Сильные импульсные магнитные поля в физическом эксперементе - Лагутин А.С.
ISBN: 5-283-03910-2
Скачать (прямая ссылка):
погрешность не превышает 0,01% [122]. Использование же осциллографа
ограничивает погрешность измерений уровнем около 3%.
Следует отметить, что градуировать поле в соленоиде резонансным методом
необходимо в возможно более широком интервале значений В. Это связано с
тем, что из-за деформации соленоида во время импульса зависимость
магнитной индукции поля в соленоиде от тока или напряжения нелинейна,
поэтому линейно экстраполировать градуировку в малых полях на большие
неправомерно. При ЭПР-градуировке получают ряд реперных точек, по которым
затем строят зависимость магнитной индукции от тока или напряжения.
В Д. Воронков и Д.Е. Громзин [123] предложили интересный вариант
резонансного метода измерения напряженности импульсных магнитных полей, в
котором используется как ферромагнитный (ФМР), так и ан-тиферромагнитный
(АФМР) резонанс. ФМР и АФМР - это аналоги элек-108
тронного парамагнитного резонанса в магнетике, обладающем определенным
типом упорядочения спинов (см., например, [124]).
В этом методе последовательно с основным соленоидом подключается
вспомогательный, в полости которого размещается измерительная ячейка СВЧ-
радиоспектрометра. Сигнал с индукционного датчика, находящегося в
основном соленоиде, подается на один из каналов осциллографа, на другой
канал которого поступает напряжение с детектора радиоспектрометра. Если
известно соотношение между постоянными К = В/I для обоих соленоидов, то
мгновенное значение В (f) в основном соленоиде определяется следующим
образом. Варьируя частоту СВЧ-генератора, необходимо совместить на экране
осциллографа максимум линии поглощения и нужный участок сигнала с датчика
поля. Поскольку соленоиды включены последовательно, Восн =
= (^осн/^вспом) ^вспом = (^осн/^Чвспом) Т^рез- Для определения
соотношения между Косп и 7ГВСП0М в рабочий объем основного соленоида
помещают измерительную ячейку другого радиоспектрометра. Затем,
перестраивая один из СВЧ-генераторов, добиваются совмещения на экране
осциллографа линий резонансного поглощения и, измерив резонансные
частоты, находят соотношение между постоянными соленоидов *осн/*вспом=
Wpe3H/tJpe3°M-
Оценка погрешности измерения показывает, что вполне достижим уровень
порядка десятых долей процента.
Поле вспомогательного соленоида должно быть достаточно слабым, чтобы на
его создание не расходовалась заметная часть энергии генератора
импульсного тока.
4.2. ЦИФРОВАЯ ТЕХНИКА РЕГИСТРАЦИИ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ
В лабораторной практике медленно протекающие электрические процессы
регистрируются, как правило, перьевым самописцем с временной разверткой,
а быстро протекающие - электронным осциллографом. Запись однократных или
редко повторяющихся сигналов осуществляется при помощи фотосъемки с
экрана осциллографа. В последние полтора десятилетия для регистрации
импульсных (''переходных") сигналов все чаще используются устройства, в
которых электрические аналоговые сигналы преобразуются в цифровую
(дискретную) форму, а для запоминания данных служат полупроводниковые
элементы памяти. Первые такие устройства - ГОП были серийно освоены
фирмой Biomation в начале 70-х годов. В настоящее время аналогичные
приборы производятся многими фирмами США, Великобритании, Японии, ФРГ,
Швейц рии. В СССР в начале 80-х годов налажен серийный выпуск ГОП -
цифровых осциллографов С9-5 и С9-8.
Рассмотрим более подробно принцип работы РОП и его основные
характеристики (см. также [125], где РОП называют меморископом). В ГОП
изучаемый временной промежуток делится на конечное число
109
интервалов (обычно 1024, 2048 или 4096). В течение одного интервала,
называемого шагом дискретизации по времени, специальной электронной
схемой - аналого-цифровым преобразователем (АЦП) - осуществляется быстрое
измерение мгновенного значения входного напряжения и формирование
соответствующего ему двоичного кода (как правило, 8- или 10-раэрядного).
В 8-разрядном АЦП существует 28 = 256 уровней дискретизации по амплитуде
сигнала, в 10-разрядном - 2!° = = 1024 уровней. Каждый полученный таким
образом 8- или 10-разрядный код, называемый словом, имеет свой адрес,
т.е. отдельную ячейку в оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ), номер
ячейки называется адресом слова. Код мгновенного значения напряжения с
АЦП поступает в ОЗУ, откуда в дальнейшем может быть передан на ЭВМ или на
выходное графическое устройство (двухкоординатный самописец или
осциллограф) с необходимой частотой выборки, т.е. числом выводимых слов в
единицу времени. Минимальный шаг дискретизации по времени определяется
длительностью аналого-цифрового преобразования и временем пересылки слова
по своему адресу в память ГОП. В середине 80-х годов этот шаг составлял
50 не при 10-разрядном двоичном слове и 1 мкс - при 16-разрядном.
При создании многоканальных систем сбора и обработки данных возможны два
типа построения регистрирующей системы: с последовательным и параллельным
опросом датчиков электрических сигналов. В первом варианте целесообразно
