JPS62143357A - 測定装置の測定信号路を検査する方法および装置 - Google Patents

測定装置の測定信号路を検査する方法および装置

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JPS62143357A
JPS62143357A JP61241583A JP24158386A JPS62143357A JP S62143357 A JPS62143357 A JP S62143357A JP 61241583 A JP61241583 A JP 61241583A JP 24158386 A JP24158386 A JP 24158386A JP S62143357 A JPS62143357 A JP S62143357A
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    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02Details
    • H01J49/025Detectors specially adapted to particle spectrometers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、帯電された粒子のための粒子捕捉器と、該粒
子捕捉器に後置接続されて電圧または電流信号を発生す
るための増幅器とを備え、上記粒子捕捉器に既知の信号
が導入される測定装置の測定4g号路の検査方法に関す
る。さらに、本発明はまた、上記号法全夾施するための
装置にも係わり、上dピ方法及び装置は賀意スペクトロ
メータ、電1IiiI!真空計等へ適用され得る。
従来技術 イオン捕捉器およびそれに接続された測定増幅器を備え
、例えば、質量スペクトロメータ、電離真空計等で用い
られている測定装置は、一般に高感度でなければならな
い。その理由は、イオン捕捉器に現れる益々小さくなる
粒子電流全記録できるよう種々と試みがなされているか
らである。例えば、毎秒約600個のイオンまたは電子
のt流に対応する例えば−、[1−,16への粒子電流
′に記録する場合には、接続されている増幅器において
電圧信号の発生に用いられる抵抗は極めて關オームでな
ければならない。この工9にして与えられるこの桟の装
置の高い感度は、イオン捕捉部ならびに後続の増幅器の
少なくとも第1段目の部分を完全に遮蔽された状態で組
込むことが要求される。このため、測定信号にとって亘
費な部分にアクセスすることは多くの場合困難となる。
イオン捕捉器に後f接続されている電子回路における測
定信号路の試験を行う場合には、既知の電流をイオン捕
捉器中に導入しなければならない。このように 10−
12 Aおよびそれよシ小さい領域の電流を発生するこ
とは、試験モードばかりではなく測定モードにおいて誤
差源となり不正確さの原因となり得る。従来の試験方法
は測定増幅器の入力に電気的接続を行うことな〈実施で
きないため、上に述べたような大きさの?f[を用いて
の感度試験はこれまで不可能であった。
す6例の目的 本発明は、測定に2ける特注に悪影#を与えることなく
、最小の測定1!!流でも、イオンもしくは粒子捕捉器
に後置して設けられている電子的補助手段の試験k E
’T HQにすることKある。
発明の構成 土の課題は、f頭に述べた形式の測定q=号路の検査方
法において、粒子捕捉部の近傍に存在する制御電極(影
!#電極)(i−用いて発生される遷移(変位)電#、
全粒子捕捉部中に導入することによシ解決される。粒子
捕捉部の近傍に設けられる制御電極は、粒子fu捉部に
対して、固定の測定oT北で再現OT能な一定の結合容
量Cえ忙有する。このAiJ提条件下で、制御電極に既
知の電圧変化金主ぜしめることにより、粒子捕捉部に対
し電気接続を形成することなく、粒子捕捉部に特定の遷
移電流全発生することができる。
このようにして、節点(結合点)容量および漏洩電流の
増大ならびにそれに伴う作用、即ち妨害信号レベルの壇
〃口およびドリフトの発生等の欠点も除去される。この
方法によれば、機能試験、例えば直接後[後続されてい
る電気計用増1IliS器の機能試験t1高オーム抵抗
