Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Пронкин Н.С. -> "Основы метрологии: практикум по метрологии и измерениям" -> 98

Основы метрологии: практикум по метрологии и измерениям - Пронкин Н.С.

Пронкин Н.С. Основы метрологии: практикум по метрологии и измерениям — M.: Логос, 2007. — 392 c.
ISBN 978-5-98704-267-4
Скачать (прямая ссылка): osnovimetrolog2006.djvu
Предыдущая << 1 .. 92 93 94 95 96 97 < 98 > 99 100 101 102 103 104 .. 125 >> Следующая

E = E0 ±2
где An — номинальный коэффициент преобразования измеряемой величины в выходной сигнал, который в данном случае равен
Ео Q 1 1 = Q
В/эВ.
(9)
Используя (7), определяем предельную чувствительность способа измерения энергии как величину, втрое превышающую минимальное значение среднеквадратического шума:
Оценим параметры установки для измерения энергии ионизирующего излучения при параметрах модели СИ, приведенных в условиях примера. Используя формулы (6), (7), (11), (12), полу-
?min=l,61 кэВ (или omin = 7,4-10-17 Кл или (UnJ^ 3,7 мкВ).
Относительная погрешность 5 = с/E0 = 0,54%.
Примечания. 1. B примере 10.20 решается задача измерения энергии ионизирующего излучения путем интегрирования заряда на выходе детектора, образовавшегося в результате взаимодействия (ионизации) частицы (кванта) ионизирующего излучения с материалом рабочего объема детектора. Идеальный канал преобразования (см. рис. 10.9) может быть представлен идеальным интегрирующим звеном. Это звено в реальной схеме выполняет роль входной цепи при С» 1, а последующие цепи выполняют роль фильтров, повышающих отношение сигнал/шум. Таким образом, в примере решается задача оптимизации измерения напряжения на емкости С в условиях мешающих шумов, т.е. задача снижения погрешности измерения.
2. B подобных задачах по измерению параметров сигналов, вероятность появления которых определяется пуассоновским характером потока, возникает ряд погрешностей, которые непосредственно можно считать динамическими (второй тип динамических погрешностей, см. разд. 10.1). С увеличением скорости счета числа импульсов в потоке Пуассона увеличивается вероятность частичного перекрытия соседних импульсов, а также попадания последующего импульса на отрицательный выброс предыдущего (эффект смещения нулевой линии). Эти явления приводят к увеличению погрешности при оценке измеряемой амплитуды импульсов и могут проявляться уже при средних скоростях счета более 103 C"1 (рис. 10.16) Эти искажения характеризуются, как правило, среднестатистическими параметрами и не могут быть напрямую отнесены к погрешностям линейных искажений.
3. Имеющие место в этой задаче погрешности линейных искажений при преобразовании полезного сигнала линейными цепями исключаются с помощью градуировки.
чаем JTn = 8,46- 10"10 В/эВ,
МКС,
311
Исходный нулевой уровень (нулевая линия)
Смещение нулевой линии
Рис. 10.16. Смещение нулевой линии в спектрометре и искажение амплитуды
сигнала
Пример 10.21. Определить систематическую и случайную погрешности, возникающие из-за смещения нулевой линии вследствие влияния разделительной AC-цепи с постоянной времени тяс, включенной между выходом усилителя и входом АЦП (см. примечание 2 к примеру 10.20, рис. 10.16). Определить также влияние постоянной времени xRC на эти погрешности. Получить оценки при амплитуде сигнала U0 = 10 В, длительности импульсов /и = 1 мкс, т= 400 мкс и средней скорости счета N= 2 • 104 имп./с.
Решение. Для упрощения задачи будем считать, что на вход AC-цепи поступают однополярные импульсы амплитудой U0 и длительностью ги, которые после прохождения AC-цепи искажаются из-за появления выброса противоположной полярности. Амплитуда выброса, определяемая зарядом емкости С в течение времени /и, будет равна UB = U0tJiRC, где xRC — постоянная времени спада выброса экспоненциальной формы.
Для определения математического ожидания и дисперсии смещения нулевой линии для импульсов, распределенных во времени по закону Пуассона, используем формулы Кэмпбэлла [1, 25]:
UCM= NjU0CXp о
\XRC
VхRC J
\dt = mRCuu,
(D
(2)
Используя ранее приведенное выражение для амплитуды выброса, получаем
^см=ВД- (3)
^CM = KUV2xRC- (4)
Подставив значения для входящих в выражения (3) и (4) параметров, определим иш = 200 мВ, DCM = 0,25 • 1(H В2, On= Jd^ = 50 мВ.
312
Относительное смещение энергетического пика (составляющая основной систематической погрешности) будет равно d = UCM/U0 = = 2%. Видно, что это смещение нулевой линии и, соответственно, погрешность не зависит от постоянной времени хяс, в то время как случайная составляющая погрешности уменьшается с увеличением xRC.
Если регистрируемая энергия равна 1000 кэВ, то при малой скорости счета в 1024-канальном амплитудном анализаторе с разрешением в 1 кэВ/канал = 10 мВ/канал в 1000-м канале будет набираться энергетический пик. При увеличении скорости счета N положение пика будет смещаться и при N= 2 • 104 имп./с он переместиться в 980-й канал. При этом размытие пика, характеризуемое шириной на половине высоты пика, будет равно А = 2,36асм = = 2,36 • 5 » 12 кэВ или 12 каналов.
Пример 10,22. На сканирующей установке измеряется распределение плотности по длине тепловыделяющего элемента, представляющего собой трубку из специального сплава, заполненную урановым топливом.
Разработать модель для расчета динамической погрешности измерения плотности изделия с заданной длиной усреднения /0 при следующих данных сканирующей системы:
— скорость сканирования и;
— длина коллимационной системы, сужающей угол зрения, под которым детектор «видит» изделие, равна /к;
Предыдущая << 1 .. 92 93 94 95 96 97 < 98 > 99 100 101 102 103 104 .. 125 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed