Файл: Мяздриков О.Я. Дифференциальные методы гранулометрии.pdf

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