SU1032934A1

SU1032934A1 - Device for relative calibration of electrostatic analyzers

Info

Publication number: SU1032934A1
Application number: SU813331427A
Authority: SU
Inventors: Г.Н. Застенкер; А.В. Лейбов; Ю.И. Ермолаев; С.Г. Наместник; В.Г. Орлов; А.Г. Бедриков; Зденек Немечек; Яна Шафранкова
Original assignee: Институт космических исследований АН СССР; Особое Конструкторское Бюро Института Космических Исследований Ан Ссср; Карлов Университет (Инопредприятие)
Priority date: 1981-08-04
Filing date: 1981-08-04
Publication date: 1985-12-07

Abstract

УСТРОЙСТВО ОТНОСИТЕЛЬНОЙ КАЛИБРОВКИ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИХ АНАЛИЗАТОРОВ , содержащее последовательно соединенные блок управлени , источник ступенчатого напр жени , электростатические анализаторы, состо щие из вторичных электронных умножителей и пар пластин, ориентированных в разных направлени х, усилители-формирователи импульсов и телеметрическую систему, отличающеес тем, что, с целью повышени надежности и точности измерени углового распределени потока плазмы, в электростатические анализаторы дополнительно введены калибровочные пары пластин, ориентированные в одну сторону и геометрически сопр женные с теми же вторичными электронными умно (Л жител ми, что и рабочие пары пластин, в устройство введен дополнительный калибровочный источник ступенчатого g напр жени , вход которого подключен к блоку управлени , один из выходов соединен с телеметрической системой, а остальные соединены с калибровочСО ными парами пластин электростатичес-, ких анализаторов. ;о 09 4ikDEVICE RELATIVE CALIBRATION electrostatic analyzer comprising a series-connected control unit, the source of the stepped voltage, electrostatic analyzer consisting of secondary electron multipliers and the pair of plates oriented in different directions, amplifiers pulse shapers and telemetry system, characterized in that, with In order to improve the reliability and accuracy of measuring the angular distribution of the plasma flow, potassium is added to electrostatic analyzers. alignment pairs of plates, oriented in one direction and geometrically conjugated with the same secondary electronic devices cleverly (A resident, as working pairs of plates, an additional calibration source of step voltage, the input of which is connected to the control unit, is introduced into the device; one of the outputs connected to the telemetry system, while the rest are connected to calibrated pairs of plates of electrostatic analyzers.; about 09 4ik

