核仪器概论教学课件ppt核仪器定标器、率表、定时

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1、1核仪器概论2第八章计数设备核辐射测量中经常要测量某一类信号的计数或计数率。如：◇通过测量计数率，测量源的活度。◇通过测量注量率（进入空间某点为中心，单位截面积的粒子数）测辐射场的强度。◇核仪器中很多是通过测量计数率（或计数率的变化）测出所需的物理量。如：料位计、测厚仪、等。3定标器计数率计电路功能一定时间间隔内的输入脉冲数。单位时间内的平均输入脉冲数（计数率）电路构成主要由数字电路构成由模拟电路构成显示方式数字(间歇)显示表头指针(连续)显示常用的计数设备有两种：定标器、计数率计（又称率表）。两者性能比较如下表：4第一节定标器1、功能及常用的测量

2、方式：测量一定时间间隔内的输入脉冲数。为适应不同用户的要求，通常设有几种不同的测量方式。定数测量：手动启动，到预置计数后自动停止测量。定时测量：手动启动，到预置时间后自动停止测量。◇手动测量方式：手动起停。◇半自动测量方式：一、定标器工作原理5◇自动测量方式：开始手动启动自动启动自动复位测量(定时或定数)停止计数(显示结果)62、电路组成和各部分的作用：输入电路计数系统控制系统定时系统低压电源高压电源隔离、极性、成形计数、预置计数计时、预置时间接探测器73、原理电路：8994CCNIM™DualCounterandTimer4、产品实例：95、主要

3、技术指标：1)、对输入脉冲的要求：2)、计数容量：能计数的最大值。3)、定时时间：能计时的最大值。4)、fmax：不引起计数率损失条件下能记录的周期信号的最高频率。5)、分辨时间τ：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。如：输入信号宽度：0.1~100μS，幅度：200mV~2V，极性：＋或－10二、定标器的计数误差1、统计涨落引起的误差：标准偏差：相对统计偏差：若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。112、定标器的计数损失：例：若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

4、为多少？答案为：有50％的计数损失。分析原因：设射线信号的平均计数率为n，则在分辨时间τ内可能出现的平均计数为nτ。即每计一个脉冲之后就可能有nτ个脉冲被漏计。12若相对计数损失为L：丢失数被记录数＋丢失数讨论：a、当时，L50%13b、将上式变形，将n用L和τ表示若L<<1（计数损失很小）则：结论：用定标器测量随机信号时，允许输入的最大平均计数率n比定标器的指标fmax要小的多。如：要求计数率损失为1％或0.1％，则n比fmax要小二、三个量级。14一、计数率计的基本原理1、电路构成的指导思想：nV（或I）∝n电路n等电压信号等电荷信号V（或I）

5、∝n123第二节计数率计（率表）152、原理电路（先讲上图中的第3部分电路）Q（平均计数率为n）RI2nQV2电路RI2nQV2I2＝nQV2＝I2*R=nQ*R(与n成正比)16以上电路指针摇摆的会非常厉害，以至不能读数。因此必须加入一个大的电容。所以加入C后不影响V（或I）∝n的关系。QCRI2nQV2电路稳定后，单位时间内，电容上充入电荷的量应等于释放的电荷量。C支路的平均电流等于零。17由于输入的是随机信号。所以V2、I2将围绕平均值涨落。虽加入C，但表头指针仍有一定摆动，使读数产生误差。3、计数率计读数的相对统计偏差经推导：V2的相对统计

6、偏差为：V2涨落的标准偏差为：184、计数率计的读数建立时间当计数率突然由0增加到n时，将按时间常数RC增加。即：经3RC或5RC的时间可达95%或99%。所以一般取（3-5)RC作为的读数建立时间。19二、计数率计的基本电路1、二极管泵电路C1充电C1放电稳定状态下20电路工作稳定后，电容C支路的平均电流为零。只有在时，才与n成正比。推导与n的关系：即:思考：结合电路从物理概念上解释上述电路线性差的根本原因。212、密勒积分型线性率表C1充电C1放电（不受的影响）223、率表对输入信号成形的要求通常使用双稳态电路成形。234、实验用率表电路图24

7、第九章时间检出与符合测量第一节时间检出（Timepickoff）一、概述1、定义：能够从探测器或放大器的输出信号检测出粒子入射时间的信息的技术，称为时间检出。实现时间检出的电路被成为“时检电路”或“定时电路”。25◇测激发态寿命◇通过测量中子的飞行时间测定中子能量◇符合测量（时间单道的概念）◇位置灵敏测量2、测量粒子入射时间，有着重要的应用。如：263、时间检出系统示意图：探测器快放大器时检电路﹡iDv1vo﹡iDv1votttt理想情况下各点波形：27二、前沿定时（LE）(LeadingEdgeTriggeringTiming)1、原理电路定时时

8、间282、定时时间将输入信号用方程式表示如下：（V1为信号最大幅度，tM为上升时间）定时时间：291）信号幅度和上升时间变