KR20070071782A - The current and voltage measurement method of using a hall sensor in electron gun sub-power - Google Patents

The current and voltage measurement method of using a hall sensor in electron gun sub-power Download PDF

Info

Publication number
KR20070071782A
KR20070071782A KR1020050135526A KR20050135526A KR20070071782A KR 20070071782 A KR20070071782 A KR 20070071782A KR 1020050135526 A KR1020050135526 A KR 1020050135526A KR 20050135526 A KR20050135526 A KR 20050135526A KR 20070071782 A KR20070071782 A KR 20070071782A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
current
voltage
auxiliary power
hall sensor
power supply
Prior art date
Application number
KR1020050135526A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
최영욱
김응순
Original Assignee
한국전기연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전기연구원 filed Critical 한국전기연구원
Priority to KR1020050135526A priority Critical patent/KR20070071782A/en
Publication of KR20070071782A publication Critical patent/KR20070071782A/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16533Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application
    • G01R19/16538Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/20Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices
    • G01R15/202Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices using Hall-effect devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16533Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application
    • G01R19/16538Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies
    • G01R19/16542Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies for batteries
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16533Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application
    • G01R19/16538Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies
    • G01R19/16547Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies voltage or current in AC supplies
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/46Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the ray or beam, e.g. electron-optical arrangement
    • H01J29/48Electron guns

Abstract

A method for measuring current and voltage of an auxiliary power source of an electron gun by a hall sensor is provided to stably operate the electron gun by preventing a short circuit, and to decrease complexity of a circuit by adopting a direct measurement method. A method for measuring current of an auxiliary power source(15) connected between a cathode(30) and a filament(20) in an electron gun measures the current by disposing a hall sensor(60) on a lead wire for connecting the cathode and the auxiliary power source. The hall sensor has a digital display device(70) for digitally displaying the measured current. A control unit generates a current restriction signal according to a measured current value and keeps the current value applied from the auxiliary power source to a load, below a predetermined value by feeding back the current restriction signal to the auxiliary power source.

Description

전자총 보조전원의 홀센서를 이용한 전류 및 전압 측정방법{THE CURRENT AND VOLTAGE MEASUREMENT METHOD OF USING A HALL SENSOR IN ELECTRON GUN SUB-POWER}Current and voltage measurement method using Hall sensor of electron gun auxiliary power supply {THE CURRENT AND VOLTAGE MEASUREMENT METHOD OF USING A HALL SENSOR IN ELECTRON GUN SUB-POWER}

도 1은 일반적인 고전압 전자총 내부구조의 개략도를 도시한 도면,1 is a schematic diagram of a general high voltage electron gun internal structure;

도 2는 본 발명에 따른 홀센서를 이용하여 전자총 보조 전원의 전압 및 전류를 측정하는 방법의 일례를 도시한 도면,2 is a view showing an example of a method for measuring the voltage and current of the electron gun auxiliary power supply using the Hall sensor according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 홀센서에 의한 전자총 보조전원의 전압 및 전류를 측정하기 위해 도 2에서 나타난 도선과의 연결 모습과 그 원리를 도시한 도면이다.Figure 3 is a view showing the connection state and the principle of the conductor shown in Figure 2 to measure the voltage and current of the electron gun auxiliary power supply by the Hall sensor according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10: 주전원, 15: 보조전원, 20: 필라멘트, 30: 캐소드, 40: 어노드, 60: 홀센서, 70: 표시장치, 110: 도선, 113: 자심, 115: 홀 디바이스 10: main power source, 15: auxiliary power source, 20: filament, 30: cathode, 40: anode, 60: hall sensor, 70: display device, 110: lead wire, 113: magnetic core, 115: hall device

본 발명은 전자총 전원장치의 회로에서의 전류 및 전압을 측정하는 방법으로서, 보다 상세하게는 전자총 전원장치의 이온충격회로에서 전압 및 전류를 정확하고 안전하게 측정하여, 전자총 시스템의 안정적 제어 및 운전기술을 확보하기 위한 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention is a method for measuring the current and voltage in the circuit of the electron gun power supply device, and more specifically, by measuring the voltage and current accurately and safely in the ion shock circuit of the electron gun power supply device, the stable control and operation technology of the electron gun system It is to provide a method for securing.

일반적으로 전자총(electron gun)은 브라운관이나 전자현미경 등의 전자관 안에서 전자빔을 발생시키는 장치를 말한다. 전자를 방사하는 음극(陰極)과 가속집속(加速集束)해서 전자빔을 만드는 집속계(集束系)로 구성된다. 음극에는 보통 열전자방사형이 사용되고 있으나, 고분해 전자현미경 등의 특수한 용도에는 전계방사형(電界放射型;冷陰極)도 사용된다. In general, an electron gun refers to a device for generating an electron beam in an electron tube such as a cathode ray tube or an electron microscope. It consists of a cathode that emits electrons and a focusing system that accelerates and produces an electron beam. Thermoelectron radiation is commonly used for cathodes, but field emission is also used for special applications such as high resolution electron microscopes.

