Измеритель положения и тока пучка ускорителя ЛУЭ-40М
Приведены результаты разработки измерителей тока и положения пучка на входе и выходе 2-секционного исследовательского ускорителя ЛУЭ-40М с регулируемой энергией 30…100 МэВ, током 50…100 мА/имп., длительностью импульса до 2 мкс и частотой следования импульсов 12,5…50 Гц. Измеритель содержит магнитоин...
Збережено в:
| Дата: | 2008 |
|---|---|
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
2008
|
| Назва видання: | Вопросы атомной науки и техники |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/111489 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Измеритель положения и тока пучка ускорителя ЛУЭ-40М / В.Н. Борискин, Л.В. Репринцев, А.Н. Савченко, В.И. Татанов, В.А. Шендрик // Вопросы атомной науки и техники. — 2008. — № 5. — С. 40-42. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-111489 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1114892017-01-11T03:03:03Z Измеритель положения и тока пучка ускорителя ЛУЭ-40М Борискин, В.Н. Репринцев, Л.В. Савченко, А.Н. Татанов, В.И. Шендрик, В.А. Физика и техника ускорителей Приведены результаты разработки измерителей тока и положения пучка на входе и выходе 2-секционного исследовательского ускорителя ЛУЭ-40М с регулируемой энергией 30…100 МэВ, током 50…100 мА/имп., длительностью импульса до 2 мкс и частотой следования импульсов 12,5…50 Гц. Измеритель содержит магнитоиндукционный датчик тока и 4-обмоточный датчик положения с раздельными обмотками. Обмотки датчиков включены в цепь отрицательной обратной связи 5-канального предусилителя-корректора, который наряду с усилением измеряемых импульсов осуществляет коррекцию спада их вершины. Приведено результати розробки вимірювача струму і положення пучка на вході і виході дослідного прискорювача ЛПЕ-40М, енергія якого регулюється в межах 30…100 МеВ, струм від 50 до 100 мА/імп, тривалість імпульсу до 2 мкс, частота посилання 12,5…50 Гц. Вимірювач містить в собі магнитоіндукційний датчик струму та датчик положення пучка з 4 роздільними обмотками. Обмотки датчика включені в ланцюг від’ємного зворотного зв’язку 5-канального предпідсилювача-коректора, який здійснює підсилення та корекцію вершин імпульсів в процесі вимірювання. The paper reports the results of developing the meter to measure the beam position and current at the input and output of the research accelerator LUE-40M, which has the adjustable energy 30…100 MeV, current 50…100 mA/pulse, the pulse length up to 2 μs, and the pulse repetition rate 12.5…50 Hz. The meter comprises a magnetoinduction current sensor and a 4-winding beam position sensor with separate windings. The sensor windings are connected to the negative feedback circuit of the 5-channel preamplifier-corrector, which amplifies and corrects the pulse peaks measured. 2008 Article Измеритель положения и тока пучка ускорителя ЛУЭ-40М / В.Н. Борискин, Л.В. Репринцев, А.Н. Савченко, В.И. Татанов, В.А. Шендрик // Вопросы атомной науки и техники. — 2008. — № 5. — С. 40-42. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. 1562-6016 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/111489 621.384.633.8 ru Вопросы атомной науки и техники Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Физика и техника ускорителей Физика и техника ускорителей |
| spellingShingle |
Физика и техника ускорителей Физика и техника ускорителей Борискин, В.Н. Репринцев, Л.В. Савченко, А.Н. Татанов, В.И. Шендрик, В.А. Измеритель положения и тока пучка ускорителя ЛУЭ-40М Вопросы атомной науки и техники |
| description |
Приведены результаты разработки измерителей тока и положения пучка на входе и выходе 2-секционного исследовательского ускорителя ЛУЭ-40М с регулируемой энергией 30…100 МэВ, током 50…100 мА/имп., длительностью импульса до 2 мкс и частотой следования импульсов 12,5…50 Гц. Измеритель содержит магнитоиндукционный датчик тока и 4-обмоточный датчик положения с раздельными обмотками. Обмотки датчиков включены в цепь отрицательной обратной связи 5-канального предусилителя-корректора, который наряду с усилением измеряемых импульсов осуществляет коррекцию спада их вершины. |
| format |
Article |
| author |
Борискин, В.Н. Репринцев, Л.В. Савченко, А.Н. Татанов, В.И. Шендрик, В.А. |
| author_facet |
Борискин, В.Н. Репринцев, Л.В. Савченко, А.Н. Татанов, В.И. Шендрик, В.А. |
| author_sort |
