книги из ГПНТБ / Мяздриков О.Я. Дифференциальные методы гранулометрии

ных сигналов, амплитуда которых ниже определенного порогового значения. Если амплитуда входных сигналов больше U[, то экспандер усиливает их разность (UBX-—• £/,) и коэффициент усиления становится равным посто­ янной величине Л'. Начиная со значения амплитуды входного сигнала U2, выходной сигнал ограничивается постоянным уровнем U'2. Если коэффициент усиления экспандера равен К, то и ширину окна как разность по­ рогов дискриминации, следует увеличить в К раз. Од­ нако при пересчете ширины окна к входу экспандера ве­ личина ширины сохранится прежней. Увеличение шири­ ны окна в К раз приводит к тому; что относительная нестабильность порогов дискриминации уменьшается также в К раз.

многократно. Поэтому целесообразно в анализатор

вала времени выдается результат, отпечатанный на ленте.

Существуют две основные схемы автоматизации. В первом варианте схемы устанавливается строго опре­ деленный интервал времени, по истечении которого счет прекращается и осуществляется опрос. Эта информация подается на цифропечатающее устройство. После оконча­ ния печати автоматически устанавливается новое значе­ ние порога; декады; счетной схемы приводят в исходное состояние и включается входная цепь анализатора. Дли­ тельность экспозиции определяется специальным устрой­ ством— таймером. Таймер состоит из стабильного гене­ ратора, как правило, кварцевого, и пересчетной схемы с регулируемым коэффициентом пересчета. После набора за данного числа импульсов таймер выдает управляющий сигнал, останавливающий счет.

Очевидно, что при различных порогах дискримина­ ции число зарегистрированных импульсов будет разное. Следовательно, будет различной и статистическая по­ грешность, которая зависит от числа зарегистрирован­ ных импульсов. В некоторых случаях необходимо, что-

160

бы статистическая погрешность по всему спектру была одинаковой, т. е. чтобы каждый раз набиралось одно и то же число импульсов. Естественно, что в этом случае время, необходимое для набора этого числа импульсов, будет меняться в зависимости от положения окна. Вто­ рой вариант автоматизации однокаиальиых дифферен­ циальных анализаторов предусматривает именно такой режим работы. При этом режиме на бумажной ленте от­ мечается величина экспозиции, соответствующая данно­ му положению окна.

Рассмотрим некоторые дополнительные вопросы, связанные с использованием однокаиальиых дифферен­ циальных анализаторов. Прежде всего определим вли­ яние на точность получаемой ширины окна дифферен­ циального анализатора.

В пределах ширины окна анализатор не «чувствует» разницы в амплитудах сигналов. Следовательно, макси­ мальная абсолютная погрешность при определении ам­ плитуды сигнала Um будет равна ширине «окна» и будет постоянна для всего диапазона амплитуд. Относительная

грешности б спектр амплитуд импульсов, анализ кото­ рого следует выполнить, ограничивается некоторой ми­ нимальной величиной.

Возможным источником погрешности является не­ правильный выбор шага пороговых напряжений дискри­ минатора. Эта погрешность исключается тем, что пороги дискриминации изменяются на величину выбранного ок­ на для любых значений последнего, предусмотренных в данном дифференциальном анализаторе.

Однако необходимо иметь в виду, что увеличение ширины окна приводит не только к увеличению абсо­ лютной и относительной погрешности, но и может ис-

161

казить действительную картину распределения импуль­ сов по амплитудам.

Источником погрешностей может быть также пере­ грузка усилителя, т. е. изменение коэффициента усиле­ ния при очень большом числе импульсов, поступающих

ния. В результате возможны искажения действитель­ ного спектра импульсов. По этой причине нецелесо­ образны загрузки свыше 104 импульсов в 1 с даже в тех случаях, когда используются специальные типы усилите­ лей.

При исследовании спектра с помощью одмоканального анализатора окно последовательно смещается, т. е. одна и та же операция повторяется п раз, что определя­ ется диапазоном исследуемых амплитуд и выбранной шириной «окна». Полное время, необходимое в этом случае для снятия кривой распределения в интервале порогов дискриминации от Ux до И2, при ширине окна AU и при заданной статистической точности-будет

могло бы регистрировать исследуемые амплитуды одно­ временно по всем каналам. Такое устройство обычно на­ зывают многоканальным амплитудным анализатором.

Однако переход к многоканальным анализаторам при условии получения той же статистической точности, что и при одноканалыном анализаторе, не обеспечивает

нальных систем значительно больше, чем одноканальных. Но многоканальные системы позволяют значитель­ но повысить точность измерений.

Обратимся в качестве примера к кондуктометричес-

162

кому методу. Напомним, что при его рассмотрении принимались следующие допущения: счетная концентра­ ция и распределение анализируемой суспензии постоян­ ны по всему объему и неизменны во времени. Отклоне­ ния этих параметров являются источником трудно учитываемых погрешностей, которые неизбежно проявля­

срабатывание той из схем антисовпадений, на которую

т. д. Поэтому он не получил широкого распространения и абсолютное большинство современных многоканальных

нал преобразуется в прямоугольный импульс стандарт­ ной амплитуды, длительность которого пропорциональ­ на амплитуде исследуемого сигнала. Дальнейшая опе­

тенциал катода лампы Л\, а следовательно, и напря­ жение на конденсаторе С\ на величину Uc. По оконча­ нии сигнала лампа Л\ запирается, и конденсатор С\ на­ чинает разряжаться через пентод Л2. Так как ток пенто­ да мало зависит от анодного напряжения, то и ток разрядки этого конденсатора будет почти постоянным. Следовательно, напряжение на конденсаторе будет из­ меняться не по экспоненте, а по линейному закону. По­ этому для времени разрядки получаем следующее выра­ жение:

т. е. время разрядки зависит только от амплитуды вход­ ного сигнала.