가속·집속계는 용도에 따라 다르며 브라운관·전자현미경 등 1mA(밀리암페어) 정도 이하의 소전류(小電流)용과, 마이크로파관 등에 사용하는 대전류용으로 크게 나뉜다. 브라운관을 대표하는 텔레비전수상관의 전자총은 니켈로 된 기대(基臺) 위에 산화물을 바른 방열형음극(傍熱型陰極)을 사용하는데, 전기신호로 전자빔을 제어하는 제 1 전극과, 이어지는 제 2 전극으로 3극관을 형성함과 동시에 제 1 렌즈를 이룬다.Acceleration and focusing meters vary depending on the application and are largely divided into small currents of less than 1 mA (milliamperes) such as CRT and electron microscopes, and large currents used for microwave tubes. The electron gun of the CRT represents a cathode ray tube, which uses a heat-dissipating cathode coated with an oxide on a nickel base. The first electrode controls the electron beam with an electrical signal, and the second electrode is followed. This forms a triode and at the same time forms a first lens.

이어지는 제2·제3 전극으로 프리포커스렌즈를 형성하고, 다시 제2 렌즈를 구성하는 제3·제4 (또는 제3·제4·제5) 전극에 이어져, 이들 전체로 전자총을 형성하게 된다. 이렇게 형성된 전자총으로 전자빔을 방사, 형광면에 충돌시킴으로써 작은 스폿(spot)을 일으킨다.The second and third electrodes are formed to form a prefocus lens, and are then connected to the third and fourth (or third, fourth and fifth) electrodes constituting the second lens to form an electron gun as a whole. . A small spot is caused by bombarding the electron beam with the formed electron gun and colliding with the fluorescent surface.

그리고 대용량 전자총에 대하여 이하 도 1을 참조 하여 구조를 설명하면 다음과 같다.The structure of the large-capacity electron gun is described below with reference to FIG. 1.

도 1에 나타낸 바와같이, 필라멘트(1)에서 발생된 전자들이 약 1kV 내지 2kV의 전압으로 가속되어 판 모양의 음극(block cathode)(2)을 가열시킨다. 음극에서 발생된 전자들은 고전압 범위에서 양극(anode)(3)방향으로 가속되는 구조이다.As shown in FIG. 1, electrons generated in the filament 1 are accelerated to a voltage of about 1 kV to 2 kV to heat the block cathode 2. Electrons generated at the cathode are accelerated toward the anode 3 in the high voltage range.

여기서 전자빔의 직경을 조절하기 위함 초점코일(4)과 전자빔 진행방향에 수직인 평면상에서 전자빔 위치를 조정하는 편향코일(5)이 한 몸체에 설치된다. 그리고 전자빔의 전류밀도를 높이기 위해서는 음극 정면에서 전기장의 세기가 커야 하므로, 음극과 양극 사이의 간격을 짧게 만들게 된다.Here, the focusing coil 4 and the deflection coil 5 for adjusting the position of the electron beam on a plane perpendicular to the electron beam traveling direction are provided in one body to adjust the diameter of the electron beam. In addition, in order to increase the current density of the electron beam, the strength of the electric field must be large at the front of the cathode, thereby shortening the gap between the cathode and the anode.

그리고 음극(2)의 평균수명은 주로 가열로 인한 음극 표면의 증발(evaporation)과 전자빔의 진행방향에 대해 반대방향으로 가속되는 금속이온이 음극표면을 때려 물리적인 손상을 주는 정도에 따라 좌우된다.The average life of the cathode 2 is mainly dependent on the evaporation of the cathode surface due to heating and the extent to which the metal ions accelerated in the opposite direction to the traveling direction of the electron beam hit the cathode surface and cause physical damage.

이와 같이 다양한 용량의 전자총을 안정적으로 운전하고, 제어하기 위해서는 특히, 전원장치의 안정적 제어가 필수적이다. 이 같은 전원장치의 안정적 제어를 위해서는 전자총 내부에 있는 가열선(필라멘트)과 음극판(캐소드) 사이의 높은 전압을 인가하기 위해 정확하면서 안정적으로 전압 및 전류를 측정해야 할 필요가 있다.In order to stably operate and control electron guns of various capacities as described above, stable control of the power supply device is essential. For stable control of such a power supply device, it is necessary to measure voltage and current accurately and stably in order to apply a high voltage between the heating wire (filament) and the cathode plate (cathode) inside the electron gun.