Борискин, В.Н. |
| title |
Измеритель положения и тока пучка ускорителя ЛУЭ-40М |
| title_short |
Измеритель положения и тока пучка ускорителя ЛУЭ-40М |
| title_full |
Измеритель положения и тока пучка ускорителя ЛУЭ-40М |
| title_fullStr |
Измеритель положения и тока пучка ускорителя ЛУЭ-40М |
| title_full_unstemmed |
Измеритель положения и тока пучка ускорителя ЛУЭ-40М |
| title_sort |
измеритель положения и тока пучка ускорителя луэ-40м |
| publisher |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| publishDate |
2008 |
| topic_facet |
Физика и техника ускорителей |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/111489 |
| citation_txt |
Измеритель положения и тока пучка ускорителя ЛУЭ-40М / В.Н. Борискин, Л.В. Репринцев, А.Н. Савченко, В.И. Татанов, В.А. Шендрик // Вопросы атомной науки и техники. — 2008. — № 5. — С. 40-42. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
| series |
Вопросы атомной науки и техники |
| work_keys_str_mv |
AT boriskinvn izmeritelʹpoloženiâitokapučkauskoritelâlué40m AT reprincevlv izmeritelʹpoloženiâitokapučkauskoritelâlué40m AT savčenkoan izmeritelʹpoloženiâitokapučkauskoritelâlué40m AT tatanovvi izmeritelʹpoloženiâitokapučkauskoritelâlué40m AT šendrikva izmeritelʹpoloženiâitokapučkauskoritelâlué40m |
| first_indexed |
2025-07-08T02:14:18Z |
| last_indexed |
2025-07-08T02:14:18Z |
| _version_ |
1837043138691072000 |
| fulltext |
УДК 621.384.633.8
ИЗМЕРИТЕЛЬ ПОЛОЖЕНИЯ И ТОКА ПУЧКА
УСКОРИТЕЛЯ ЛУЭ-40М
В.Н. Борискин, Л.В. Репринцев, А.Н. Савченко, В.И. Татанов, В.А. Шендрик
Национальный научный центр «Харьковский физико-технический институт»,
Харьков, Украина
Приведены результаты разработки измерителей тока и положения пучка на входе и выходе 2-секци-
онного исследовательского ускорителя ЛУЭ-40М с регулируемой энергией 30…100 МэВ, током 50…
100 мА/имп., длительностью импульса до 2 мкс и частотой следования импульсов 12,5…50 Гц. Измеритель
содержит магнитоиндукционный датчик тока и 4-обмоточный датчик положения с раздельными обмотками.
Обмотки датчиков включены в цепь отрицательной обратной связи 5-канального предусилителя-корректора,
который наряду с усилением измеряемых импульсов осуществляет коррекцию спада их вершины.
В работе [1] произведена коррекция вершины им-
пульса тока путем включения обмотки на вход усили-
теля-повторителя со 100%-обратной связью. В работе
[2] для коррекции вершины как датчика тока, так и
положения использованы схемы на дискретных эле-
ментах: для датчика тока схема типа эмиттерного по-
вторителя, для датчика положения – схема со вход-
ным повторителем и усилением сигнала (т.н. «трой-
ка» с обратной связью), при этом обмотки датчика
положения включены встречно-параллельно. Нам
удалось модифицировать схему [2] таким образом,
чтобы одновременно с усилением сигналов (кус≈25
для канала положения) получить эффективную кор-
рекцию плоской вершины и применить ее для работы
с 4-обмоточным датчиком положения с раздельными
обмотками. В результате получено существенное уве-
личение чувствительности, помехозащищенности из-
мерительного канала и точности измерения. Форма
импульса положения с малым спадом вершины (∼
3%/мкс) позволяет эффективно контролировать рабо-
ту ускорителя, измерять мгновенное отклонение цен-
тра в течение импульса ускорителя длительностью ∼2
мкс. Высокая помехозащищенность позволяет изме-
рять смещение пучка с разрешением 0.1…0.2 мм при
токах пучка ∼50 мА/имп. На Рис.1 приведена блок-
схема измерителя.
Рис.1. Блок-схема измерителя положения и тока
пучка. ОС – обратная связь; АТ1 – АТ5 – аттенюа-
торы; К – калибратор тока
На Рис.2,3 приведены некоторые стендовые ка-
либровочные зависимости, показывающие линей-
ность координатной характеристики, а также воз-
можность измерения эллиптичности поперечного
сечения пучка.
Рис.2. Координатная характеристика измерителя
по каналу У
Рис.3. Характеристика чувствительности измери-
теля по второму моменту поперечного распределе-
ния пучка для определения эллиптичности Q
При работе ускорителя специальные программы
системы управления вычисляют по одному импуль-
су или по серии импульсов с выходов датчика
безразмерные параметры H, V и D (1-3), характери-
зующие положение центра пучка электронов и эл-
липтичность его поперечного сечения.
____________________________________________________________
PROBLEMS OF ATOMIC SCIENCE AND TECHNOLOGY. 2008. № 5.