(インビダンス)領域に設定することなく非さに短い時
間で央鬼することができる。と菖うのは、割り111と
極における既知の電圧変化で、電気肘用増幅器の出力端
に正確に測定可能な1百号が発生できるからである。ま
た、測定結果の童子化も可能である。
制御電極としては、試験期間中に電圧発生器に接続され
測定期間中接地される別の電極を設けることができる。
しかしながら′!!た、測定装置内に存在する電極、例
えば質量スペクトロメータにおけるW4向′rヒ極また
は分離′「に極或いは電離真空計の陽極を試験期間中制
御電極として使用することも可能である。これらの電極
は、イオンまたは粒子捕捉部に対し、信号捕捉部に試験
信号全導入する経路となる特定の容fを有すて設けられ
た分離または偏向系の電極を制御電極として使用するJ
X鷺スペクトロメータに適用され得る。
また本発明の方法は陽極を?l!IJ#電極として使用
する電離真空計に適用され得る。
本発明の装置i11構成は粒子捕捉器に別の制御電極が
設けられるかまたは、粒子捕捉器の前に配設されている
分離または偏向系の′#L極が制@電極として用いられ
る粒子捕捉器は質量スペクトロメータに適用され得る。
また、本発明の装置*Iy:、は粒子捕捉器に別の制御
電極が設けられるか葦たは陽極が制御電極として用いる
陰極、陽極およびイオン捕捉電極を備えている電離真空
針に適用され得る。
実施例 以下、第1図ないし第5図を参照し本発明の実施例に関
して詳細に説明する。
@1図に示した実施例は真空室2内に設けられている粒
子捕捉器1′に有する。この捕捉器は、例、tばX量ス
ペクトロメータまたは電離真空耐内に組込筐れた場合、
発生されるイオン全捕捉するwJき全なす。2仄電子増
倍管の場合には、粒子捕捉器1には、増幅された電子流
が衝突する。粒子捕捉器1に現れるitf ’+[粒子
は′電流を発生し、この電流は、碍管3を介して室4に
尋かれる。この室4には、尚オームの砥抗器6を備えた
増幅器5が収容されてシシ、この増幅器5は粒子捕捉器
1から送出される電流全電圧信号に変換する。この場合
、電流信号或いは粒子流に対厄する周波数への変換が望
′まれる場合もしばしばある。
真空室2内には、粒子捕捉器1から過当な間隔で制御電
極7が設けられている。粒子捕捉器1に対するこの制御
電極の大きさ2よび配置は、粒子捕捉器1に対しpF台
の容量Ckが形成されるように選択するのが合目的的で
ある。スイッチ8t−用いて、制御電極を選択的に電圧
発生器9に接続したり(試験時間)または接地する(測
定時間)ことができる。
高感度の電子索子5.6t−有する空間もしくは室4が
存在するハウシング11は、遮蔽材料から構成されてお
り、増幅器はこれにより外部場からの妨害に対して保禮
される。また、粒子捕捉器1および制御電極7の幀城に
もこの種の)Jg蔽もしくはシールドを設けるのが合目
的的である。
第1図に示した実施例においては、制御電極7は測定モ
ーr中は接地され、従って、測定過程には関与しない。
粒子捕捉器1に接続された測定16号路の試験、特に高
感度構成素子の領域における試験全行う際には、制御電
極7は電圧発生8S9に接続される。後者は、この電極
に三角波電圧を印加する(第2図が照)。この三角狡も
しくはのこぎり波電圧の典型的な値は、立上り速度が1
’//秒よりも小さい領域にあり、周波数は0.1 H
zである。三角波7ヒ圧は、一定の立上りの各相中に、
捕捉器1に一定の電流!移もしくはシフト1発生し、増
幅器の出力端に出力電圧全発生する。
理想的な場合には、出力電比は矩形の波形として現れる
。しかしながら実際には、矩形波電圧の高レベル振幅i
l″!、遊移関畝に工り和瓦結合される。予め定められ
た発生器′電圧U。(第2図)における出力電圧UAの
典型的な変化が第6図に示しである。
出力′1圧の彼、%IJIIJLは、次式で与えられる
上式中Ckは、制σ11″Lに極7と粒子捕捉器1との
間における結合容量である。C1(は既知であり一定値
に再現可能であるので、′電圧発生器9からの電圧が既
知であれば、第1図に示した実施例の出力端12には正
確に求めることかでさる信号が発生される。開側1電極
7に第2図に示した三角波電圧信号全印加すれば、出力
端12には矩形波の出力電EE(第6図)が発生する。
