《核电子学与核仪器-课件18.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《核电子学与核仪器-课件18.pptx（33页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、核电子学与核仪器核电子学与核仪器覃国秀覃国秀Tel:2023/06/09第五章关键点第五章关键点n时间分析时间分析 定时误差（时间移动、时间晃动、时间漂定时误差（时间移动、时间晃动、时间漂移）移）n定时方法定时方法 前沿定时、过零定时、恒比定时、幅度和前沿定时、过零定时、恒比定时、幅度和上升时间补偿定时上升时间补偿定时 触发比与斜率噪声比触发比与斜率噪声比 最正确定时滤波器与定时滤波放大器最正确定时滤波器与定时滤波放大器 定时单道脉冲幅度分析器定时单道脉冲幅度分析器n符合符合 符合方法、符合电路、快信号的传输和纳秒符合方法、符合电路、快信号的传输和纳秒延时器延时器n时间量变换方法时间量变换方法
2、 时间时间-幅度变换（起幅度变换（起-停型时幅变换；脉冲叠停型时幅变换；脉冲叠加型时幅变换）、时间加型时幅变换）、时间-数字变换（计数式数字变换（计数式时数变换；游标尺计时器；内插时数变换）时数变换；游标尺计时器；内插时数变换）、上升时间、上升时间-幅度变换幅度变换n脉冲波形甄别脉冲波形甄别 用途、优质因子用途、优质因子本堂课主要内容本堂课主要内容n核脉冲计数核脉冲计数 1.1定标器定标器 1.2计数率计计数率计一、核脉冲计数一、核脉冲计数n在在核核电电子子学学测测量量系系统统中中，核核辐辐射射探探测测器器输输出出信信号号在在经经过过各各种种信信号号处处理理电电路路后后，通通常常都都要要变变换
3、换成成数数字字信信号号，再再经经过过数数据据收收集集和和处处理理，给给出出实实验验的的最最终结果。终结果。n脉脉冲冲信信号号计计数数是是核核电电子子学学最最基基本本的的测测量量方方法法，也也是是最最简简单单的的数数据据获获取取工工作作。核核辐辐射射探探测测器器输输出出的的脉脉冲冲信信号号数数目目与与被被测测的的辐辐射射强强度度成成正正比比，直直接接记记录单位时间内的脉冲数目可以测量核辐射强度。录单位时间内的脉冲数目可以测量核辐射强度。n在在幅幅度度分分析析和和时时间间分分析析中中，常常用用计计数数设设备备来来测测量量某一类信号的计数率。某一类信号的计数率。一、核脉冲计数一、核脉冲计数n脉冲计数
4、系统：脉冲计数系统：一、核脉冲计数一、核脉冲计数n常用的计数设备有定标器和计数率计。常用的计数设备有定标器和计数率计。定标器定标器计数率计计数率计 电路功能电路功能一定时间间隔内的输一定时间间隔内的输入脉冲数。入脉冲数。单位时间内的平均输入单位时间内的平均输入脉冲数（计数率）脉冲数（计数率）电路构成电路构成主要由数字电路构成主要由数字电路构成由模拟电路构成由模拟电路构成 显示方式显示方式数字数字(间歇间歇)显示显示表头指针表头指针(连续连续)显示显示一、核脉冲计数一、核脉冲计数n1.1定标器定标器定标器工作原理定标器工作原理 测测量量一一定定时时间间间间隔隔内内的的输输入入脉脉冲冲数数。为为适
5、适应应不不同同用户的要求，通常设有几种不同的测量方式。用户的要求，通常设有几种不同的测量方式。定数测量：手动启动，到预置计数后自定数测量：手动启动，到预置计数后自 动停止测量。动停止测量。定时测量：手动启动，到预置时间后定时测量：手动启动，到预置时间后 自动停止测量。自动停止测量。手动测量方式：手动起停。手动测量方式：手动起停。半自动测量方式：半自动测量方式：一、核脉冲计数一、核脉冲计数自动测量方式：自动测量方式：开始手动启动开始手动启动自动启动自动启动自动复位自动复位 测量测量(定时或定数定时或定数)停止计数停止计数(显示结果显示结果)一、核脉冲计数一、核脉冲计数n电路组成和各局部的作用电路
