SU1562807A1 - Automatic diffractometer - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к рентгеновской аппаратуре дл  исследовани  материалов методами дифрактометрии. Целью изобретени   вл етс  повышение точности съемки данных дифрактометрического эксперимента. Автоматический дифрактометр содержит блок 1 первичного излучени  с рентгеновской трубкой, держатель 2 образца, блок 9 рентгеновской регистрации с детектором 16, первый шаговый привод 4, на выходном валу которого установлены первый преобразователь 3 угол-код и рентгеновска  трубка 15, второй шаговый привод 6, на выходном валу которого установлены второй преобразователь 5 угол-код и детектор 16, логический блок 7, первый и второй выходы которого подключены к управл ющим входам соответственно первого 4 и второго 6 шаговых приводов, а третий - к входу пуска таймера 8 микроэкспозиции, выход которого подключен к первому входу логического блока 7, второй и третий входы которого подключены к выходам соответственно первого 3 и второго 5 преобразователей угол-код, генератор 10, выход которого подключен к тактирующему входу таймера 8 микроэкспозиции, делитель 11 частоты с посто нным коэффициентом, вход которого подключен к выходу генератора 10, а выход - к тактирующим входам первого 3 и второго 5 шаговых приводов, выход таймера 8 микроэкспозиции подключен к управл ющему входу блока 9 рентгеновской регистрации. 2 ил.This invention relates to X-ray equipment for examining materials by diffractometry. The aim of the invention is to improve the accuracy of imaging data from diffractometric experiment. The automatic diffractometer contains a primary radiation unit 1 with an X-ray tube, a sample holder 2, an X-ray registration unit 9 with a detector 16, a first stepper drive 4, the first angle-code converter 3 and an X-ray tube 15, the second stepping drive 6 are mounted on the output shaft, the output shaft of which has a second angle-code converter 5 and a detector 16, a logic unit 7, the first and second outputs of which are connected to the control inputs of the first 4 and second 6, respectively, stepper drives, and the third to the input start timer 8 microexposition, the output of which is connected to the first input of logic unit 7, the second and third inputs of which are connected to the outputs of the first 3 and second 5 converters angle-code, generator 10, the output of which is connected to the clock input of the timer 8 microexposition, frequency divider 11 with a constant coefficient, the input of which is connected to the output of the generator 10, and the output to the clock inputs of the first 3 and second 5 stepping drives, the output of the microexposition timer 8 is connected to the control input of the X-ray unit 9 registration. 2 Il.

Description

2020

Изобретение относитс  к рентгеновской аппаратуре дл  исследовани  материалов методами дифрактометрии.This invention relates to X-ray equipment for examining materials by diffractometry.

Цель изобретени  - повыше1 10 точности съемки данных дифрактометричес- кого эксперимента.The purpose of the invention is to improve the accuracy of data capture of a diffractometric experiment.

На фиг-. 1 изображена блок-схема автоматического дифрактометра; на фиг.2- временные диаграммы выходных сигналов генератора (iho ) , делител  частоты с посто нным коэффициентом (и()), таймера микроэкспозиции (Ug), первого преобразовател  угол-код (и,) , второ- ., го преобразовател  угол-код (и), логического блока (и ч. - первый выход,In fig-. 1 is a block diagram of an automatic diffractometer; 2, time diagrams of output signals of the generator (iho), frequency divider with a constant coefficient (and ()), microexposure timer (Ug), first angle-code converter (and,), second, angle-converter code (s) of the logic unit (and h. - first exit,

U г - второй выход). iU g - the second exit). i

Автоматический дифрактометр содержит блок 1 первичного излучени , дер- жатель 2 образца, первый преобразователь 3 угол-код, первый шаговый привод 1, второй преобразователь 5 угол- код, второй шаговый привод 6, логический блок 7, таймер 8 микроэкспози- 4Q ции, блок 9 рентгеновской регистрации, генератор 10, делитель 11 частоты с посто нным коэффициентом. Логический блок 7 содержит первый триггер 12 , второй триггер 13, блок ИЛИ-НЕ 14. 5 В состав блока 1 первичного излучени  входит рентгеновска  трубка 15, а в блок 9 рентгеновской регистрации - детектор 16. Рентгеновска  трубка 15 закреплена на радиальном кронштейне Q выходного вала первого шагового привода 1, детектор 16 закреплен на радиальном кронштейне выходного вала второго шагового привода 6. Выход генератора 10 подключен к входу делите- л  11 частоты с посто нным коэффициентом и к тактирующему входу таймера 8 микроэкспозиции, вход пуска которого подключен к третьему выходуThe automatic diffractometer contains a primary radiation unit 1, a sample holder 2, a first angle-code converter 3, a first stepper drive 1, a second angle-converter 5, a second stepper drive 6, a logic block 7, a microexposure timer 8, block 9 X-ray registration, generator 10, frequency divider 11 with a constant coefficient. Logic block 7 contains the first trigger 12, the second trigger 13, the OR-NOT block 14. 5 The unit 1 of the primary radiation includes an X-ray tube 15, and the block 9 of the X-ray recording contains a detector 16. The X-ray tube 15 is mounted on the radial bracket Q of the output shaft the first stepper drive 1, the detector 16 is fixed on the radial bracket of the output shaft of the second stepper drive 6. The generator output 10 is connected to the input of the frequency dividers 11 with a constant factor and to the clock input of the microexposition timer 8, the start input of which connected to the third output