この出力信号の正の波高値および負の波高値の差は、機
能の制御に対する尺度或いは粒子捕捉器1に接続される
回路の感度の尺度として用いることができる。
この試験方法は、少なくとも第1段においてバイボーラ
イg号、即ち交流電圧(ff号を処理することができる
宝ての増幅器に通用用能である。
と百うのは、増幅器の出力端に現れる試験信号の平均1
直は常に4に等しくなる筈であるからである。
第4図は、電啼真空計測定管13の典型的な構成を示す
。この装置はイオン捕捉部1st取巻く螺旋状の陽極1
4を備えている。陰極16は陽極14に隣接して設けら
れている。
この種の測定管におけるイオン捕捉部15に接続された
測定7号路の試験は、試験モード中陽極14に制御′t
JL極として使用することにより実施される。陽極14
に第2図ののこぎり波電圧を印加すると、イオン捕捉部
15には所望の遺1多電流が生ずる。接続されている電
子素子の機能制御もしくはモニタは、既述の仕方で行わ
れる。
第5図は、ヘリウム―洩倹丘分封でしばしば用いられる
買猜スベクトロメ−717’に示す。
inスペクトロメータのイオン源は参照数字18で示し
である。このイオン源には、図示されていない仕方で被
検ガスが供給される。室19の領域には、発生されるイ
オンに対する偏向場が存在し、この偏向場は試験ガスν
りえばヘリウムの質量に対し固定的に設定されている。
この質量のイオンにけが、破線で示した軌跡21を辿り
、偏向電極23.24が存在する呈22円1cJする。
これら偏向′電極にエクイオンはイオン捕捉部25に得
かれる。助くして発生される電流は再び碍管3を介して
ユ冒幅器5(図示せず)に供給される。
i@5図に示した買置スペクトロメータにおいては、制
御電極として2つの偏向電極23.24のうちの1つを
使用することが可能である。
また、分離装置の粒子捕捉部の前に設けられてイル電+
di(例えば4極質量スペクトロメータノ電極のうちの
1つの電極)をも、ik制御電極として用いることかで
さよう。試験モード中、関連の′LIt極は電圧発生器
9に接続され、そして測定信号路の制御もしくはモニタ
は既述の仕方で行われる。
第4図お工び第5図に示した実施例においては、電離真
空オしj3・工び質量スペクトロメータ全後続した状態
で測定信号路のチェックを行うことかでさる。試験モー
ド中割+1111’ル他として用いられる゛区極14お
工び23には、測定モーげ巾測定電圧が印加される。こ
の直流電圧は、′電圧発生器9の出力であるのこぎ9波
交流電圧に重畳し、それVC、Cり所望の遷移もしくは
シフト電流がイオン捕捉部15または25に惹起する。
この方法による接続された′電子装置の許容し得る。倹
食の前提条件CJ1試験モード期間中、比ノ絞的安定な
圧力状態が支配することであることは言う迄もない。
試験モーrの特に有利な実施態様として、各測定開始前
に、開開1電極として用いられる電極14.23に:印
加される駆動電圧全ランプ状に立上らせ、制御されなA
変化を導入しない。即ち制御電極には、電圧発生器9に
エリ発生される4つの立上り縁のうちの1つ次けが印加
される。この印加電圧の唯一っの画定された立上り縁で
イオン捕捉部14.25Vc、a起される透移もしくは
シフト″rIL流金、特別VC付加的な費用を1+9こ
と無く、測定が影響されない時点で16号路の検fに用
いることかでさる。
本発明によれば、組付けられた状態(夕1」えば待勘モ
ードにおいて)電位計増幅器の感度r特定の較正前提条
件下で試験することかでさる。
特に、ヘリウム(M戊倹査装置のための高感度賀蛍スベ
クトコメータの壱肝には、測定信号路のこの噴量方法が
有意床である。
対応の1u1)側」手段を設けることにニジ、J:述の
検査は自動チェックで行うことかでさる。待Vこ、投入
される駆@電圧がランプ状に立上り粒子捕捉部に明確に
定義可能な遷移もしくはシフト電流が惹起される上述の
試験方法は自動検査に適している。
発明の効果 本発明によれば、従来不可能であった質量スペクトロメ
ータ、電離真空計等を、10−12A領域の微小電流を
用いて試験することが可能となるという効果が得られる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例の構成を略示する部分断
