Первичный информационный анализ объекта исследования.

Первичный информационный анализ объекта исследования.

Эксперименты , подобные рассмотренному , требуют для своего проведения целого комплекса электронной аппаратуры . (рис.1.3).
рис.1.3
Каждые три детектора мозаики объединены в одну спектрометрическую ячейку и подключены к зарядочувствительным спектрометрическим предусилителям СПУ. Такое объединение позволяет сократить требуемое количество предусилителей с 66 до 22 практически без ухудшения энергетического разрешения тракта. Далее с помощью специальных линейных пропускателей ЛП сигналы со всех ППД объединяются в единый спектрометрический тракт Е.
Как уже отмечалось выше, с каждого ППД снимается , кроме спектрометрического , ещё и временной сигнал. Этот сигнал несёт в себе информацию о моменте регистрации осколка и о номере сработавшего детектора. Пройдя через быстрый предусилитель БПУ , сигналы с ППД поступают в блок формирователей адреса и дискриминаторов ФАД, который объединяет временные сигналы в единый временной тракт Т и, кроме того, формирует двоичный код адреса сработавшего детектора А.
Объединенные временные сигналы с мозаик М1 и М2 проходят через быстрые формирователи Ф1 и Ф2 , осуществляющие привязку к переднему фронту импульса, и запускают «генераторы ворот» ГВ1 и ГВ2 , формирующие относительно длинные импульсы, перекрывающие возможный диапазон измеряемых времён пролёта (50-150 нс). Эти импульсы поступают на схемы совпадений СС1 и СС2 , на вторые входы которых приходит задержанный на линии задержки ЛЗ сигнал нуля времени. Схемы совпадений СС1 и СС2 фиксируют заряженные частицы, прошедшие через детектирующую пластинку устройства нуля времени и мозаику детекторов в пределах установленного временного диапазона. Выходные сигналы схем СС1 и СС2 служат в качестве стартовых для время-амплитудных преобразователей ВАП1 и ВАП2 соответственно. Стоп-сигналами для них являются задержанные сигналы формирователей Ф1 и Ф2 . Преобразователи ВАП1 и ВАП2 формируют импульсы, амплитуды которых пропорциональны пролётным временам регистрируемых частиц. При этом отсчёт ведётся в обратной шкале времени. Запуск ВАП сигналом от ППД мозаики, а остановка сигналами от детектора нуля времени позволяют заметно снизить фон случайных срабатываний. Действительно, плотность потока сигналов от детектора нуля времени составляет в реальных условиях около 10000 в 1с, а от мозаик – всего несколько импульсов в 1с.
Сигналы с выходов ВАП1 и ВАП2 , несущие информацию о пролётном времени, а также спектрометрические сигналы с выходов линейных пропускателей поступают через усилители У в блок из четырёх амплитудно-цифровых преобразователей АЦП , преобразующих входные аналоговые величины в цифровые коды.
Схема совпадений СС3 выделяет парные осколки, т.е. события , подлежащие регистрации. Каждое такое событие даёт сигнал прерывания в ЭВМ и инициирует передачу информации об одном событии из АЦП в память ЭВМ. Одновременно в ЭВМ поступает код номера сработавшего детектора А.
В ЭВМ выполняется двухэтапная обработка экспериментальных данных. На первом этапе данные корректируются , пересчитываются из условных кодов в размерные физические величины и запоминаются в запоминающих устройствах . На втором этапе происходит окончательная обработка: построение двухмерных матриц , и других , нахождение моментов распределений, графическое представление обработанной информации.
На приведённом выше примере можно выявить характерные особенности организации ядерно-физического эксперимента, заключающиеся в том , что неотъемлемой частью большинства современных экспериментальных установок являются устройства, способные выполнять вычислительно-управляющие функции. При таком подходе к автоматизации измерений перед экспериментатором возникает необходимость решения трёх основных вопросов:
выбор типа вычислительно-управляющего устройства для работы в составе измерительного комплекса;
установление связи с этим устройством в той части оборудования, которая по условиям работы должна взаимодействовать с ним в ходе эксперимента;
программирование работы вычислительно-управляющего устройства для выполнения всем комплексом определённых функций в ходе измерений.
Для грамотного решения многих проблем, связанных с созданием автоматизированных измерительных систем , необходимо иметь представление о современных технических и программных средствах, используемых при организации экспериментальных комплексов.
На рис.1.4 в наиболее общем виде представлена структура связи между основными техническими средствами современных измерительных комплексов.
рис.1.4
Измерительная аппаратура эксперимента.
Состав измерительной аппаратуры , используемой в эксперименте, определяется конкретной задачей , для решения которой создаётся измерительная система. В каждой области исследования обычно существует свой базовый набор измерительной аппаратуры . Так , при проведении экспериментальных работ в ядерной физике часто используют различные устройства временного и амплитудного отбора событий , амплитудно-цифровые и время-цифровые преобразователи, счётчики импульсов и некоторую другую аппаратуру. Вопросы функционирования подобного рода аппаратуры, предназначенной для ядерно-физических исследований , и её характеристики достаточно подробно рассматриваются в соответствующих курсах типа «Ядерная электроника», «Основы электронных методов ядерной физики»ит.д.
К техническим средствам , которые применяются непосредственно для автоматизации научных исследований, обычно относят вычислительные устройства, входящие в состав экспериментального комплекса, и средства их связи с измерительной аппаратурой эксперимента.