00

, ,

Q 5 Q Q 5 Q

логического блока 7, а выход - к управл ющему входу блока 9 рентгеновской perMctpaiiHH и первому входу логического блока 7, второй и третий входы которого подключены к выходам, соответственно первого и второго преобразователей 3 и 5 угол-код, а первый и второй входы - к управл ющим входам соответственно первого и второго шаговых приводов k и 6. Тактирующие входы шаговых приводов k и 6 подключены к выходу делител  11 частоты с посто нным коэффициентом, на их выходных валах установлены соответственно первый и второй преобразователи 3 и 5 угол-код. Первый вход логического блока 7  вл етс  первым входом блока ИЛИ-НЕ 1, второй вход - импульсным входом сброса триггера 12, третий вхо/1 - импульсным входом сброса триггера 13, первый выход логического блока 7  вл етс  выходом триггера 12, второй выход - выходом триггера 13, третий выход - выходом блока ИЛИ-НЕ 1, который также подключен к входам установки триггеров 12 и 13. Выход триггера 12 подключен также к второму вхору блока И, а выход триггера 13 - к третьему входу блока 1), В дифрактометре блок 1 первичного излучени  реализован на базе рентгеновского питающего устройства ПУР-5/50 и рентгеновской трубки БСВ-24 в защитном кожухе, установленной на оычаге первого вала гониометра (первого шагового привода ).logic block 7, and the output to the control input of the X-ray unit 9 perMctpaiiHH and the first input of the logic unit 7, the second and third inputs of which are connected to the outputs of the first and second converters 3 and 5 angle-code, and the first and second inputs to To the control inputs of the first and second stepper drives k and 6, respectively. The clock inputs of the stepper drives k and 6 are connected to the output of the frequency divider 11 with a constant coefficient, and the first and second converters 3 and 5 are angle-code on their output shafts. The first input of logic block 7 is the first input of the OR-NOT 1 block, the second input is the pulse reset input of trigger 12, the third input / 1 is the pulse reset input of trigger 13, the first output of logic block 7 is the trigger output 12, the second output is output trigger 13, the third output - the output of the block OR NOT 1, which is also connected to the installation inputs of the trigger 12 and 13. The output of the trigger 12 is also connected to the second socket of the AND block, and the output of the trigger 13 to the third input of the block 1), In the diffractometer unit 1 primary radiation is based on X-ray supply device PUR-5/50 and X-ray tube BSV-24 in a protective casing installed on the oyagag of the first shaft of the goniometer (the first step drive).

В качестве держател  2 образца может быть использован держатель из комплекта ДРОН.As the sample holder 2, the holder from the DRON kit can be used.

Шаговые приводы 1 и Ј могут быть выполнены на базе двигателей ДШ-01А. Они  вл ютс  основой мшематическойStepper drives 1 and Ј can be made on the basis of engines LH-01A. They are the basis of the moschemic

5five

схемы гониометра; повороты двигателей через редукторы передаютс  на коаксиальные выходные валы. Электрическа  часть привода выполнена по типовой схеме, включающей в себ  ключ, управл ющий прохождением импульсов с тактирующего входа по сигналам управл ющего входа. Импульсы с ключа поступают на распределитель импульсов, выходные сигналы которого через дешифратор подаютс  на усилитель мощности , который непосредственно коммутирует фазы шагового двигател .goniometer diagrams; The turns of the engines are transmitted to the coaxial output shafts through the gearboxes. The electrical part of the drive is made according to a typical circuit including a key controlling the passage of pulses from the clock input by the signals of the control input. The pulses from the key arrive at the pulse distributor, the output signals of which through a decoder are fed to a power amplifier, which directly switches the phases of the stepper motor.

Преобразователи 3 и 5 угол-код могут быть выполнены на базе опто- электронных дачиков.Converters 3 and 5 angle-code can be made on the basis of opto-electronic sensors.