164

Более четкое управление электронными цепями обе­ спечивают импульсы прямоугольной формы, которые вырабатываются, например, триггером с пороговым на­ пряжением U. Длительность прямоугольного импульса, формируемого триггером, пропорциональна амплитуде входного сигнала. Этот импульс управляет работой ге­ нератора синусоидальных колебаний, схема которого приведена на рис. 66. Она состоит из катодного повтори­ теля Л[ и генератора Л2. Контур LC шунтируется эк­ вивалентам сопротивлением R3, которое у открытой

Рис. 66. Принципиальная схема генератора сину­ соидальных напряжений

лампы Л\ невелико. Поэтому колебательный режим в контуре возникает только тогда, когда лампа Л\ закрыва­ ется отрицательным импульсом.

Общее число колебаний за время действия импульса определяется его длительностью

ной длительности вновь преобразуются в импульсные с тем же числом импульсов N. Формирование импульсов осуществляют триггером Шмидта с дифференцирую­ щим звеном в анодной цепи.

Допустим теперь, что эти импульсные посылки на­ пряжения с различным числом импульсов в группе по­ ступают на многоканальный анализатор (см. рис. 64). Для вычисления амплитуды анализируемого сигнала

165

в этом случае надо умножить число импульсов на выхо­ де амплитудиовремепиого преобразователя на масштаб,,

сылке эквивалентно номеру канала, т. е. определенному размеру зарегистрированной частицы.

Любой многоканальный анализатор должен обеспе­ чить накопление информации о числе импульсов, заре­ гистрированном в каждом канале. Соответствующее уст­ ройство называют регистрирующим. Одновременно это

где эта информация должна храниться необходимое время.

Эту задачу в принципе может выполнить электроме­ ханический счетчик импульсов с той или иной пересчет­ ной схемой. Но при большем числе каналов соответст­ вующий анализатор получится громоздким, поэтому в современных многоканальных анализаторах в качестве систем регистрации используются феррнтовые сердечни­ ки и магиитострикционные линии задержки [6, 13].

В заключение отметим, что для наблюдения за про­ цессом записи поступающей информации в многока­ нальных анализаторах применяются электроннолучевые трубки. При этом электронный луч синхронно с очеред­ ностью опроса ячеек памяти движется по экрану труб­ ки, образуя растр из слабо светящихся точек. Положе­ ние каждой из таких точек соответствует положению ячейки памяти, т. е. определенному номеру канала ана­ лизатора амплитуд. Точки растра, соответствующие ячейкам памяти, содержащим ту или иную информа­ цию, подсвечиваются сильнее. По окончании процесса регистрации схема переводится в режим непрерывного опроса памяти, при этом результат анализа представ­ ляется в виде растрового спектра на экране трубки.

Подобные сведения по многоканальным амплитуд­ ным анализаторам и их технические характеристики можно найти в ряде источников [6, 13, 16],

166

3.Адгезия. Под ред. Дебройна. М., Изд-во иностр. лнт-ры, 1954, 584 с. с ил.

4.А р а л о в М. С. Выпуклые характеристики в пентодах и их свой­ ства. М.—Л., «Энергия», 1966. 112 с. с ил.

8.В о л к о в В. М. Логарифмические усилители. Киев, Гостехиздат, УССР, 1962. 244 с. с пл.

т.I , № 2, с. 230—239 с ил.

13.В я з е м с к и и В. О. и др. Сцннтилляционный метод в радиомет­ рии. М., Атомиздат, 1961. 430 с. с ил.

14. Г л а з е и а л М. С , М я з д р и к о в О. А., Н и к о л а е в О. С. — «Труды ЛИАП», вып. 51, 1966 с. 62—70.

15.Г о л ь д с м и т В.. Удар. Теория и физические свойства соударяемых тел. М., Изд-во иностр. лит., 1965. 448 с. с ил.

16.Дозиметрическая, радиометрическая и электронно-физическая ап­ паратура и ее элементы. Каталог, М., Атомиздат, 1968, 410 с.

20.И в а н и ц к и й Г. Р., Л и т и и с к а я А. Л., Ш и х м а т о в В. Л. Автоматический анализ микрообъектов. М.—Л., «Энергия», 1967.

224 с. с ил.

21.К о у з о в П. А. Основы анализа дисперсного состава промышлен­

167

с.1319—1320 с пл.

29.М я з д р и к о в О. А. — «Заводская лаборатория», 1968, т. XXXIV, № 3, с. 297—30!.

33.С о б о л е в а Н. А. и др. Фотоэлектронные приборы. М., «Наука», 1965. 592 с. с ил.

34.С а и и и А. А. Электронные приборы в ядерной физике. М., Физматгнз, 1961. 615 с. с ил.

35.С м о л о в В. Б. Диодные функциональные преобразователи. М., «Энергия», 1967. 136 с. с ил.

p. 125—128.

49.M a 11 e г e n G. F. Т., В г а с k e 11 F. S., О 1 s о п В. I . — «J. Appk. Physiob, 1957, № 10, p. 56.

p.32—39.

56.W a c h t e l P. E. La Мег V. K. J. Colloid Sef., 1962, v. 17. p. 531.

168