6、组成和各局部的作用输入电路输入电路计数系统计数系统操作系统操作系统定时系统定时系统低压电源低压电源高压电源高压电源隔离、隔离、极性、极性、成形成形计数、计数、预置计数预置计数计时、计时、预置时间预置时间接探测器接探测器一、核脉冲计数一、核脉冲计数n1.1定标器定标器定标器工作原理定标器工作原理 特殊定标器：可逆定标器、预置定标器等特殊定标器：可逆定标器、预置定标器等带有缓冲、扫描器的计数系统带有缓冲、扫描器的计数系统 电路实例电路实例主要技术指标：主要技术指标：1)、对输入脉冲的要求：、对输入脉冲的要求：2)、计数容量：、计数容量：能计数的最大值。如上图为能计数的最大值。如上图为1061。4)
7、4)、f max：不引起计数率损失条件下能记录的周期不引起计数率损失条件下能记录的周期信号的最高频率。信号的最高频率。5)5)、分辨时间分辨时间：输入为双脉冲时，定标器能分辨输入为双脉冲时，定标器能分辨出这两个脉冲的最小时间间隔。出这两个脉冲的最小时间间隔。输入信号宽度：输入信号宽度：0.1100S，幅度：幅度：200mV2V，极性：或极性：或3)、定时时间：、定时时间：能计时的最大值。如上图为能计时的最大值。如上图为104分分1秒。秒。一、核脉冲计数一、核脉冲计数n1.1定标器定标器定标器测量核脉冲计数的误差定标器测量核脉冲计数的误差 在在核核脉脉冲冲计计数数测测量量中中，如如果果仪仪器器都
8、都十十分分稳稳定定，源源和和探探测测器器相相对对位位置置不不变变，测测量量时时间间一一定定，定定标标器器记记录录脉脉冲冲数目的误差决定于计数的统计误差和漏计误差。数目的误差决定于计数的统计误差和漏计误差。（1）统计误差）统计误差标准偏差标准偏差：相对统计偏差：相对统计偏差：假设要减小统计涨落引起的计数误差，必须假设要减小统计涨落引起的计数误差，必须增加测量计数，实际上增加测量时间。增加测量计数，实际上增加测量时间。（2）漏计误差）漏计误差假设定标器输入随机信号的平均计数率假设定标器输入随机信号的平均计数率问：定标器的测量结果有无计数损失？损失为多少？问：定标器的测量结果有无计数损失？损失为多少
9、？分析原因：分析原因：设设射射线线信信号号的的平平均均计计数数率率为为n，则则在在分分辨辨时时间间内内可可能能出出现现的的平平均均计计数数为为n。即即每每计计一一个个脉脉冲冲之后就可能有之后就可能有n个脉冲被漏计。个脉冲被漏计。答案为：有答案为：有5050的计数损失。的计数损失。假设相对计数损失为假设相对计数损失为L：丧失数丧失数被记录数丧失数被记录数丧失数讨论：讨论：a a、当、当 时，时，L50%b b、将上式变形，将、将上式变形，将n用用L L和和表示表示假设假设L L1 1 （计数损失很小）（计数损失很小）则：则：结结论论：用用定定标标器器测测量量随随机机信信号号时时，允允许许输输入入
10、的的最最大大平均计数率平均计数率n比定标器的指标比定标器的指标 fmax要小的多。要小的多。如如：要要求求计计数数率率损损失失为为1或或0.1，则则n比比fmax要要小小二、三个量级。二、三个量级。一、核脉冲计数一、核脉冲计数n1.2计数率计计数率计 计计数数率率计计又又称称率率表表，能能直直接接指指示示输输入入脉脉冲冲的的计计数数率率，在在许许多多核核辐辐射射测测量量中中，有有时时需需要要知知道道的的不不是是输入脉冲的数目，而是计数率。输入脉冲的数目，而是计数率。通通常常使使用用的的是是线线性性计计数数率率计计，它它可可分分为为模模拟拟式式和和数数字字式式的的，前前者者的的输输出出给给出出正