Элементы логического блока 7 выполнены на интегральных схемах К155ТК2 и К155ЛЕ. Импульсный вход установки триггеров в нулевое состо ние обеспечиваетс  подключением D-входа к логическому уровню О, а С-входа - к входному сигналу (выходу преобразовател  3 или 5). 1 Генератор 10 можно выполнить на микросхемах К155-ПАЗ, частота его стабилизирована кварцевым резонатором 100 кГц. Делитель 11 частоты выполнен на трех последовательно соединен- 30 регистрации) и т.д.The elements of logic block 7 are made on integrated circuits K155K2 and K155LE. The pulse input of setting the triggers to the zero state is provided by connecting the D input to the logic level O, and the C input to the input signal (output of the converter 3 or 5). 1 Generator 10 can be performed on K155-ESD chips, its frequency is stabilized by a 100 kHz quartz resonator. Frequency divider 11 is made on three serially connected recordings, and so on.

ных счетчиках К155ИЕ5, выход делител  снимаетс  с выхода 12 последнего счетчика.K155IE5 meters, the divider output is removed from output 12 of the last counter.

Таймер 8 микроэкспозиции может быть выполнен на микросхеме КР5ЙОВИ53 в канале 0 (счетчик СТО). Счетчик ра- ботает в режиме 1: программируемый ждущий мультивибратор. Тактирующим входом таймера 8 служит вход CLKO (вывод 9)- входом пуска - вход GATE (вывод 11), выходом - выход OVTO (вывод 10).Timer 8 microexposure can be performed on a KR5YOVI53 microcircuit in channel 0 (one HUNDRED counter). The counter operates in mode 1: programmable standby multivibrator. The clock input of timer 8 serves as the CLKO input (pin 9) - the start input is the GATE input (pin 11), the output is the OVTO output (pin 10).

Блок 9 рентгеновской регистрации включает в себ  блок детектировани  БДС-6 и аппаратуру комплекса базового рентгеновского КБР-1. Комплекс КБР-1 управл етс  -микро-ЭВМ Электрони-. ка-60, котора  взаимодействует с модул ми КАМАК через модуль КонтроНепосредственно с ет установка требуем роэкспозиции Ј/л«э на дение валов шаговых в заданные исходные операции выполн ютс  равлени , передаваем ЭВМ, котора  находит ка 9 рентгеновской рThe X-ray registration unit 9 includes the BDS-6 detection unit and the equipment of the base X-ray complex KBR-1. The CBR-1 complex is controlled by a microcomputer Electroni-. ka-60, which interacts with the CAMAC modules through the module Uncontrolledly with the installation, require the эк / l э "output of the stepper shafts in the specified initial operations, the following are performed, transmit the computer, which finds 9 x-ray

4Q св зи с другими блок так как в процессе с не взаимодействует.4Q communication with other block as in the process with does not interact.

Рентгеновский пот трубкой 15, направл X-ray sweat tube 15, directed

45 мый образец, установ теле 2 образца. Дифр разцом рентгеновский етс  в детектор 16 (п геновского потока на 45th sample, installed 2 samples. The diffr x-ray diffraction detector in detector 16 (n gene flow per

лер МКК011. Модуль Источник питани  50 зано).Lehr MKK011. Power supply module 50 Zano).

15628071562807

00

аналоговый выход которого полключей к регистрирующему прибору А550-022. Счетчик-таймер устанавливаетс  в исходное (нулевое) сосото ние сигналами от микро-ЭВМ, котора  также накапливает и обрабатывает информацию, сформированную на счетчике-таймере. Вход Пуск на передней панели модул  Счетчик-таймер МК0101  вл етс  управл ющим входом блока 9 рентгеновской регистрации, который подключен также к модулю Регистр запросов ФК 7V1, через который на микро-ЭВМ поступают сигналы об отработке микрошага .Analog output of which is a half-switch to the recording device A550-022. The counter-timer is set to the initial (zero) state by signals from the micro-computer, which also accumulates and processes the information generated on the counter-timer. The Start input on the front panel of the module Counter-Timer MK0101 is the control input of the X-ray detection unit 9, which is also connected to the FC Query Register 7V1 module, through which micro-computers receive signals about microscope testing.

Автоматический дифрактометр работает следующим образом.Automatic diffractometer works as follows.