Description

Изобретение относитс к области космического приборостроени и предназначено дл исследовани углового распределени потока плазмы несколькими узконаправленными электростатическими анализаторами, ориентированными в различных направлени х. Известные устройства дл излучени УГЛОВОГО распределени потока плазмь содержат электростатические анализаторы, ориентированные в разны направлени х и измер юиц1е энергетические спектры зар женных частиц в узких угловых конусах. Однако используемые в качестве детекторов вторичные электронные умножители во врем длительной работы мен ют свою эффективность, что приводит к ошибкам при изучении углового распределени потока плазмы. Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс устройство относительной калибровки электростатических анализаторов, содержащее последовательно соединенные блок управлени , источник ступенчатого напр жени , электростатические анализаторы, состо още из вторичных электронных умножителей и пар пластин , ориентированных в разных направ лени х, усилители-формирователи импульсов и телеметрическую систему. Однако известное устройство не позвол ет измер ть относительную чувствительность электростатических анали аторов, так как они измер ют потоки, приход щие с разных направлений . Это снижает надежность и точ ность измерени углового распределе ни потоков плазмы. Целью изобретени вл етс повышение надежности и точности измерени углового распределени потока плазмы. Дл этого в устройство относител ной калибровки электростатических анализаторов, содержащее последовательно соединенные блок управлени , источник ступенчатого напр жени , телеметрическую систему, усилителиформирователи импульсов, счетчики, электростатические анализаторы, сос то щие из вторичных электронных умн жителей и пар пластин, ориентирован ных в разных направлени х, введены калибровочные пары пластин, ориенти рованные в одну сторону и геометрически сопр женные с теми же вторичными электронными умножител ми, что 4 и рабочие пары пластин, введен дополнительный калибровочный источник ступенчатого напр жени , вход которого подключен к блоку управлени , один из выходов йсгединен с телеметрической системой, а остальные соединены с калибровочными парами пластин электростатических анализаторов. На фиг.1 представлена блок-схема устройства, содержаща блок 1 управлени , рабочий 2 и калибровочный 3 источники ступенчатого напр жени , калибровочные пары плстин 4 электростатического анализатора 5, рабочие пары пластин 6 электростатического анализатора, вторичные электронные умножители 7, усилители-формирователи 8 импульсов, счетчики 9, телеметрическую систему 10. Блок управлени 1 представл ет собой релейно-усилительную схему обычного типа, котора осуществл ет по приход щим сигналам управлени переключение питани источников напр жений . Источники ступенчатого напр жени (иен) 2,3 представл ют собой быстродействующие высоковольтные генераторы обычного типа, предназначенные дл работы на емкостную нагрузку (л/300 пФ) и вырабатывающие напр жение , измен ющеес по последовательнЕлм ступен м. Электростатический анализатор 5 обычного типа в виде пары изогнутых по образующей цилиндра пластин и Детектора частиц в виде каналового электронного умножител типа ВЭУ. Усилители-формирователи импульсов (УФИ) 8 - усилители импульсов обычного типа, предназначенные дл формировани импульсов напр жени заданной амплитуды ( 5 В) и дл усилени слабых ( - 10 А) импульсов тока с выхода каналовых электронных умножителей . Счетчики 9 обычного типа, предназначенные дл счета числа импульсов напр жени от 1 до 10 импульсов в секунду. Телеметррчеека система (ТМ) 10 стандартного типа с аналоговым входом (от О до 6 В), На фиг.2 показана взаимна ориентаци рабочих 11 и калибровочных 6 пар пластин, геометрически сопр женных с вторичными электронными умножител ми . На фиг.З приведены экспериментальные данные, по сн ющие работу устройства .The invention relates to the field of space instrumentation and is intended to investigate the angular distribution of plasma flow by several narrow-directional electrostatic analyzers oriented in different directions. The known devices for emitting the ANGULAR plasma flow distribution contain electrostatic analyzers oriented in different directions and measurements of the energy spectra of charged particles in narrow angular cones. However, secondary electron multipliers used as detectors during long-term operation change their efficiency, which leads to errors in studying the angular distribution of the plasma flux. The closest to the technical essence of the invention is a device for relative calibration of electrostatic analyzers, containing a series-connected control unit, a source of step voltage, electrostatic analyzers, consisting of secondary electron multipliers and pairs of plates oriented in different directions, pulse-amplifiers and telemetry system. However, the prior art device does not allow measuring the relative sensitivity of electrostatic analyzers, since they measure flows coming from different directions. This reduces the reliability and accuracy of measuring the angular distribution of plasma flows. The aim of the invention is to increase the reliability and accuracy of measuring the angular distribution of the plasma flow. For this purpose, a device for the relative calibration of electrostatic analyzers, containing a serially connected control unit, a step voltage source, a telemetry system, pulse shaping amplifiers, counters, electrostatic analyzers, composed of secondary electronic smart devices and pairs of plates oriented in different directions , introduced calibration pairs of plates, oriented in the same direction and geometrically conjugated with the same secondary electron multipliers, as 4 and working a pair of plates, an additional calibration voltage source was introduced, the input of which is connected to the control unit, one of the outputs is connected to the telemetry system, and the others are connected to the calibration pairs of electrostatic analyzer plates. Fig. 1 shows a block diagram of a device comprising a control unit 1, a worker 2 and a calibration 3 sources of step voltage, calibration pairs of plstins 4 of an electrostatic analyzer 5, working pairs of plates 6 of an electrostatic analyzer, secondary electronic multipliers 7, amplifiers-formers 8 pulses , counters 9, a telemetry system 10. The control unit 1 is a conventional type of relay-amplifying circuit, which, by means of incoming control signals, switches the power supply of the voltage sources eni. The step voltage sources (yen) 2,3 are high-speed conventional high-voltage generators designed to operate on a capacitive load (l / 300 pF) and produce voltages varying in a series of steps. The electrostatic analyzer 5 is of the usual type as a pair of plates bent along the generator of the cylinder; and a particle detector in the form of a channel electron multiplier of the type of wind turbine. Pulse Forming Amplifiers (UFIs) 8 are conventional type pulse amplifiers designed to generate voltage pulses of a given amplitude (5 V) and to amplify weak (- 10 A) current pulses from the output of channel electron multipliers. Counters 9 are of the usual type for counting the number of voltage pulses from 1 to 10 pulses per second. The telemetry system (TM) 10 is of a standard type with an analog input (from O to 6 V), Figure 2 shows the mutual orientation of workers 11 and calibration 6 pairs of plates, geometrically conjugated with secondary electron multipliers. Fig. 3 shows experimental data explaining the operation of the device.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.|The proposed device works as follows. |