특히, 30 kW급 대용량, 고전압 전자총 전원장치에서 주요보조전원으로 적용하는 이온충돌전원의 전압 및 전류를 측정하는데 있어서, 이온충격회로는 접지가 없고 고전압이 걸려있어서 전압, 전류를 측정하는 별도의 기술이 필요하다. In particular, in the measurement of the voltage and current of the ion bombardment power source applied as the main auxiliary power source in the 30 kW high-capacity, high-voltage electron gun power supply device, the ion shock circuit has no grounding and high voltage is applied. This is necessary.

즉 이온 충격전압 및 전류를 측정하기 위해 도선과 직렬로 직접 변류기를 연결한다. 그리고 이온충격회로의 동작시 회로에 흐르는 전류가 변류기를 동작시켜 변류기로부터 출력신호를 얻고, 출력신호의 값을 정량적으로 읽기위해 외부로부터 기준값의 신호를 넣어서 변류기의 출력신호와 비교하여 측정한다. In other words, connect the current transformer directly in series with the conductor to measure the ion bombardment voltage and current. In the operation of the ion shock circuit, the current flowing through the circuit operates the current transformer to obtain an output signal from the current transformer, and measures the output signal of the current transformer by comparing the output signal of the current transformer with a reference value from an external source.

그러나 기준신호와 비교하여 측정하는 간접적 측정법으로서, 기준치를 입력 하여 비교 측정하여야 하므로, 오차발생의 소지도 클 뿐만 아니라, 이를 위해 측정회로의 구성이 복잡해지는 단점이 있다. 그리고 변류기가 도선과 직접 연결되어 단락사고의 위험이 커서 작업시 절연작업에 주의를 요하여, 안정적으로 전자총을 운전하기가 어렵다는 단점이 있다.However, as an indirect measuring method to measure compared with a reference signal, the reference value must be input and compared, so that not only the occurrence of error is large, but also has a disadvantage in that the configuration of the measurement circuit is complicated. In addition, since the current transformer is directly connected to the conductor, there is a risk of short circuit accident, which requires attention to the insulation work, it is difficult to operate the electron gun stably.

상술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 본발명에 따른 전자총 보조전원의 전류 및 전압 측정방법을 제공하여, 비접촉 측정방식으로 단락의 위험이 전혀 없게 됨으로써, 전자총을 안정적으로 운전할 수 있게 되고, 또한 직접적 측정 방식이서 회로의 복잡성을 상당부분 줄일 수 있을 뿐 아니라, 기준값과의 비교에 의한 측정값의 출력에서 생기는 오차가 없어서, 보다 정밀하고 정확한 측정을 할 수 있게 된다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide a method for measuring the current and voltage of the electron gun auxiliary power supply according to the present invention, there is no risk of short circuit in a non-contact measuring method, it is possible to operate the electron gun stably In addition, the direct measurement method can reduce the complexity of the circuit to a large extent, and there is no error in the output of the measured value by comparison with the reference value, thereby allowing more accurate and accurate measurement.

본 발명의 제1 특징은 전자총 전원장치에서 캐소드 및 필라멘트 사이에 연결되는 보조전원의 전류를 측정하는 전류측정 방법에 있어서, 상기 캐소드와 보조전원을 연결하는 도선상에 홀센서(hall sensor)를 위치시켜 전류를 측정하는 것을 특징으로 한다.According to a first aspect of the present invention, there is provided a current measuring method for measuring a current of an auxiliary power source connected between a cathode and a filament in an electron gun power supply, wherein a hall sensor is positioned on a wire connecting the cathode and the auxiliary power source. It is characterized by measuring the current.

또한 상기 홀센서는 상기 측정된 전류를 디지털로 표시할 수 있는 디지털표시장치를 포함하는 것이 바람직하고, 상기 홀센서에 의해 측정된 전류값에 따른 전류제한 신호를 생성하고, 그 생성된 전류제한 신호를 상기 보조전원으로 궤환(feedback)시켜, 상기 보조전원에서 부하로 인가되는 전류값을 소정치 이하로 제어 하는 제어수단을 포함하는 것이 역시 바람직하다.In addition, the Hall sensor preferably includes a digital display device capable of digitally displaying the measured current, and generates a current limit signal according to the current value measured by the Hall sensor, the generated current limit signal It is also preferable to include a control means for feeding back to the auxiliary power supply to control the current value applied from the auxiliary power supply to the load to a predetermined value or less.

본 발명의 제2 특징은 전자총 전원장치의 캐소드 및 필라멘트 사이에 연결되는 보조전원의 전압을 측정하는 전압측정 방법에 있어서, 상기 보조전원과 병렬로 연결된 도선상에 홀 센서를 위치시켜 전압을 측정하는 것을 특징으로 한다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a voltage measuring method for measuring a voltage of an auxiliary power supply connected between a cathode and a filament of an electron gun power supply, wherein the voltage is measured by placing a Hall sensor on a conductor connected in parallel with the auxiliary power supply. It is characterized by.