На подготовительном этапе произво0 д т установку блоков в исходное состо ние . На этом этапе устанавливают параметры первичного излучени  путем задани  режима работы рентгеновской трубки с помощью задатчиков на рент5 геновском питающем устройстве, устанавливают необходимые щели, задают питающие напр жени  дл  детектора, параметры амплитудного дискриминатора его сигналов (в блоке рентгеновскойAt the preparatory stage, the blocks will be set to their initial state. At this stage, the parameters of the primary radiation are set by setting the operating mode of the x-ray tube using setters on the X-ray supply device, the necessary slots are set, the supply voltages for the detector are set, the parameters of the amplitude discriminator of its signals (in the X-ray unit)

5five

Непосредственно съемке предшествует установка требуемого времени микроэкспозиции Ј/л«э на таймере 8 и выведение валов шаговых приводов ч и 6 в заданные исходные положени . Эти операции выполн ютс  по сигналам управлени , передаваемым из управл ющей ЭВМ, котора  находитс  в составе блока 9 рентгеновской регистрации, ееDirectly shooting is preceded by setting the required microexposure time Ј / l на e on timer 8 and removing the shaft of the stepping drives h and 6 to the predetermined initial positions. These operations are performed on the control signals transmitted from the control computer, which is part of the X-ray registration unit 9, its

Q св зи с другими блоками не показаны, так как в процессе съемки она с ними не взаимодействует.The Q links with other blocks are not shown, since in the process of shooting it does not interact with them.

Рентгеновский поток, генерируемый трубкой 15, направл етс  на исследуе5 мый образец, установленный на держателе 2 образца. Дифрагированный образцом рентгеновский поток направл етс  в детектор 16 (прохождение рентгеновского потока на фиг.1 не покаThe x-ray flux generated by tube 15 is directed to the sample under test, mounted on sample holder 2. The sample diffracted x-ray flux is directed to the detector 16 (the x-ray flux in FIG.

высоковольтный МКП011 обеспечивает питание детектора БДС-6. Выходные сигналы детектора преобразуютс  в модуле Дискриминатор, амплитудный МК0021 в сформированные импульсы, которые подсчитываютс  в модуле Счет- чик-таймер МК0101, а при аналоговой регистрации интегрируютс  в модуле Измеритель скорости счета MKOt22, .High-voltage MKP011 provides power to the BDS-6 detector. The output signals of the detector are converted in the discriminator module, the amplitude MK0021 into the generated pulses, which are counted in the module Counter-timer MK0101, and when analog recording is integrated into the module MKOt22 count rate meter,.

Импульсы генератора 10 стабильной частоты поступают на тактирующий вход таймера 8 микроэкспозиции. Эти импульсы направл ютс  также на вход делите- л  11 частоты с посто нным коэффициентом . Выходные импульсы делител  11 частоты поступают на тактирующие входы шаговых приводов k и 6.При наличии разрешающего сигнала на управл ющих ,The pulses of the generator 10 of a stable frequency are fed to the clock input of the timer 8 microexposure. These pulses are also directed to the input of the frequency divider 11 with a constant coefficient. The output pulses of the frequency divider 11 are fed to the clock inputs of stepper drives k and 6. If there is an enable signal to the control,

входах шаговых приводов каждый им-.. пульс делител  11 частоты вызывает минимальный поворот выходных валов, соответствующий одному шагу шагового двигател , приведенному к выходу привода .the inputs of stepper drives each im-. pulse of the frequency divider 11 causes a minimum rotation of the output shafts, corresponding to one step of the stepper motor, brought to the output of the drive.

Период импульсов генератора 10 определ ет дискретность задаваемой величины микроэкспозиции на таймере 8. Дл  практических приложений удовлетворительна  плавность в назначении времени экспозиции достигаетс  в том случае, когда период импульсов сос- табл ет мкс. Коэффициент деле- ни  делител  11 частоты выбираетс  таким, чтобы его выходные импульсы имели частоту, равную частоте приемистости шаговых двигателей приводов 4 И 6, что обеспечивает максимально допустимую скорость вращени  рентгеновской трубки 15 и детектора 16, установле ных на выходных валах приводов и 6. Характерные частоты приемистости шаговых двигателей от 100 до 1000 Гц.The period of the generator pulses 10 determines the discreteness of the microexposition set point on the timer 8. For practical applications, satisfactory smoothness in setting the exposure time is achieved when the period of the pulses is μs. The division ratio of the frequency divider 11 is chosen so that its output pulses have a frequency equal to the pickup frequency of the stepper motors of the 4 And 6 drives, which ensures the maximum allowable rotational speed of the x-ray tube 15 and the detector 16 installed on the output shafts of the drives and 6. Characteristic frequency pickup stepper motors from 100 to 1000 Hz.