В режиме Измерение по команде блока управлени 1 рабочий источник 2 ступенчатого напр жени подает на 5 рабочие пары пластин 6 обоих электростатических анализаторов 5 одну и ту же последовательность парафазных напр жений , величина которого определ ет энергию частиц плазмы, регистрируемых ю вторичными электронными умножител ми 7. В этом .случае калибровочный источник ступенчатого напр жени 3 отключен , и регистрируютс пбтоки плазмы, приход щие одновременно с разных нап- 15 р жений. В режиме Калибровка по команде от блока управлени выключаетс рабочий источник 3 ступенчатого напр жени , от которого поступают парафазные напр жени только на ка- 20 либровочные пары пластины, при этом регистрируетс одновременно обоими вторичными электронными умножител ми поток, приход щий с одного направлени . В обоих режимах информаци о 25 работе рабочего и калибровочного точников ступенчатого напр жени поступает в телеметрическую систему.In Measurement mode, by command of control unit 1, a working source of 2-stage voltage supplies 5 working pairs of plates 6 of both electrostatic analyzers 5 with the same sequence of paraphase voltages, the value of which determines the energy of plasma particles detected by secondary electron multipliers 7. In this case, the calibration voltage source 3 is disconnected, and plasma plasma currents simultaneously from different voltages are recorded. In the Calibration mode, a command from the control unit turns off the working source of 3-step voltage, from which paraphase voltages are received only on the calibration pairs of the plate, and the flow coming from one direction is simultaneously recorded by both secondary electron multipliers. In both modes, information on the operation of the working and calibration step voltage points to the telemetry system enters.

Сигналы с вторичных электронных умножителей поступают в соответствующий усилитель-формирователь импульсов 8, который формирует импульсы заданной величины и формы. Эти импульсы считаютс счетчиками 9, и величины отсчетов также поступают в телеметрическую систему 10.The signals from the secondary electron multipliers come to the corresponding amplifier-pulse shaper 8, which generates pulses of a given size and shape. These pulses are counted by counters 9, and the values of the samples are also fed into the telemetry system 10.

Изобретение позвол ет повысить надежность и точность измерений углового распределени потока плазмы v в 10 раз, так как, если в известном устройстве электростатические анализаторы посто нно измер ли ;потоки плазмы, приход щие с разных iнаправлений, что не позвол ет одноз;начно оценить относительную чувстви|тельность вторичных электронных умножителей , то предлагаемое устройство позвол ет помимо измерений потоков , приход щих с разных направлений , в режиме калибровки проводить одновременные измерени потоков, приход щих с одного направлени , что позвол ет определить относительную чувствительность вторичных электронных умножителей в разных точках энергетического диапазона прибора.The invention makes it possible to increase the reliability and accuracy of measurements of the angular distribution of the plasma flow v by a factor of 10, since, if in a known device electrostatic analyzers are constantly measured; plasma flows coming from different directions, which does not allow one to begin; | of the secondary electron multipliers, the proposed device allows, in addition to measuring the flux coming from different directions, in the calibration mode to conduct simultaneous flux measurements coming from one to control, which allows to determine the relative sensitivity of the secondary electron multipliers at different points in the energy range of the instrument.

1 Спектрь А-21 Spectrum A-2

Л Л ЛL l l

л л,l l

HSMepfHu/iHSMepfHu / i

/Ca/iudfoffta/ Ca / iudfoffta

Измерена/Measured /

Claims

RELATIVE CALIBRATION DEVICE FOR ELECTROSTATIC ANALYSIS

DOM, containing a serially connected control unit, a step voltage source, electrostatic analyzers, consisting of secondary electronic multipliers and pairs of plates oriented in different directions, pulse amplifiers and a telemetry system, characterized in that, in order to increase the reliability, Because of the accuracy and accuracy of measuring the angular distribution of the plasma flow, calibration pairs of plates oriented in one direction and geometrically conjugated with the same secondary electron multipliers as the working pairs of plates are additionally introduced into electrostatic analyzers; an additional calibration source of step voltage is introduced into the device, the input of which connected to the control unit, one of the outputs is connected to a telemetry system, and the rest are connected to calibration pairs of electrostatic plates analyzers.