SU546024A1 - Device for measuring electron beam current - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА ЭЛЕКТРОННОГО ПУЧКА(54) DEVICE FOR MEASURING ELECTRON BEAM CURRENT

Изобретение относитс к электротехнике, а конкретнее к датчикам дл  измерени  тока электронного луча и может найти прим енение в установках дл  размерной о-бработки, электронных микроскопах и в ускорительной технике .The invention relates to electrical engineering, and more specifically to sensors for measuring the current of an electron beam, and can be found in applications for dimensional processing, electron microscopes and in accelerator technology.

Известны устройства дл  измерени  полож-ен .ИЯ и тока электронного лучка 1. В них примен ютс  прозрачные датчики, обладающие невысокой чувствительностью.Devices are known for measuring the position of the LI and the electron beam current 1. They use transparent sensors with low sensitivity.

Наиболее близким к предложенному  вл етс  устройство дл  измерени  тока электронного пучка, содержащее .-прозрачный дл  пучка датчик и систему измерений 2. Это устройство также обладает невысокой чувствительностью , что ограничивает область его применени .The closest to the proposed is a device for measuring the current of the electron beam, containing a .beam-transparent sensor and measurement system 2. This device also has a low sensitivity, which limits its scope.

Цель изобретени  - повышение чувствительности устройства.The purpose of the invention is to increase the sensitivity of the device.

Цель достигаетс  тем, что в предлагаемом устройстве в качестве датчика использован магнитный усилитель с тороидальной формой сердечников.The goal is achieved by the fact that in the proposed device a magnetic amplifier with a toroidal shape of cores is used as a sensor.

На чертеже изображена п ринцилиальна  схема предлата-емого устройства.The drawing shows the pincalial scheme of the device being offered.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Тороидальный датчик полного тока /, возбуждаемый переменным током генератора 2 с усилителем мощности 3 прео бразует от1клонение основного магнитного лотока за счетThe toroidal total current sensor / excited by alternating current of generator 2 with power amplifier 3 alters the deviation of the main magnetic current due to

ПОЛЯ электронного луча в электродвижущую силу, котора  усиливаетс  избирательным усилителем 4, выпр мл етс  фазочувствительным детектором 5, после чего поступает либо в измерительное устройство, либо в схему обратной св зи, обеспечивающую автоматическую стабилизацию тока луча.The FIELD of the electron beam into the electromotive force, which is amplified by the selective amplifier 4, is rectified by a phase-sensitive detector 5, after which it enters either the measuring device or the feedback circuit, which automatically stabilizes the beam current.

Принцип анализа значени  э. д. с., пропорциональной величине магнитного пол  луча, аналогичен дринципу обработки сигнала в стержневых феррозондах, работающих на первой, второй и других гармониках. Первичные обмотки датчика, образующие цепь возбуждени , питаютс  синусоидальным напр жением звуковой частоты. Две первичные обмотки включены таким образом, что протекающий в них ток создает магнитные пол , равные по величине и противоположные по направлению . Магнитный сердечник при работе датчика находитс  в ненасыщенном состо нии . Благодар  нелинейной зависимости индукции от напр женности магнитного пол , кроме составл ющих, пропорциональных сумме измер емого и возбужденного в первичных обмотках полей, по вл ютс  мультипликативные составл ющие, пропордиональные произведению этих полей. После соответствующего усилени , фильтрации и выделени  нужных гармоник мультипликативные составл ющие преобразуютс  в полезный сигнал.The principle of analysis of the value of e. D. s., proportional to the magnitude of the magnetic field of the beam, similar to the principle of signal processing in core fluxgate, working on the first, second and other harmonics. The primary windings of the sensor, which form the excitation circuit, are fed by a sinusoidal voltage of an audio frequency. The two primary windings are turned on in such a way that the current flowing into them creates magnetic fields of equal magnitude and opposite in direction. The magnetic core is in an unsaturated state when the sensor is operating. Due to the nonlinear dependence of the induction on the magnetic field strength, in addition to the components proportional to the sum of the measured and excited in the primary windings of the fields, multiplicative components appear that are proportional to the product of these fields. After appropriate amplification, filtering, and extraction of the desired harmonics, the multiplicative components are converted into a useful signal.

33

Чувствительность активного датч-ика тока луча  вл етс  функцией магнитных свойств материала, 1геометрических размеров датчика, количества витков и а-мплитуды вспомогательного ситЕала ,в цепи возбуждени .The sensitivity of the active sensor of the beam current is a function of the magnetic properties of the material, the geometric dimensions of the sensor, the number of turns, and the a-slits of the auxiliary sitEal, in the excitation circuit.

В качестве примера .реализации изобретени  изготовлен л абораторный .макет тороидальното датчика с внутренним диаметром 20 мм, выполненный на пермаллоевых ленточных (шириной 3 мм) сердечниках, обеспеч.ивающий при испытани х порог чувствительности по току луча а. При дромьгшленном изготовлении порог чувствительности может быть еще больше снижен. Таким образом, использование изобретени  позвол  ет суш,ественло повысить чувствительность устройства.As an example of the implementation of the invention, an aboriginal toroid-shaped transducer with an internal diameter of 20 mm was made on permalloy tape (3 mm wide) cores, providing, during testing, the current sensitivity threshold of the beam. In the case of further manufacturing, the threshold of sensitivity can be further reduced. Thus, the use of the invention allows the sushi, naturally increase the sensitivity of the device.

..

546024. «546024. “

Claims (2)

1. Гришаев И. А. и др. Изменение положени  и тока пролетающего импульсного пучка зар женных частиц, ПТЭ, № 4, I960, с. П.1. Grishaev, I.A., et al., Changing the Position and Current of a Passing Pulsed Beam of Charged Particles, ПТЭ, No. 4, I960, p. P. 2. Кузьм.ин А. А. Система измерени  интенсивЕОСти пучка протон.ного синх|ротрона, ПТЭ, № 4, 1962, с. 121 - прототип.2. Kuzm.in, A.A., System for Measuring the Intensity of the Beam of the Proton Synchronous Rotary Tube, PTE, No. 4, 1962, p. 121 is a prototype.