В исходном состо нии логического блока 7 на его первом и втором выходах (выходы триггеров 12 и 13 UT и U-r на фиг,2) имеютс  сигналы, раз- решающие повороты приводов k и 6 (уровень логической 1 на управл ющих входах приводов). Контроль поворотов шаговых Приводов k и 6 осуще- ствл ют соответственно преобразова- тели 3 и ,5 угол-код, установленные на выходных валах приводов. Преобразователи углового положени  вала и код могут быть различными по принципу действи  и характеру выходного г сигнала Рассмотрим в качестве примера преобразователи инкрементного типа , формирующие число-импульсное представление углового кода, когда по вление очередного импульса на вы- ходе преобразовател  свидетельствует о приращении угла на заданную величину , равную его дискретности. В со™ ответствии с типом преобразовател  (выполнен и представленный на фиг.1 логический блок 7: триггеры 12 и 13, блок ИЛИ-НЕ 1.In the initial state of the logic unit 7, its first and second outputs (outputs of flip-flops 12 and 13 UT and U-r in FIG. 2) have signals allowing turns of drives k and 6 (logic level 1 at the control inputs of the drives). The rotation control of the stepping Drives k and 6 implements the converters 3 and 5, the angle-code, respectively, mounted on the output shafts of the drives. Shaft angular position transducers and code can be different according to the principle of operation and nature of the output signal g. Consider as an example incremental type transducers that form the number-pulse representation of the angular code when the appearance of a next pulse at the output of the transducer indicates an increment of the angle equal to its discreteness. In accordance with the type of converter (logical block 7, shown in FIG. 1, is also executed: triggers 12 and 13, block OR-NOT 1.

Рассматриваемый дифрактометр реализует схему съемки 6-8 t при которой образец неподвижен , а сканирование угловых координат производитс  согласованными поворотами на одинаковые углы 6 трубки 15, установленной на выходном валу второго шагоThe diffractometer under consideration implements a shooting scheme of 6-8 t at which the sample is stationary, and the scan of the angular coordinates is carried out by coordinated rotations at the same angles 6 of the tube 15 mounted on the output shaft of the second step

§ о 5 § o 5

0 ,. 5 Q 0,. 5 Q

5five

в0го привода 6. Режим съемки задаетс  йеличиной шага ьв по углу и временем экспозиции (накопление числа импульсов ) дифрагированного потока. Накопление дань...,, - эке 9 рентгеновской регистрации ведетс  при движении трубки 15 и детектора 16 в пределах заданного шага со скоростью, обеспечивающей прохождение шага ьб за врем  Ј,; Требуема  скорость достигаетс  микрошаговым регулированием вращени  валов. Весь шаг &6 представл етс  последовательностью микрошагов Д0«, равных дискретности преобразователей 3 и 5 угол-код, т.е. минимальному контролируемому интервалу поворота вала. При этом каждый микрошаг дбм должен отрабатыватьс  за врем  микроэкспозиции t Мкэ определ емое из соотношени drive 6. The shooting mode is set by the magnitude of the step lb in the angle and the exposure time (accumulation of the number of pulses) of the diffracted flow. The accumulation of tribute ... ,, - eke 9 X-ray recording is carried out when tube 15 and detector 16 are moving within a predetermined pitch with a speed ensuring passage of step bb in time ,; The required speed is achieved by microstep regulation of the rotation of the shafts. The whole step & 6 is represented by a sequence of D0 ' microsteps equal to the discreteness of the converters 3 and 5 angle-code, i.e. minimum controlled shaft rotation interval. At the same time, each microstep dbm must be processed during the microexposure time t Mkie determined from the ratio

&0 t л. а6« .& 0 t l. a6 ".

ьТ№ - Ј;;; т-е- « w L №Т№ - Ј ;;;; te- “w L

Исход  из этой зависимости, перед началом съемки программируетс  таймер 8 микроэкспозиции.Based on this dependence, a microexposure timer 8 is programmed before the start of the survey.

При обработке очередного согласованного микрошага выходных валов возможны два случа : первый, когда требуемый угол поворота на обоих валах отрабатываетс  за врем  микроэкспозиции; второй, когда один или оба вала не успевают повернутьс  на требуемую величину угла за врем  микроэкспозиции .When processing the next matched microstep of the output shafts, two cases are possible: the first, when the required rotation angle on both shafts is fulfilled during the microexposure time; the second, when one or both shafts do not have time to turn by the required angle value during the microexposure time.

