геометрических размеров и разрешающей способности электронной аппаратуры, Точность определения координаты зависит и основном от характеристик электронной аппаратуры. В описанном случае при изменении координаты g в пределах «+ 100 мм расхождение в результатах не превышает + 2 мм.

Формула изобретения

Датчик положения центра тяжести пучка заряженных частиц, содержащий чувствительные элементы магнитоиндукционного типа, выполненные в виде двух отрезков длинной линии с одинаковыми электрическими параметрами, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона измерений, магнитоиидукционные элементы расположены параллельно измеряемому смещению и смещены один относительно другого в направлении распространения электрического сигнала.

555568

7gww

Составитель Е. Громов

Редактор Г. Котельский Техред М. Ликович Корректор А. Власенко

Заказ 476/30 Тираж 1 ООЗ Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

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