HVSS: Справка по системе


  1. Что такое HVSS
  2. Справочная техническая информация
  3. Главная мнемосхема HVSS.GUI
  4. Мнемосхема HVSS.ITAB
  5. Пользовательские формулы
  6. Соглашения об именовании тегов и кривых

Что такое HVSS

High Voltage Scan System - это высоковольтная сканирующая система.

Целью системы является

  1. Управление высоковольтными источниками напряжения SL15 и SR60 фирмы Spellman.
  2. Сканирование по напряжению SR60 в заданном диапазоне напряжений, с заданным временем задержки и экспозиции.
  3. Регистрации во времени откликов - токов пучка - по разным датчикам, число которых может достигать 14.
  4. Построения спектров - графиков зависимости токов пучка от напряжения SR60 при сканировании.

Сканирующая система высокого напряжения включает:

  1. SL15 - Управляемый источник питания высокого напряжения Spellman SL300 с напряжением до 15 кВ, мощностью до 300 Вт.
  2. SR60 - Управляемый источник питания высокого напряжения Spellman SR6 с напряжением до 60 кВ, мощностью до 6 кВт.
  3. I-7018-R × 2 - два 8-канальных модуля регистрации токов пучка от разных датчиков.
  4. I-7017-R - модуль для регистрации напряжения пучка с высоковольтного делителя.

В оглавление


Главная мнемосхема HVSS.GUI

 

В верхней части окна расположены команды:
- перемещение изображения влево, в данном случае не используется.
- перемещение изображения вправо, в данном случае не используется.
- перемещение изображения вверх, в данном случае не используется.
- перемещение изображения вниз, в данном случае не используется.
- вызов справки.
- открыть файл данных.
- открыть окно с мнемосхемой HVSS.ITAB.
- включить или выключить звуковые эффекты.
- вызвать меню инструментов (для продвинутых пользователей).
- завершить работу программы.

В группе SL15 HV power supply в полях Voltage, Current задаются желаемое (Set) напряжение(Вольт) и максимальный ток (мА).
Ниже отображаются реально принятые (Got) к исполнению напряжение(Вольт) и ток(мА), которые могут слегка отличаться от желаемых из-за разрядности ЦАП.
Ниже отображаются значения кодов (Dac), выставленного ЦАП для задания желаемого напряжения и максимального тока.
Ниже отображается реально выставленное (Get измеренное с помощью АЦП) напряжение и ток SL15.
Ниже отображается реальное значение (Adc) кодов АЦП для напряжения и тока SL15. Следует заметить, что реальное напряжение и ток появляются на выходе источника только при нажатой кнопке HV, когда загорается индикатор ON.
В нижней части группы находятся индикаторы, в которых отображается состояние устройства. Это флаги Interlock (цепь), Fault (ошибка), Connect (статус наличия связи), ON/OFF (включен-выключен). Рядом также находится кнопка включения высокого напряжения HV. При включении кнопки через некоторое время должен загореться индикатор ON, а измеренное напряжение должно установиться в соответствии с заданным желаемым значением.
Кроме того, в группе присутствуют две кнопки Volt+1, Volt-1, которые позволяют поднять или опустить высокое напряжение на один квант ЦАП.
Под ними находятся поля температуры Ts электроники и Tm умножителя (в °С), а также счетчик Hrs времени работы (часов, hours) и кнопка сброса (Reset hours) этого счетчика.

В группе SR60 HV power supply присутствуют аналогичные поля, нет смысла повторяться.

В группе LV power supply присутствуют поля, задающие напряжение LVPS.USET на выходе низковольтного источника (Set LV, V), а также напряжение LVPS.UDAC на ЦАП, задающем напряжение низковольного источника. Кнопкой ZERO можно быстро "сбросить" низковольтный источник в ноль.

В группе HV+LV присутствуют поля, задающие суммарное напряжение HVLV.USET высоковольтного и низковольтного источника (Set), а также отображаются значения принятого (Got) и измеренного (Get) суммарного напряжения. Программа автоматически выставляет нужное напряжение высоковольтного и низковольтного источников, чтобы в сумме получилось требуемое напряжение. Кнопками Volt+1, Volt-1, +5V, -5V можно быстро менять суммарное напряжение на один или на пять Вольт вверх или вниз.