Первый случай представлен на фиг.2 микрошагом N. Предыдущий микрошаг (N - 1) завершаетс  формированием на блоке импульса, устанавливающего в исходное состо ние триггера 12 и 13 (входы S) и таймер 8 (вход пуска). Очередной импульс генератора 10 запускает на таймере 8 отсчет времени микроэкспозиции 7ГМКЭ микрошага N: на выходе таймера устанавливаетс  уровень логической 1 (Uв на фигс2). Выходной сигнал таймера 8 поступает на управл ющий вход блока 9 рентгеновской регистрации , разреша  продолжение накоплени  импульсов детектора 16 на счетчике блока 9« Выходные сигналы триггеров- 12 и 13 (1) обеспечивают разрешение приводам Ц и 6 вращать выходные валы. Каждый импульс, поступающий на тактирующие входы приводов t и 6 с делител  11 частоты, вызывает повороты трубки и детектора на величину шага шагового двигатеп , деленную на коэффициент редукции передаточного меха низма - привода - минимальный шаг привода. После нескольких минимальны шагов очередной (з данном примере третий от начала микроэкспозиции) импульс с делител  11 частоты вызывает с задержкой времени лЈ, определ емой динамическими параметрами привода и преобразовател  угол-код, по вление импульса на выходе преобразовател  3 угол-код (Ез на фиг.2). Этот импульс свидетельствует о повороте первого вала не угол, соответствующий микрошагу (единице дискретности преобразовател  угол-код). Передний фронт этого импульса сбрасывает триггер 12 и тем самым выключает повороты первого привода , блокиру .его по управл ющему входу (V. на фиг.2). Аналогично происходит отработка микрошага на втором валу (в данном примере четвертый от начала микроэкспозиции импульс делител  11 частоты; Ц и на фиг.2). В результате до окончани  микроэкспозиции .чкэ, определ емой длительностью импульса на таймере 8, трубка 15 и детектор 16, установленный на выходных валах приводов, перестают вращатьс , триггеры 12 и13 выключаютс  (О на выходе ) . Когда на счетчике таймера 8 будет отсчитано заданное число импульсов генератора 10, определ емое временем микроэкспозиции Јгмкэ , его выходной сигнал перейдет в состо ние О. Это приводит к формированию 1 на выходе блока ИЛИ-НЕ и установке триггеров 12 и 13 и таймера 8 в исходное состо ние.The first case is represented in Fig. 2 by microstep N. The previous microstep (N - 1) is completed by forming on the block a pulse that sets up the trigger states 12 and 13 (inputs S) and timer 8 (start input). The next impulse of the generator 10 starts on timer 8 a countdown of the microexposition time 7GMCE of microstep N: at the output of the timer a level of logical 1 is set (Ub in Figs2). The output signal of the timer 8 is fed to the control input of the X-ray recording unit 9, allowing the accumulation of pulses of the detector 16 to continue on the counter of the 9 "Trigger-12 and 13 (1) output signals allow the drives C and 6 to rotate the output shafts. Each pulse arriving at the clock inputs of the t and 6 drives of the 11 frequency divider causes the tube and detector to rotate by the step size of the stepper motor divided by the reduction ratio of the drive mechanism — the drive — the minimum drive pitch. After several minimal steps, the next (in this example, the third from the beginning of the microexposition) pulse from the splitter of the 11th frequency causes a delayed time lЈ determined by the dynamic parameters of the drive and the angle-code converter, the appearance of a pulse at the output of the converter 3 angle-code (Ez .2). This impulse indicates the rotation of the first shaft is not the angle corresponding to the microstep (unit of discreteness of the angle-code converter). The leading edge of this pulse resets the trigger 12 and thereby turns off the turns of the first drive, blocking it at the control input (V. in Fig. 2). Similarly, the micro-step on the second shaft is tested (in this example, the fourth pulse of the frequency divider 11 from the beginning of the microexposition; C and figure 2). As a result, until the end of the microexposure .chke, determined by the pulse duration on timer 8, the tube 15 and the detector 16 mounted on the output shafts of the drives stop rotating, the triggers 12 and 13 are turned off (O on the output). When the specified number of pulses of the generator 10, determined by the microexposure time Јmke, is counted on the counter of timer 8, its output signal will go to state O. This leads to the formation of 1 at the output of the OR NOT block and the installation of the trigger 12 and 13 and the timer 8 to the initial condition.