더하여, 상기 홀센서는 상기 측정된 전압을 디지털로 표시할 수 있는 디지털표시장치를 포함하는 것이 바람직하고, 상기 홀센서에 의해 측정된 전압값에 따른 전압제한 신호를 생성하고, 그 생성된 전압제한 신호를 상기 보조전원으로 궤환(feedback)시켜, 상기 보조전원에서 부하로 인가되는 전압값을 소정치 이하로 제어하는 제어수단을 포함하는 것이 역시 바람직하다.In addition, the Hall sensor preferably includes a digital display capable of digitally displaying the measured voltage, and generates a voltage limit signal in accordance with the voltage value measured by the Hall sensor, the generated voltage limit It is also preferable to include a control means for feeding back a signal to the auxiliary power supply and controlling the voltage value applied from the auxiliary power supply to the load to a predetermined value or less.

이하에서, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 홀센서를 이용하여 전자총 보조전원의 전압 및 전류 측정방법의 바람직한 실시예에 관하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the voltage and current measurement method of the electron gun auxiliary power supply using the Hall sensor according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 홀센서를 이용하여 전자총 보조 전원의 전압 및 전류를 측정하는 방법의 일례를 도시한 도면이다. 도 2에서 나타낸 바와 같이, 전자총은 캐소드(30)와 어노드(40) 사이에 전압을 인가하는 주전원(10)이 있고, 캐소드(30) 및 필라멘트(20) 사이에서 전자빔의 출력 효율을 높이기 위한 보조전원(15)으로 형성된 전원장치를 포함한다.2 is a view showing an example of a method for measuring the voltage and current of the electron gun auxiliary power supply using the Hall sensor according to the present invention. As shown in FIG. 2, the electron gun has a main power source 10 for applying a voltage between the cathode 30 and the anode 40, and for increasing the output efficiency of the electron beam between the cathode 30 and the filament 20. It includes a power supply device formed of the auxiliary power source (15).

여기서, 보조전원(15)의 전압 및 전류를 측정하기위해 도선과 비접촉으로 홀센서(hall sensor)(60,100)를 설치한다. 즉, 도선이 홀을 통과하도록 설치한다. 도 선과 홀사이에는 공간이 존재하므로 비접촉이어서 단락사고를 완전히 방지할 수 있다. 그리고 도선에 흐르는 전류로 인해 발생하는 자장을 센서가 직접 감지하여 전압 및 전류값을 검출하므로 측정오차의 발생의 소지도 제거 할 수 있게 된다.Here, hall sensors 60 and 100 are installed in contact with the conductive wires to measure voltage and current of the auxiliary power supply 15. That is, it installs so that a conductor may pass through a hole. Since there is a space between the lead wire and the hole, it is non-contact, which can completely prevent a short circuit accident. In addition, since the sensor directly detects the magnetic field generated by the current flowing through the wire and detects the voltage and current values, it is possible to eliminate the occurrence of measurement error.

도 3은 본 발명에 따른 홀센서에 의한 전자총 보조전원의 전압 및 전류를 측정하기 위해 도 2에서 나타난 도선과의 연결 모습(100)과 그 원리를 도시한 도면이다.FIG. 3 is a view illustrating a connection state 100 and a principle thereof with the conductive wire shown in FIG. 2 to measure the voltage and current of the electron gun auxiliary power supply by the Hall sensor according to the present invention.

도 3을 참조하여 보다 구체적으로 홀센서의 원리와 장점을 살펴보면, 홀센서(hall sensor)(100)는 전류자계의 강도를 전압으로 변환하는 응답성이 좋은 전압 및 전류 센서이다. 도 3에서 나타낸 바와 같이 홀센서의 구조는 자심(113)을 배치하고 그 갭 사이에 홀소자(115)를 설치하여 형성한다.Referring to the principle and advantages of the Hall sensor in more detail with reference to Figure 3, the hall sensor (hall sensor) 100 is a voltage and current sensor having a good response to convert the strength of the current magnetic field to a voltage. As shown in FIG. 3, the structure of the hall sensor is formed by arranging the magnetic core 113 and installing the Hall element 115 between the gaps.