Series: Nuclear Physics Investigations (50), p.40-42.40
1 2
1 2
,H U U
U U
−=
+ (1)
3 4
3 4
,V U U
U U
−=
+ (2)
1 2 3 4
2 3 41
( ) ( )
,
) ( )(
D U U U U
U U U U
+ − +
=
+ + + (3)
где U1, U2 – амплитуды сигналов с выходов каналов
X координат; U3, U4 – амплитуды сигналов с выхо-
дов каналов Y координат. Для вычисления коорди-
нат центра пучка X, Y и его эллиптичности
Q=(σx
2-σy
2)
используются соотношения:
2 2* ; * ; * ( ),x yX a H Y a V Q a D X Yσ= = = − − (4)
где ax , ay, aσ − калибровочные коэффициенты; σx
2, σ
y
2 − среднеквадратичные отклонения траекторий
электронов от центра пучка.
В Табл. 1 и 2 представлены параметры измери-
тельных каналов.
Таблица 1. Основные параметры измерителя тока
пучка ЛУЭ-40М
Пределы по току 50…150 мА/имп.
Чувствительность по току 66.5 В/А
Спад вершины импульса ≤ 2%
Длительность фронта ≤ 0.15 мкс
Шумовой порог ≈ 0.05 мА/имп.
Погрешность измерения ≈ 2%
Апертура ∅ 50 мм
Таблица 2. Основные параметры измерителя
положения пучка
Пределы по току 50…150 мА/имп.
Пределы по смещению ± 10 мм
Чувствительность по току 62.5 В/А
Чувствительность по смеще-
нию
3.3 мВ/мА⋅мм
Спад вершины импульса ≤ 3% /мкс
Длительность фронта ≤ 0.15 мкс
Шумовой порог ≈ 5.5 мА⋅мм
Погрешность измерения 0.5 мм
Апертура ∅ 42 мм
.
На Рис.4 показан общий вид датчика и предуси-
лителя в бункере ускорителя ЛУЭ-40М.
Рис.4. Датчик положения и тока пучка (вверху) и
блок 5-канального усилителя-корректора (внизу)
в бункере ускорителя ЛУЭ-40М
а b
с d
Рис.5. Форма сигналов с выхода каналов +X и –X
____________________________________________________________
PROBLEMS OF ATOMIC SCIENCE AND TECHNOLOGY. 2008. № 5.
Series: Nuclear Physics Investigations (50), p.40-42.41
На Рис.5,a-d показана форма сигналов с выхода
каналов +X и –X при смещении струны (имитатора
пучка), равном 0, 1, 2.5 и 5 мм; ток в импульсе
50 мА, длительность 2 мкс.
В настоящее время на ускорителе успешно ис-
пользуется 2 комплекта измерителей, показавших
надежную и стабильную работу.
ЛИТЕРАТУРА
1. Б.В. Бехтев, А.И. Бородулин, В.М. Рыбин. Ши-
рокополосный измеритель тока и заряда пучка
электронов // ВАНТ. Серия: ЛУ. 1976, вып.1(2),
с.43-45.
2. Ю.И. Акчурин, Л.В. Репринцев, В.Н. Сиротин.
Индукционный датчик тока и смещения пучка
для ЛУЭ // ВАНТ. Серия: ТФЭ. 1979, вып.1(3),
с.79-81.
Статья поступила в редакцию 04.09.2007 г.
.
THE METER TO MEASURE THE BEAM POSITION
AND CURRENT FOR THE ACCELERATOR LUE-40М
V.N. Boriskin, L.V. Reprintsev, A.N. Savchenko, V.I. Tatanov, V.A. Shendrik
The paper reports the results of developing the meter to measure the beam position and current at the input and
output of the research accelerator LUE-40M, which has the adjustable energy 30…100 MeV, current 50…
100 mA/pulse, the pulse length up to 2 μs, and the pulse repetition rate 12.5…50 Hz. The meter comprises a magne-
toinduction current sensor and a 4-winding beam position sensor with separate windings. The sensor windings are
connected to the negative feedback circuit of the 5-channel preamplifier-corrector, which amplifies and corrects the
pulse peaks measured.
ВИМІРЮВАЧ ПОЛОЖЕННЯ І СТРУМУ ПУЧКА ПРИСКОРЮВАЧА ЛПЕ-40М
В.М. Борискін, Л.В. Репрінцев, А.М. Савченко, В.І. Татанов, В.А. Шендрик
Приведено результати розробки вимірювача струму і положення пучка на вході і виході дослідного
прискорювача ЛПЕ-40М, енергія якого регулюється в межах 30…100 МеВ, струм від 50 до 100 мА/імп,
тривалість імпульсу до 2 мкс, частота посилання 12,5…50 Гц. Вимірювач містить в собі магнитоіндукційний
датчик струму та датчик положення пучка з 4 роздільними обмотками. Обмотки датчика включені в ланцюг
від’ємного зворотного зв’язку 5-канального предпідсилювача-коректора, який здійснює підсилення та
корекцію вершин імпульсів в процесі вимірювання.
42
ИЗМЕРИТЕЛЬ ПОЛОЖЕНИЯ И ТОКА ПУЧКА
УСКОРИТЕЛЯ ЛУЭ-40М
V.N. Boriskin, L.V. Reprintsev, A.N. Savchenko, V.I. Tatanov, V.A. Shendrik
|