Очередной импульс генератора 10 снова запускает отсчет времени микроэкспозиции на таймере 8 и блок 9 рентгеновской регистрации продолжает накопление импульсов детектора на очередном (N + 1) микрошаге. Пауза tn между смежными N - N + 1 ) импульсами таймера 8, во врем  которой блокируетс  регистраци  в блоке 9 (прекращение счета без сброса счетчика импульсоа детектора), равна одному периоду импульсов генератора 10. Так как этот период выбираетс  намного меньше времени д,кэ , то и потери времени при переходе на очередной микрошаг дл  первого случа  отработки ничтожны.The next impulse of the generator 10 again starts the microexposition time countdown on timer 8 and the X-ray registration unit 9 continues the accumulation of detector pulses at the next (N + 1) microstep. The pause tn between adjacent N - N + 1) pulses of timer 8, during which registration is blocked in block 9 (termination of counting without resetting the pulse counter detector), is equal to one period of oscillator pulses 10. Since this period is chosen much less than time q then the loss of time during the transition to the next micro step for the first case of working off is negligible.

На примере микрошага (N + 1) рассмотрим второй случай. На этом микрошаге отработка на втором валу (детек62807Using the example of microstep (N + 1), we consider the second case. On this mikroshage working on the second shaft (detek62807

10ten

тор ) требуемого угла поворота происходит до окончани  отсчета времени Јикэ на таймере 8, наблюдаетс  ситуаци , аналогична  микрошагу,N. Однако на первом, валу (трубка), например, из-за сбо  в работе шагового двигател  привода 4.импульс на преобразователе 3 угол-код не по вл етс  до Ю окончани  импульса на таймере 8. Иными словами, времениtmnaоказывалось недостаточно дл  поворота первого вала на угол, соответствующий дискрету (микрошагу) преобразовател  угол-код. 15 В этом случае с окончанием импульса на таймере 8 по управл ющему входу з блоке 9 рентгеновской регистрации блокируетс  накопление импульсов детектора 16, а вращение первого вала 20 продолжаетс , так как триггер 12 осталс  во включенном состо нии (1). И только когда на выходе преобразовател  3 угол-код по вл етс  импульс, свидетельствующий об отработке первым 25 валом заданного угла, сбрасываетс  триггер 12, на выходе блока Н по вл етс  импульс, запускающий таймер 8 и приводы и 6 дл  съемки на очередном микрошаге (N + 2}. Пауза tn 30 (длительность блокировки блока 9) между смежными импульсами таймера 8 во втором случае отработки микрошага непосредственно зависит от превышени  времени поворота любого вала на заданный угол над заданным временем микроэкспозиции. При этом установленное врем  экспозиции на заданном участке (микрошаге) съемки не нарушаетс .torus) of the required angle of rotation occurs before the end of the countdown of time Јic on timer 8, a situation is observed, similar to microstep, N. However, on the first shaft (tube), for example, due to a failure in the operation of the stepper motor of the drive 4. impulse on the transducer 3, the angle-code does not appear until the end of the pulse on timer 8. In other words, the timing was not enough to turn the first shaft the angle corresponding to the discrete (microstep) angle-code converter. 15 In this case, with the end of the pulse on the timer 8, the accumulation of the pulses of the detector 16 is blocked by the control input from the X-ray recording unit 9, and the rotation of the first shaft 20 continues, since the trigger 12 remains in the on state (1). And only when the pulse-code appears at the output of the converter 3, indicating that the first 25 shaft has completed the specified angle, the trigger 12 is reset, the output of block H appears the pulse starting timer 8 and the drives and 6 for shooting at the next microstep ( N + 2}. Pause tn 30 (block 9 blocking time) between adjacent pulses of timer 8 in the second case of microscope mining directly depends on exceeding the turning time of any shaft at a given angle above the set microexposure time. ozitsii a predetermined portion (microstep) shooting is not disturbed.

Что касаетс  погрешностей съемки, обусловленных характером микрошагового вращени  валов, то она не превышает при самых неблагопри тных ситуаци х той, котора  возникает при 45 отклонении положени  вала от заданного на величину дискретности преобразовател  угол-ход. Так как параметры преобразовател  выбираютс  такими, чтобы величина дискретности была в 50 несколько () раз меньше собственной погрешности преобразовател , то указанна  дополнительна  погрешность соответственно незначительна  в общей погрешности съемки. Кроме 55 того, этг составл юща  погрешность существенно ослабл етс  благодар  тому, что формирование показателей интенсивности измер емого потока на шаге производитс  интегрированиемAs for the shooting errors due to the nature of the microstage rotation of the shafts, it does not exceed, in the most unfavorable situations, the one that occurs when the shaft position deviates from the angle-displacement transducer set by the increment of 45. Since the transducer parameters are chosen such that the discreteness value is 50 several () times less than the transducer's own error, this additional error is correspondingly insignificant in the total shooting error. In addition, this component of the error is significantly attenuated due to the fact that the formation of indicators of the intensity of the measured flux at the step is performed by integrating

3535

4040

(накоплением) данных, получаемых на микрошагах, составл ющих данный шаг.(accumulation) of the microstep data constituting this step.

