SU1491189A1 - Система движени мессбауэровского спектрометра - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к аппаратуре дл  Нсчбп одвни  пдерного гаммарезонанса и может примен тьс  дл  модул ции энергии гамма-излучени . Целью изобретени   вл етс  повышение точности выполнени  закона движени  системой движени  месс- бауэровского спектрометра. Устройство содержит допплеровский модул тор с датчиком скорости, охваченный стандартной целью обратной св зи. Введение дополнительной цепи обратной св зи, образованной усилителем переменного напр жени , подключенным к пьезопре- образователю, укрепленному на подвижной части допплеровского модул тора , позвол ет уменьшить ошибку отработки движени  в области высоких частот. 2 ил.

Description

СО

с

Изобретение относитс  к аппаратуре дл  наблюдени   дерного гамма-резонанса , а именно к устройству систем движени  мессбауэровских спектрометров, и может примен тьс  дл  модул ции энергии гамма- излучени  при анализе веществ, в которых наблюдаетс  резонансное поглощение или рассе ние гамма-квантов.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности выполнени  закона движени  системой движени  мессбауэровского спектрометра .

На фиг. 1 представлена блок-схема системы движени  мессбауэровского спектрометра; на фиг, 2 изображено направление действи  сил в системе.

Система движени  мессбауэровского спектрометра содержит допплеровский модул тор 1, генератор опорных сигналов 2,

подключенный по выходу опорного сигнала через усилитель сигнала ошибки 3, через усилитель мощности 4 к задающей катушке допплеровского модул тора 1. второй вход усилител  сигнала ошибки 3 подключен к датчику скорости допплеровского модул тора 1, на подвижной части которого жестко укреплен пьезоэлектрический преобразователь 5 и инерционна  масса 6. укрепленна  на пьезоэлектрическом преобразователе со стороны, противоположной креплению его к подвижной части допплеровского модул тора . Вход усилител  переменного напр жени  7 соединен с выходом усилител  сигнала ошибки 3, а выход - с пьезоэлектрическим преобразователем 5.

Ошибка X (р) отработки закона движени  в предлагаемом устройстве определ етс  выражением в операторной форме

Ю

со ю

(Р - т+Ко7Гр)Кр(Р)+Кп(Р)-Кх1

КОС(Р) Kf (Р)г/ ч..

,TCPirit( Кп (p)Kf(p)J Р

где д(р) - задающее воздействие, сигнал, вырабатываемый генератором опорных сигналов и поступающий на схему сравнени  и усилител  сигнала ошибки;

f(p) - внешнее возмущающее воздействие , в общем случае  вл етс  функцией многих переменных;

Kp(pJ - передаточна  функци  цепи ре- гупирующего воздействи , т.е. цепи, включающей усилитель, усилитель мощности и задающую катушку;

Кос(р) передаточна  функци  цепи обратной св зи, включающей измерительную кэтушку (датчик скорости);

Kf(p) - передаточна  функци  доппле- розского модул тора по возмущающему воздействию;

Кп(р) - передаточна  функци  цепи, образованной усилителем переменного на- пр жен1/   7 и пьезопреобразователем с инерционной массой.

Е отсутствии этой цепи- ошибка отработки закона движени  определ етс  выражением

д(р) . +

4-К,, (р) + Кос (р)

-r-;& fp)(P).

Соапниоа  выражени  (1) и (2) можно ви- что введение цепи, включающее усилитель Г:epeмef нoгo напр жени  7 и (1ьезопо(;образователь с инерционной массой , yr tMbLuaer ошибку отработки. Вне за- в и с ч л о с / и от причин, вызванных возмущающим воздействием на подвижную часть допплеровского модул тора. си1и6ка отработки закона движени , т.е. сигнал рассогласовани   вл етс  функцией этого воздействи . Причем, если медленно мен юща с  составл юща  ошибки до дес тков герц мдм;ет быть уменьшена подь- емом обшего коэффициента усилени  до предела ограничени  его, то высокочастотные компоненты ошибки в известных устройствах не могут быть скомпенсированы. В пре,д агаемом устройстве переменна  со- С авл юща  сигнала ошибки усиливаетс  в полосе частот от дес тков герц до дес тков кипогерци подаетс  на пьезоэлектрический преобразователь 5. На заторможенных гран х пьезоэлектрического преобразовател  возникает сила F(t). пропорциональна направлению сигнала ошибки в полосе частот частоты колебаний подвижной части. соо ветстоую1цей периоду задающего си(х (р) - -.

нала F(t) KU(t), где К - коэффициент преобразовани  пьезоэлектрического преобразовател ; U(t) р(х.) - напр жение, подаваемое на заторможенные грани пьезопреобразовател ,  вл ющеес  функцией сигнала рассогласовани  (сигнала ошибки x(t)).

Возникающа  сила действует на подвижную часть допплеровского модул тора

и инерционную массу. Направление действи  силы на подвижную часть вь1бираетс  противоположным по отношению к си.че (фиг. 2), вызванной возмущающим воздействием f, и осуществл етс  выбором пол рности подключени  сигнала U(t) к пьезопреобразователю.