먼저 홀센서의 기본 원리인 홀효과(Hall Effect)에 대하여 설명하면, 홀효과(Hall Effect)는 1879년 미국의 물리학자인 E.H.홀에 의해 발견되었다. 금속이나 반도체(半導體) 등의 고체를 자기장 속에 놓고, 자기장의 방향에 직각으로 고체 속에 전류를 흘리면, 두 방향 각각에 직각방향으로 고체 속에 전기장이 나타나는 현상이다. 이것을 홀기전력(起電力)이라 하는데 전하(電荷)를 띤 입자(예를 들면 전자)가 자기장 속을 운동하면, 로렌츠의 힘을 받아 운동방향이 굽어진다. 따라서 고체 속의 전류의 흐름이 한쪽으로 치우쳐 전하의 분포가 비평형이 되기 때문에 전기장이 나타나게 된다. First, the Hall Effect, which is the basic principle of Hall sensors, was described. The Hall Effect was discovered in 1879 by American physicist E. H. Hall. When a solid such as a metal or a semiconductor is placed in a magnetic field and a current flows in the solid at a right angle to the direction of the magnetic field, an electric field appears in the solid at a right angle in each of the two directions. This is called electromotive force. When charged particles (for example, electrons) move in a magnetic field, the direction of movement is bent under the force of Lorentz. Therefore, the electric field appears because the current flow in the solid is biased to one side and the distribution of charges is unbalanced.

그리고 전류가 같은 방향이라도 전하의 음ㆍ양(전자는 음)에 따라 발생하는 전기장의 방향이 달라지게 되고, 또한 입자의 농도에 따라서도 전기장의 세기가 달 라지는 성질이 있다. 이러한 효과를 이용해서 고체 속에서 전류를 운반하는 전자(특히 자유전자라고도 한다)의 농도나 움직이기 쉬운 정도를 측정하고, 특히 반도체에서는 자유전자와 함께 자유양공(自由陽孔)에 대한 식별 및 측정도 할 수 있다.In addition, even in the same direction, the direction of the electric field generated by the negative and positive charge (the electron is negative) is different, and the intensity of the electric field varies depending on the particle concentration. This effect is used to measure the concentration or mobility of electrons (especially called free electrons) that carry current in a solid, and in particular in semiconductors, identifying and measuring free holes with free electrons. You can also

이러한 홀효과에 의하여 높은 감도로 도선(110)상에 흐르는 전류(I)에 비례하는 유도 기전력(홀기전력)(Vh)을 측정하고, 이 기전력으로부터 전압 및 전류를 측정할 수 있게 된다. 이하 측정원리에 대하여 구체적으로 살펴보기로 한다.By the Hall effect, the induced electromotive force (hole electromotive force) Vh which is proportional to the current I flowing on the conductive line 110 can be measured with high sensitivity, and the voltage and the current can be measured from the electromotive force. Hereinafter, the measuring principle will be described in detail.

모선(110))에 전류(직류, 교류, 직류+교류)(I)가 흐르면 갭에는 전류(I)에 비례하는 자속(B)가 생성되어 홀소자면에 직각으로 관통한다. 이 상태에서 도 3의 자속(B)에 대해 직각방향에 제어전류(Ic)를 흘리면 단자 a-b 간에는 모선전류(I)에 비례하는 전압(Vh)이 발생하게 된다. When current (direct current, alternating current, direct current + alternating current) I flows through the bus line 110, a magnetic flux B proportional to the current I is generated in the gap, and penetrates perpendicularly to the hole element surface. In this state, when the control current Ic flows in a direction perpendicular to the magnetic flux B of FIG. 3, a voltage Vh proportional to the bus current I is generated between the terminals a-b.

이러한 홀센서는 홀전압(Vh)이 수십 mV의 미소 전압이지만, 그 출력을 증폭하기 위하여 증폭기를 내장하여 사용할 수도 있다. 홀전압은 다음과 같은 식에 의해 출력하게 된다.The Hall sensor has a Hall voltage V h of a few tens of mV, but an amplifier may be used to amplify its output. The hall voltage is output by the following equation.

V h = K*Ic*B ----------------------- 식 (1) V h = K * Ic * B ----------------------- Formula (1)

(Vh: 홀전압, K: 적감도정수, Ic: 제어전류, B: 자속밀도)(Vh: Hall voltage, K: sensitivity constant, Ic: control current, B: magnetic flux density)

이처럼 홀센서(100)는 첫째, 직류, 교류, 직류 + 교류의 측정이 가능하고, 둘째, 피측정 반도체(115)와 비접촉 되어 완전하게 절연된다. 셋째로, 전력손실이 없고, 응답특성이 빠르며, 직진성이 우수할 뿐만 아니라, 구조가 간단하여 신뢰성이 좋다는 장점이 있다.As described above, the Hall sensor 100 may measure first, direct current, alternating current, direct current + alternating current, and secondly, contact the semiconductor 115 to be measured to be completely insulated. Third, there is no power loss, fast response characteristics, excellent straightness, simple structure and good reliability.

도 2에서 나타난 바와 같이 홀센서(100)는 캐소드와 보조전원(15)을 연결하는 도선상에 비접촉으로 홀센서를 위치시켜 전류를 측정한다. 이 도선과 홀센서의 연결모습(100)은 도 3에 구체적으로 잘 나타나 있다.As shown in FIG. 2, the hall sensor 100 measures the current by placing the hall sensor in a non-contact manner on a conductor connecting the cathode and the auxiliary power source 15. The connection 100 of the conductive wire and the hall sensor is shown in detail in FIG. 3.