Непосредственно определение отработки заданного шага лв производит- с  в блоке 9 рентгеновской регистрации по числу Nw отработанных микрошагов йв« , задаваемому из соотношени : NM &6/Д& .The direct determination of the development of a specified pitch lv is performed in block 9 of the X-ray recording by the number Nw of spent microsteps «, defined from the relation: NM & 6 / D & .

Завершение регистрации на очеред- ном микрошаге фиксируетс  окончанием импульса таймера 8, поступающего на управл ющий вход блока 9. Когда число импульсов таймера 8 в пределах шагаьб достигает величины Мщ в блоке 9 рентгеновской регистрации, данные, накопленные на всех микрошагах данного шага в счетчике импуль- Сов детектора 16, передаютс  в пам ть а затем счетчик детектора сбрасывает- с  в исходное состо ние дл  накоплени  данных на следующем шаге. Съемка завершаетс  после отработки всех шагов установленного диапазона углов 9 . Достоинством рассмотренного режима съемки  вл етс  также то обсто тельство , что одновременно с цифровым накоплением данных об интенсивности дифрагированного потока может производитьс  аналогова  регистраци  дан- ных, например, на самописце. Дл  этого сформированные надлежащим образом импульсы детектора направл ютс  в интегрирующий узел блока 9 а затем на вход самописца.The completion of registration at the next microstage is recorded by the end of the pulse of timer 8 arriving at the control input of block 9. When the number of pulses of timer 8 within steps reaches the value Msch in block 9 of the x-ray recording, the data accumulated on all the microsteps of this step in the pulse counter The tips of detector 16 are transferred to memory and then the detector counter is reset to its initial state in order to accumulate data in the next step. The survey is completed after all steps in the set angle range 9 have been completed. The advantage of the survey mode considered is also the fact that simultaneously with the digital accumulation of data on the intensity of the diffracted flux, analog data can be recorded, for example, on a recorder. To do this, properly formed detector pulses are sent to the integrating unit of block 9 and then to the recorder input.

Изобретение практически исключает погрешность съемки, обусловленную отставани ми валов от заданного темпа вращени . Врем  экспозиции в предлагаемом дифрактометре формируетс  независимо от шагов привода и с малой дискретностью, позвол ющей достаточно плавно перекрывать весь рабочий диапазон экспозиций. Благодар  этому врем  экспозиции можно назначать с максимальным приближением к расчетному .The invention virtually eliminates the shooting error due to the lagging of the shafts from a given rotation rate. The exposure time in the proposed diffractometer is formed independently of the drive steps and with a small discreteness, which allows sufficiently smoothly to cover the entire working range of exposures. Due to this, the exposure time can be assigned with a maximum approximation to the estimated one.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Автоматический дифрактометр, содержащий блок первичного излучени  с рентгеновской трубкой, содержатель образца, блок рентгенбвской регистрации с детектором, первый шаговый привод, на выходном валу которого установлены первый преобразователь угол-код и рентгеновска  трубка , второй шаговый привод, на выходном валу которого установлены второй преобразователь угол-код и детектор, логический блок, первый и второй выходы которого подключены к управл ющим входам соответственно первого и второго шаговых приводов, а третий - к входу пуска таймера микроэкспозиции выход которого подключен к первому входу логического блока, второй и третий входы которого подключены к выходам соответственно первого и второго преобразователей угол-код, генератор , выход которого подключен к тактирующему входу таймера микроэкспозиции , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений , в него введен делитель частоты с посто нным коэффициентом, вход которого подключен к выходу генератора, выход - к тактирующим входом первого и второго шаговых приводов, а выход таймера микроэкспозиции подключен к управл ющему входу блока рентгеновской регистрации.An automatic diffractometer containing a primary radiation unit with an X-ray tube, sample holder, X-ray detection unit with detector, first stepper drive, on the output shaft of which a first angle-code converter and an X-ray tube, a second stepper drive, on an output shaft of which a second converter is installed -code and detector, logic unit, the first and second outputs of which are connected to the control inputs of the first and second stepping drives, respectively, and the third - to the start input microexposure timer, the output of which is connected to the first input of the logic unit, the second and third inputs of which are connected to the outputs of the first and second converters of the angle-code, the generator, the output of which is connected to the clock input of the microexposure timer, in order to improve the measurement accuracy, A frequency divider with a constant coefficient, whose input is connected to the generator output, the output to the clock input of the first and second stepper drives, and the output of the microexpo timer is entered into it. itsii connected to a control input of an X-ray recording unit. itmnpplhnnnnnrlnnnp itmnpplhnnnnnrlnnnp .2.2