фиг. 2 показано направление деист ВИЯ сил, возникающих при подаче напр жени  U(t) на пьезопреобразователь. При этом

имеют место следующие соот юиисии :

5

0

5

0

5

0

5

-3 F(,).

(mi + m2 ) - - F (Т) ,

-ж-()

(ma + тз ) - - - F (t),

(3) 4) (5)

0

где mi - масса подвижной части допплеровского модул тора;

m - масса пьезопреобразователй,

nij - инерционна  масса:

dVi

dt

ускорение суммарной массы подвижной части доппле;рогско1 о мод /л  ор  и пьезопреобразовател  под действием силы со стороны инерцио(:н, массы;

dV3

-7 - ускорение инерционной Мг.С . м,

dV2,3

-Нт- ускорение суммарной массьпьезопреобразовани  и инерционний мае сы под действием силы со стороны подвижной части допплеровского модул тора

Так как интерес представл ет / вижение подвижной части допплеровского модул тора , на которой укреплен источник излуте- ни , то учитыва  (3), (4), (5), (6), можно записать уравнение скорости подвижной части относительно корпуса AonnnepOBCi o- го модул тора и неподвижного поглотител 

Vp(t)-V(t),(T). ,4-m7F(v)-t,(8)

где У|(1) - скорость перемеи тни  подвиж- части ДО плеровского модул тора, обусловленна  задающим воздействием :.( }

feCt) - возмущающее воздействие.

Из уравнени  (7) следует, что условием компенсации возмущающего воздействи  служит соотнощение

ТгтТПтт пт W rriTTlTT ) 40

(8)

что достигаетс  посредством передаточной функции в цепи: усилитель переменного напр жени , пьезопреобразователь с инерци- онной Г :ассой, укрепленной на пьезопреобразователе со стороны, противоположной креплению пьезопреобразова- тел  к подвижной части допплеровского модул тора, т.е, величиной напр жени  u (t), подаваемого на пьезопреобразователь.

Устройство работает следующим образом .

Генератор опорного сигнала 2 вырабатывает электрический аналог g(t) закона движени  подвижной части допплеровского модул тора, который поступает на вход усилител  сигнала ошибки 3, на второй вход которого поступает сигнал y(t) датчика скорости допплеровского модул тора 1; Усиленный сигнал рассогласовани  х(т) через усилитель мощности 4 подаетс  на задающую катушку допплеровского модул тора, котора  под действием силы, возникаюи ей в резупьгате протекани  тока в задающей катушке, наход щейс  в посто нном магнитном поле, приводит в движение подвижную часть допплерооского модул тора.

При подключенной цепи: усилитель переменного напр жени  - пьезопреобразо- вател пор док работы не измен етс  однако при этом переменна  составл юща  сигнала ошибки усиливаетс  в усилителе 7 переменного напр жени  и поступает на пьезоэлектрический преобразователь 5. На заторможенных гран х его возникает сила F f(x), пропорциональна  величине переменной составл ющей си1нала ошибки, действующа  на инерционную массу и подвижную часть допплеровского модул тора

(см. фиг, 2). ripwHeM направление действи  силы на подвижную часть допплеровского модул тора противоположно действию силы , вызванной внешним возмущающим воздействием . Этим обеспечиваетс 

компенсаци  возмуг ающих воздействий на подвижную часть допплеровского модул тора

В предлагаемой системе движени  мес- сбауэровского спектрометра введение компенсирующейсв зи ,активно

Claims (1)

1. воздействующей на закон модул ции энергии гамма-излучени  посредством компенсации возмущ.эюи(их воздействий на подвижную часть допплеровского модул тора при помощи пьезоэлектрического преобразовател , приводит к увеличению точгюсти отработки закона модул ции. Формула изобретени  Система движени  мессбауэровского

   сг1ектрометра, содержаща  допплеровский модул тор с датчиком скорости, генератор опорных сигналов, выход опорного сигнала которого подключен через соединенные последовательно усилитель сигнала сшибки и

   усилитель мощности к задающей катущке допплероеского модул тора, выход датчика скорости соединен с вторым входом усилител  сигнала ошибки, отличающа с  тем, ч го, с целью повышени  точности выполнени  закона движени , она снабжена пьезоэлектрическим преобразователем, жестко укрепленным на подвижной части допплероьского модул тора, инерционной массой, укрепленной на пьезоэлектрическом преобразователе со стороны, противо- положной креплению пьезоэлектрического преобразовател  к подвижной части допплеровского модул тора, и усилителем переменного напр жени , вход которого

   подключен к выходу усилител  сигнала ошибки, а выход к пьезоэлектрическому преобразователю.

   Редактор И.Кол да

   С()ставител В,Рогов Техред М. М о п г е и та /i

   Заказ 4594ТиражПодписное

   ВНИИПИ Государственного комигега по изибрепени м и открыти м при ГКНТ СССР

   113035, Москва. Ж-35, Рау 1Ска  наГ, I/B

   Производственно-издательский комбг.иат Патент, г. Ужгород, улТ агарина, 101

   I/a 2

   Корректор М.Демчик