전자총 보조전원의 전류를 측정하기 위해 종래의 기술에서는 변류기를 이용하여 도선에 직렬로 연결하는 방법이 사용되는데, 전자총의 보조전원으로서, 전자빔의 출력효율을 높이기 위해 이온충격을 유도하는 회로는 접지가 없고 고전압이 걸려 있어서 단락사고의 위험이 항상 상존해 있다. In order to measure the current of the electron gun auxiliary power source, in the related art, a method in which a current transformer is connected in series with a current transformer is used. As an auxiliary power source of the electron gun, a circuit for inducing an ion shock to increase the output efficiency of the electron beam is grounded. There is always a risk of short circuit accident due to high voltage.

그러나 본 발명에서 제안한 전류측정방법을 따르면, 홀센서를 이용하여 비접촉으로 도선상에 연결될 수 있어서, 단락의 위험이 없이 안정적으로 전류를 측정할 수 있게 된다.However, according to the current measuring method proposed in the present invention, it can be connected to the conductor in a non-contact by using the Hall sensor, it is possible to measure the current stably without the risk of short circuit.

그리고 종래의 변류기를 이용하여 측정하는 방법은 기준값을 입력하여, 그 값을 측정된 값과 비교하여 출력하는 방법이므로, 별도로 비교회로를 구성해야 하는 복잡함이 있고, 또한 비교에 의한 보정값의 오차로 인하여 측정된 출력값의 정확도가 떨어진다는 단점이 있다. 그러나 본 발명에서 제안한 방법으로 전류를 측정하게 되면, 비교회로를 따로 구성 할 필요없이 직접적으로 전류를 측정하여 보다 정밀하고 정확하게 측정할 수 있게 된다.In the conventional measuring method using a current transformer, since a method of inputting a reference value and comparing the measured value with the measured value is outputted, there is a complexity in that a comparison circuit must be separately configured. Due to this, the accuracy of the measured output value is disadvantageous. However, if the current is measured by the method proposed in the present invention, the current can be measured more precisely and accurately by directly measuring the current without having to configure a comparison circuit.

여기서, 홀 센서(100)는 1000 V의 직류 고전압이 걸려있는 도선에서 홀센서가 홀 중심으로 통과하는 도선에 2A의 전류가 흐를 때 5V의 전압으로 변환된 출력 을 얻을 수 있도록 구성되고, 이 출력을 디지털 메타(70)에 연결하여 측정전류 값을 읽게 된다.Here, the Hall sensor 100 is configured to obtain an output converted to a voltage of 5V when a current of 2A flows in the conducting wire passing through the hall sensor to the center of the wire in which the DC high voltage of 1000V is applied. Is connected to the digital meta 70 to read the measured current value.

이와 같이 홀센서는 측정된 값을 디지털로 표시할 수 있는 디지털 표시장치(70)를 포함하는 것이 바람직한데, 일반적으로 디지털 메타기를 사용할 수 있고, 또한 아나롤그-디지털 변환기를 포함하는 다양한 표시장치를 이용하여 보다 정밀하고 정확하게 측정할 수 있다.As such, the Hall sensor preferably includes a digital display 70 capable of digitally displaying the measured value. In general, the Hall sensor may use various types of display devices including a digital meta device and also include an ana-roll-to-digital converter. More accurate and accurate measurement.

더불어, 위의 홀센서에 의해 측정된 전류값에 따른 전류제한 신호를 생성하고, 그 생성된 전류제한 신호를 보조전원으로 궤환(feedback)시켜, 이 보조전원에서 부하로 인가되는 전류값을 소정치 이하로 제어하는 제어수단을 포함하는 것이 바람직하다. In addition, a current limit signal according to the current value measured by the Hall sensor is generated, and the generated current limit signal is fed back to the auxiliary power supply, so that the current value applied from the auxiliary power supply to the load is set to a predetermined value. It is preferable to include a control means for controlling the following.

이러한 제어수단은 홀센서와 보조전원 사이에 연결되어, 홀센서에서 측정된 전류값이 초기에 설정된 소정치 이상이 되지 않도록, 제한신호를 보조전원에 보내는 논리호로에 의해 구성되는 것도 가능하다.Such control means may be connected between the hall sensor and the auxiliary power supply, and may be constituted by a logic arc that sends a limit signal to the auxiliary power source so that the current value measured by the hall sensor does not exceed a predetermined value initially set.

그리고 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 전자총 보조전원 장치의 전압을 측정하는 방법으로 역시 보조전원(15)과 병렬로 연결된 도선상에 홀 센서(60)를 위치시켜 전압을 측정하게 된다.In addition, as shown in FIG. 2, the Hall sensor 60 is positioned on a conductor connected in parallel with the auxiliary power source 15 to measure the voltage in the method of measuring the voltage of the auxiliary electron power supply device according to the present invention.