11、正比比于于输输入入脉脉冲冲的的计计数数率率的的模模拟拟电电压压或或电电流流信信号号，后后者者给给出出正正比比于于输输入脉冲计数率的数字脉冲。入脉冲计数率的数字脉冲。一、核脉冲计数一、核脉冲计数n1.2计数率计计数率计模拟式线性计数率计模拟式线性计数率计模拟式线性计数率计的组成模拟式线性计数率计的组成 一、核脉冲计数一、核脉冲计数n1.2计数率计计数率计模拟式线性计数率计模拟式线性计数率计 电路原理电路原理Q（平均计数率为（平均计数率为n）RnQ电路RIonQVoIonQVo Io*R=nQ*R(与与n成正比成正比)以以上上电电路路指指针针摇摇摆摆的的会会非非常常厉厉害害，以以至至不不能能读数。
12、因此必须参加一个大的电容。读数。因此必须参加一个大的电容。所以参加所以参加C后不影响后不影响 V（或（或I）n 的关系。的关系。QCRIonQVo电电路路稳稳定定后后，单单位位时时间间内内，电电容容上上充充入入电电荷荷的的量量应应等等于于释释放放的的电电荷荷量量。C支支路路的的平平均均电电流等于零。流等于零。一、核脉冲计数一、核脉冲计数由由于于输输入入的的是是随随机机信信号号。所所以以V2、I2 将将围围绕绕平平均均值值涨涨落落。虽虽加加入入C，但但表表头头指指针针仍仍有有一一定摆动，使读数产生误差。定摆动，使读数产生误差。计数率计读数的相对统计偏差计数率计读数的相对统计偏差经推导：经推导：V
13、o 的相对统计偏差为：的相对统计偏差为：Vo 涨落的均方值为：涨落的均方值为：一、核脉冲计数一、核脉冲计数n1.2计数率计计数率计模拟式线性计数率计模拟式线性计数率计 需需要要注注意意的的是是，虽虽然然增增大大RC，可可以以减减少少相相对对统统计计偏偏差差，但但是是却却降降低低了了响响应应速速度度。因因为为输输出出电电压压读读数数相相对对输输入入计计数数率率变变化化有有着着缓缓慢慢的的响响应应过过程程。设设计计数数率率突突然然从从n1增增加加到到n2，输输出出电电压压Vo将将按按时时间间常数常数RC增长：增长：一般取一般取(35)RC作为作为Vo的读数确立时间。的读数确立时间。一、核脉冲计数一
14、、核脉冲计数n1.2计数率计计数率计模拟式线性计数率计模拟式线性计数率计 二极管泵电路：二极管泵电路：C1充电充电C1放电放电稳定状态下稳定状态下一、核脉冲计数一、核脉冲计数电电路路工工作作在在稳稳定定的的情情况况下下，电电容容C支支路路的的平均电流为零。平均电流为零。只有在只有在 时，时，才与才与n n成正比。成正比。一、核脉冲计数一、核脉冲计数n1.2计数率计计数率计模拟式线性计数率计模拟式线性计数率计 改进型线性计数率计泵电路：改进型线性计数率计泵电路：C1充电充电C1放电放电（不受（不受 的影响）的影响）直直接接充充电电型型三三极管泵电路极管泵电路 一、核脉冲计数一、核脉冲计数密勒积分
15、型泵电路密勒积分型泵电路C1充电充电C1放电放电（不受（不受 的影响）的影响）一、核脉冲计数一、核脉冲计数电荷转移型三极管泵电路电荷转移型三极管泵电路C1充电充电C1放电放电（不受（不受 的影响）的影响）实际电路举例实际电路举例一、核脉冲计数一、核脉冲计数计数率计对输入信号成形的要求计数率计对输入信号成形的要求通常使用双稳态电路成形。通常使用双稳态电路成形。一、核脉冲计数一、核脉冲计数数字式计数率计数字式计数率计 用用数数字字电电路路模模仿仿泵泵电电路路的的方方法法，保保存存模模拟拟计计数数率率计计连连续续指指示示的的优优点点。一一般般，用用计计数数电电路路存存贮贮计计数数来来代代替替电电容容存存贮贮电电荷荷，用用输输入入脉脉冲冲数数来来代代替替定定量量电电容容给给出出的的电电荷荷数数，这这样样与与充充电电过过程程相相对对应应的的是是计计数数电电路路存存贮贮计计数数，而而放放电电过过程程则则对对应应为为每每隔隔一一定定时时间间在在计计数数电电路路已已存存的的计计数数N中中减去一定的计数减去一定的计数N/P。总结总结演讲完毕，谢谢观看！