面図、第2図は第1図の装置で用いられている電圧発生
器により発生されるのこぎり波電圧を示す波形図、第3
図は第1図の装置の出力端12に現れる電圧の波形図、
第4図は本発明の別の実施例による装置の構成を示す図
、そして第5図は本発明のさらに他の実施例による装置
の構成を略示する断面図である。 1・・・粒子捕捉器、2・・・真空室、3・・・碍管、
4・・・室、5・・・増幅器、6・・・電子素子、T・
・・制御電極、8・・・スイッチ、9・・・電圧発生器
、11・・・ハウジング、12・・・出力端、13・・
・電離真空計測定管、14・・・陽極、15・・・イオ
ン捕捉部、16・・・陰極、17・・・質量スペクトロ
メータ、18・・・イオン源、19・・・室、22・・
・室、23.24・・・偏向電極、25・・・イオン捕
捉部。 第1図 1−・粒子7ギ撲呑 7・キ1脚電借 第4図 14@し耳i極 15−#、;挿投缶 第5図 23制御電極 25粒+補援誌

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、帯電された粒子のための粒子捕捉器と、該粒子捕捉
    器に後置接続されて電圧または電流信号を発生するため
    の増幅器とを備え、前記粒子捕捉器中に既知の信号が導
    入される測定装置の測定信号路の検査方法において、前
    記粒子捕捉器(1、15、25)の近傍に存在する制御
    (感応)電極(7、14、23)を用いて遷移(変位)
    電流を前記粒子捕捉器中に導入することを特徴とする測
    定信号路の検査方法。 2、制御電極として測定装置に既に存在する電極(14
    、23)を使用する特許請求の範囲第1項記載の測定信
    号路の検査方法。 3、制御電極(7、14、23)に、遷移電流を発生す
    るためにのこぎり波状電圧を印加する特許請求の範囲第
    1項または第2項に記載の測定信号路の検査方法。 4、機能を制御するためまたは感度を測定するための手
    段として、制御電極(7、14、 23)に印加される三角波電圧信号(U_G)により惹
    起される信号処理回路の矩形波出力 電圧(U_A)の正の波高値と負の波高値との間の差を
    利用する特許請求の範囲第3項記載の測定信号路の検査
    方法。 5、測定装置内に存在し試験中制御電極として用いられ
    る電極(14、23)が必要とする駆動電圧をランプ状
    に立上らせまたは立下らせて、所望の遷移電流を発生す
    る特許請求の範囲第2項記載の測定信号路の検査方法。 6、帯電された粒子のための粒子捕捉器と、該粒子捕捉
    器に後直接続されて電圧または電流信号を発生するため
    の増幅器とを備え、前記粒子捕捉器に既知の信号が導入
    される測定装置の測定信号路の検査方法を実施するため
    の装置において、測定装置と、粒子捕捉器と、該粒子捕
    捉器に後置接続された増幅器とを備え、前記粒子捕捉器
    (1、15、25)の領域に制御電極(7、14、23
    )を設けたことを特徴とする装置。 7、粒子捕捉器(1)に、測定モード中設置される別の
    制御電極を設けた特許請求の範囲第6項記載の装置。
JP61241583A 1985-10-12 1986-10-13 測定装置の測定信号路を検査する方法および装置 Expired - Fee Related JPH0715811B2 (ja)

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EP85112978A EP0219557B1 (de) 1985-10-12 1985-10-12 Verfahren und Vorrichtung zur Überprüfung des Messsignalpfades einer Messeinrichtung
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JPH0715811B2 JPH0715811B2 (ja) 1995-02-22

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