ИСТИНА

Изобретение относится к датчикам для измерения тока электронного пучка и может найти применение в исследовательских и промышленных установках. Позиционно-чувствительный датчик для измерения амплитудно-временных параметров и профиля плотности тока импульсного электронного пучка содержит нижнюю коллекторную пластину, трансформаторы тока, надетые на стержневые тоководы, нижние концы которых соединены с нижней коллекторной пластиной, верхнюю коллекторную пластину с отверстиями, соосными с верхними концами тоководов, расположенными компланарно верхней коллекторной пластине, при этом в качестве преобразователей измеряемого тока в напряжение используются миниатюрные трансформаторы тока, изолированные от силовой (первичной) электрической цепи и подключенные к регистрирующей аппаратуре по симметричной схеме. Технический результат – повышение помехозащищенности датчика. 1 ил. Изобретение относится к измерительной технике, а конкретнее к датчикам для измерения тока электронного пучка, и может найти применение в исследовательских и промышленных установках. Наиболее близким к предложенному является устройство [1] для измерения тока электронного пучка, содержащее: прозрачный для пучка датчик и систему измерений. Это устройство не позволяет проводить многоточечные измерения профиля широкого электронного пучка. Другим близким к предложенному является устройство для измерения тока электронного пучка [2], содержащее непрозрачный для пучка датчик и систему измерений. Датчик представлен в виде собирающего электрода и нагрузочного резистора, преобразующего измеряемый ток в выходное напряжение. Это устройство обладает низкой помехозащищенностью, так как силовая и измерительная цепи имеют непосредственную электрическую связь. Цель изобретения состоит в обеспечении совокупности характеристик датчика, а именно: - измерение распределения плотности тока электронного пучка по его поперечному сечению, т.е. одновременное измерение формы и амплитуды импульса тока как функции времени в нескольких пространственно разнесенных точках в поперечном сечении электронного пучка с возможностью регистрации в соответствующих параллельных каналах, - обеспечение высокой точности измерений в условиях интенсивных помех. Цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве в качестве преобразователей измеряемого тока в выходное напряжение использованы миниатюрные трансформаторы тока. Это позволяет разместить датчики компланарно с интервалом порядка 10 мм. Компланарность расположения датчиков позволяет сохранить эквипотенциальность приемника электронного пучка и тем самым уменьшить погрешность. Использование трансформаторов тока позволяет получить высокую помехозащищенность за счет гальванической развязки силовой (первичной) цепи и измерительной (вторичной) цепи. Дополнительно, симметричная схема подключения трансформаторов тока к регистрирующей аппаратуре позволяет значительно ослабить синфазную помеху в линиях передачи сигналов. Дополнительным положительным свойством предлагаемого устройства является автоматическое защитное ограничение выходных сигналов из-за насыщения ферритовых сердечников при протекании измеряемых токов сверхвысокого значения. Заявляемый объект изобретения представлен в виде лабораторного макета четырехточечного датчика на фиг. 1. Сбор большей части электронов в пучке осуществляется на корпус всей установки через верхнюю коллекторную пластину 09, проводящие втулки 10, нижнюю 07 коллекторную пластину и корпус датчика 11. Сбор измеряемых частей электронного пучка производится торцами цилиндрических тоководов 01 и защитными шайбами 02 через отверстия в верхней коллекторной пластине 09 на нижнюю коллекторную пластину 07. Защитные шайбы направляют в тоководы часть электронного пучка, приходящегося на зазор между тоководами и отверстиями в верхней коллекторной пластине. Измеряемые токи протекают через тоководы и преобразуются в выходное напряжение трансформаторами тока, состоящими из ферритового сердечника 05 и обмотки 06. Трансформаторы тока выполнены на основе ферритовых кольцевых сердечников EPCOS R10/6/4 N87. Обмотка содержит 28 витков проводом ПЭВ-2 0.5 мм с возвратным витком под обмоткой по наружной поверхности ферритового кольца и нагружена на шунтирующий измерительный резистор 5 Ом, к которому присоединены два согласующих резистора 51 Ом для подключения симметричной сигнальной линии. Шунтирующие и согласующие SMD резисторы установлены на печатной плате размером 10⋅7.5 мм, присоединенной к выводам токового трансформатора (не показаны). Трансформаторы тока надеты на металлические тоководы 01 диаметром 3 мм, причем для защиты обмоток на тоководы установлены металлические шайбы 02 с наружным диаметром 8 мм. Трансформаторы изолированы от тоководов фторопластовыми деталями 04 (втулки с отбортовками). Тоководы нижней частью привинчены к нижней коллекторной пластине 07 гайками 08, а верхняя часть тоководов располагается в соосных отверстиях диаметром 5 мм в верхней коллекторной пластине 09. Фиксация положения трансформаторов осуществлена фторопластовыми втулками 03. Шаг установки трансформаторов равен 10 мм. Верхняя коллекторная пластина соединяется с нижней коллекторной пластиной через металлические втулки 10. Нижняя коллекторная пластина крепится к вакуумплотному корпусу датчика 11 с отверстием в центре для электрического разъема и отверстиями на фланце для крепления к вакуумной установке. Техническим результатом является подтверждение расчетных характеристик (тау <=10 нс, S=25 A/V). Источники информации 1. Е.В. Армейский, С.И. Бутрим и Ю.В. Приймак. Устройство для измерения тока электронного пучка. Описание изобретения к авторскому свидетельству 546024 SU. 2. А.А. Кузьмин. Система измерения интенсивности пучка протонного синхротрона. ЛТЭ, №4, 1962, с. 121. Позиционно-чувствительный датчик для измерения амплитудно-временных параметров и профиля плотности тока импульсного электронного пучка, содержащий нижнюю коллекторную пластину, трансформаторы тока, надетые на стержневые тоководы, нижние концы которых соединены с нижней коллекторной пластиной, верхнюю коллекторную пластину с отверстиями, соосными с верхними концами тоководов, расположенными компланарно верхней коллекторной пластине, отличающийся тем, что для обеспечения возможности измерения профиля плотности тока электронного пучка и повышенной помехозащищенности в качестве преобразователей измеряемого тока в напряжение используются миниатюрные трансформаторы тока, изолированные от силовой (первичной) электрической цепи и подключенные к регистрирующей аппаратуре по симметричной схеме.