여기서, 저항에 1000 V의 직류 전압이 걸리면 20 mA가 흐르게 되도록 하고, 이 20 mA를 홀 센서가 감지하면 1 V의 전압으로 변환된 출력을 얻을 수 있도록 구성하고, 이 출력을 디지털 메타(70)에 연결하여 측정전압 값을 디지털 신호를 읽을 수 있게 된다.In this case, when the DC voltage of 1000 V is applied to the resistor, 20 mA flows, and when the hall sensor detects the 20 mA, the output is converted into a voltage of 1 V, and the output is converted into a digital meta (70). It is possible to read the digital signal by measuring the measured voltage value.

이러한 전압의 측정방법 또한 전류의 측정원리와 동일하고, 이 홀센서(60)에 의해 측정된 전압값에 따른 전류제한 신호를 생성하고, 그 생성된 전압제한 신호를 보조전원으로 궤환(feedback)시켜, 이 보조전원에서 부하로 인가되는 전압값을 소정치 이하로 제어하는 제어수단을 포함하는 것이 역시 바람직하다. This voltage measurement method is also the same as the current measurement principle, and generates a current limit signal according to the voltage value measured by the Hall sensor 60, and feeds back the generated voltage limit signal to an auxiliary power supply. It is also preferable to include control means for controlling the voltage value applied from the auxiliary power supply to the load to a predetermined value or less.

이러한 제어수단은 홀센서(60)와 보조전원(15) 사이에 연결되어, 홀센서에서 측정된 전압값이 초기에 설정된 소정치 이상이 되지 않도록, 제한신호를 보조전원에 보내는 논리호로에 의해 구성되는 것도 역시 가능하다.The control means is connected by the Hall sensor 60 and the auxiliary power supply 15, and constituted by a logic arc that sends a limit signal to the auxiliary power supply so that the voltage value measured by the Hall sensor does not exceed a predetermined value initially set. It is also possible.

이처럼 본 발명에 따른 전자총 보조전원(15)의 전류 및 전압을 측정하는 방법을 사용하게 되면, 비접촉 측정방식으로 단락의 위험이 전혀 없게 되므로써, 전자총을 안정적으로 운전할 수 있게 되고, 또한 직접적 측정 방식이서 회로의 복잡성을 상당부분 줄일 수 있을 뿐 아니라, 기준값과의 비교에 의한 측정값의 출력에서 생기는 오차가 없어서, 보다 정밀하고 정확한 측정을 할 수 있다는 장점이 있다.Thus, when using the method of measuring the current and voltage of the electron gun auxiliary power supply 15 according to the present invention, there is no risk of short circuit in the non-contact measuring method, it is possible to operate the electron gun stably, and also is a direct measurement method Not only can the complexity of the circuit be significantly reduced, but there is no error in the output of the measured value by comparison with the reference value, and thus, there is an advantage that more accurate and accurate measurement can be performed.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.While the invention has been shown and described in connection with specific embodiments thereof, it is well known in the art that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention as indicated by the claims. Anyone who owns it can easily find out.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 전자총 보조전원의 전류 및 전압을 측정하는 방법을 제공하면, 비접촉 측정방식으로 단락의 위험이 전혀 없게 됨으로 써, 전자총을 안정적으로 운전할 수 있게 되고, 또한 직접적 측정 방식이서 회로의 복잡성을 상당부분 줄일 수 있을 뿐 아니라, 기준값과의 비교에 의한 측정값의 출력에서 생기는 오차가 없어서, 보다 정밀하고 정확한 전류 및 전압을 측정을 할 수 있게 된다.As described above, by providing a method for measuring the current and voltage of the electron gun auxiliary power supply according to the present invention, since there is no risk of short circuit by the non-contact measuring method, the electron gun can be stably operated, and also the direct measurement method In addition to significantly reducing the complexity of the circuit, there are no errors in the output of the measured value compared to the reference value, allowing more accurate and accurate current and voltage measurements.

Claims (6)

전자총 전원장치에서 캐소드 및 필라멘트 사이에 연결되는 보조전원의 전류를 측정하는 전류측정 방법에 있어서,In the current measuring method for measuring the current of the auxiliary power supply connected between the cathode and the filament in the electron gun power supply, 상기 캐소드와 보조전원을 연결하는 도선상에 홀센서를 위치시켜 전류를 측정하는 것을 특징으로 하는 전류측정 방법.And measuring a current by placing a hall sensor on a wire connecting the cathode and the auxiliary power source. 제1항에 있어서The method of claim 1 상기 홀센서는 상기 측정된 전류를 디지털로 표시할 수 있는 디지털표시장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전류측정 방법.And the hall sensor comprises a digital display capable of digitally displaying the measured current. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 홀센서에 의해 측정된 전류값에 따른 전류제한 신호를 생성하고, 그 생성된 전류제한 신호를 상기 보조전원으로 궤환(feedback)시켜, 상기 보조전원에서 부하로 인가되는 전류값을 소정치 이하로 제어하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전류측정 방법.Generates a current limit signal according to the current value measured by the Hall sensor, and feeds back the generated current limit signal to the auxiliary power supply, so that the current value applied from the auxiliary power supply to the load is lower than a predetermined value. Current measuring method comprising a control means for controlling. 전자총 전원장치의 캐소드 및 필라멘트 사이에 연결되는 보조전원의 전압을 측정하는 전압측정 방법에 있어서,In the voltage measuring method for measuring the voltage of the auxiliary power supply connected between the cathode and the filament of the electron gun power supply, 상기 보조전원과 병렬로 연결된 도선상에 홀 센서를 위치시켜 전압을 측정하 는 것을 특징으로 하는 전압측정 방법.And measuring a voltage by placing a hall sensor on a wire connected in parallel with the auxiliary power source. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 홀센서는 상기 측정된 전압을 디지털로 표시할 수 있는 디지털표시장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전압측정 방법.And the hall sensor comprises a digital display capable of digitally displaying the measured voltage. 제4항 또는 제5항에 있어서,The method according to claim 4 or 5, 상기 홀센서에 의해 측정된 전압값에 따른 전압제한 신호를 생성하고, 그 생성된 전압제한 신호를 상기 보조전원으로 궤환(feedback)시켜, 상기 보조전원에서 부하로 인가되는 전압값을 소정치 이하로 제어하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전압측정 방법.A voltage limit signal is generated according to the voltage value measured by the hall sensor, and the generated voltage limit signal is fed back to the auxiliary power supply, so that the voltage value applied from the auxiliary power supply to the load is lower than a predetermined value. Voltage measuring method comprising a control means for controlling.
KR1020050135526A 2005-12-30 2005-12-30 The current and voltage measurement method of using a hall sensor in electron gun sub-power KR20070071782A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050135526A KR20070071782A (en) 2005-12-30 2005-12-30 The current and voltage measurement method of using a hall sensor in electron gun sub-power

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050135526A KR20070071782A (en) 2005-12-30 2005-12-30 The current and voltage measurement method of using a hall sensor in electron gun sub-power

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20070071782A true KR20070071782A (en) 2007-07-04

Family

ID=38506886

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050135526A KR20070071782A (en) 2005-12-30 2005-12-30 The current and voltage measurement method of using a hall sensor in electron gun sub-power

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20070071782A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100974232B1 (en) * 2008-12-18 2010-08-05 현대로템 주식회사 Power control apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100974232B1 (en) * 2008-12-18 2010-08-05 현대로템 주식회사 Power control apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1264873A (en) Electrostatic-magnetic lens for particle beam apparatus
US7872240B2 (en) Corrector for charged-particle beam aberration and charged-particle beam apparatus
US10957510B2 (en) Device for generating a source current of charge carriers
JP3942108B2 (en) Particle-optical device with a secondary electron detector.
WO1993002537A1 (en) Superconducting electromagnet for charged-particle accelerator
WO1988009559A1 (en) Improved wien filter design
JPS61288357A (en) Spectrometer objective lens apparatus for quantitative potential measurement
US20170004950A1 (en) X-ray generator and adjustment method therefor
JPS61288358A (en) Spectrometer objective lens apparatus for quantitative potential measurement
JP2014120239A (en) Plasma measuring device and plasma measuring method
EP2535920A2 (en) High-voltage supply unit for a particle beam device
KR20070071782A (en) The current and voltage measurement method of using a hall sensor in electron gun sub-power
US1938136A (en) Vacuum tube electrometer
Thomson et al. The EBES4 electron‐beam column
JP2010015818A (en) Electron source device and ion system
JP2003031173A (en) Charged particle beam control device and charged particle beam optical device using the same, and charged particle beam defect checking device
Park et al. Design and fabrication of a scanning electron microscope using a finite element analysis for electron optical system
KR20120075396A (en) Field emission x-ray generating apparatus
Drouhin et al. Simple concepts in the measurement of the energy distribution and spin polarization of an electron beam
JP2000090866A (en) Electron gun, electron beam generating method by electron gun, and exposing device using electron gun
US2523099A (en) Electric discharge tube comprising a directional electron beam
Engwall et al. A high-dc-voltage GaAs photoemission gun: transverse emittance and momentum spread measurements
TWI822116B (en) Discharge detection device and charged particle beam irradiation device
JP3955447B2 (en) Charged particle beam control apparatus, charged particle beam optical apparatus using the same, and charged particle beam defect inspection apparatus
JP3739141B2 (en) Ionization gauge

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E601 Decision to refuse application