В группе Beam current отображаются значения токов пучка по датчикам пяти "коробок" (IBox1,..,IBox5), а также "сумма" (ISumm), "диафрагма" (IDiap, от Diaphragm) и "карман" (IPock, от Pocket). Все токи - в единицах мкА.

В группе HV Scan system собраны элементы для сканирования по напряжению SR60 и регистрации спектров, то есть зависимостей токов пучка от напряжения UGOT, выставленного ЦАП.
Параметры Scan Range,V задают диапазон сканирования SR60, Вольт. При сканировании напряжение устанавливается в начало диапазона, и затем периодически повышается на один квант ЦАП, пока не достигнет верхнего предела по напряжению.
Параметр Step,V задает шаг сканирования, Вольт. Если задан нулевой шаг или отрицательный шаг -V, то сканирование происходит по квантам высоковольтного источника SR60, при этом на низковольтном источнике выставляется напряжение LVPS.USET=ABS(V). Если задан положительный шаг V > 0, то сканирование происходит с заданным шагом по суммарному напряжению HV+LV, при этом задается напряжение HVLV.USET. Программа автоматически устанавливает высоковольтный и низковольтный источник, чтобы в сумме получилось требуемое напряжение.
Параметры Wait/Expose,sec задают задержку (Wait) и время экспозиции (Exposition) в секундах. При сканировании, для измерения каждой точки при заданном напряжении Uset, система ждет Wait секунд, чтобы напряжение успело установиться в значение Ugot и чтобы успели завершиться "переходные процессы". Затем в течение Expose секунд идет измерение токов пучка (например, HVSS.Beam.IBox1), после чего вычисляются и запоминаются их средне-интегральные значения за время экспозиции (например, HVSS.Scan.IBox1). Если задано нулевое время экспозиции, то накопление спектров и их сохранение в файлы не идет, что весьма удобно для отладок.
В полях NumP/TRest,sec отображается число измеренных точек (NumP, Number of Points) и оценку оставшегося времени сканирования (TRest, Time Rest) в секундах. Число точек равно нулю в начале сканирования и увеличивается на единицу на каждом шаге сканирования. Оценка оставшегося времени сканирования позволяет оценить время, оставшееся до конца сканирования. Это время определяется диапазоном сканирования, из которого вычисляется число шагов сканирования, и суммой времени задержки и экспозиции (Wait+Expose), определяющей время одного шага сканирования. В начале, перед началом сканрования, в поле отображается максимальное время сканирования. По мере накопления данных оставшееся время уменьшается до нуля.
В полях IBox1,IBox2 отображаются измеренные значения токов пучка в спектре. Эти значения получаются интегрированием по времени экспозиции при заданном на каждом шаге напряжении сканирования.

Процесс сканирования начинается при нажатии кнопки RUN!. При этом кнопка высокого напряжения HV должна быть включена, иначе сканирование не начнется. После начала сканирования открывается окно HVSS.SR60.U.PLOT с графиком напряжения и окно HVSS.BEAM.PLOT с графиками токов пучка.

Типичный вид графиков напряжения HVSS.SR60.UGOT и тока пучка HVSS.BEAM.IBOX1 показан на рисунке:

На графике хорошо видно, что в процессе сканирования напряжение меняется "ступеньками" в один квант ЦАП. В то же время ток имеет вид кривой с пиками.

В результате сканирования получается зависимость I(U) тока I от задающего напряжения U:

При завершении сканирования это окно автоматически сохраняется в файле *.CRW.

Кнопка GoTo позволяет после сканирования переходить на напряжение SR60, которое отмечается на графике спектра. Для этого надо с помощью кнопки поставить маркер, установив его чуть левее (больше по напряжению), чем интересующий пик. Затем надо нажать кнопку GoTo, после чего появится диалог с указанием напряжения, которое соответствует этому маркеру:

Это позволяет установить напряжение SR60, соответствующее искомому пику, не вводя вручную цифровых значений напряжения.

В оглавление


Мнемосхема HVSS.ITAB

Эта мнемосхема служит для отображения параметров пучка в крупном (издалека видном) виде.

Она имеет следующие поля:

  • Volts - напряжение пучка, Вольт.
    Для расчета этого поля используется пользовательская формула, которую можно поменять, кликнув на надпись Volts. Например:
    HVLV_UGET    - суммарное напряжение HV+LV, вычисленное по SR60.UGET и LVPS.USET
    UADAM        - напряжение, измеренное модулем ADAM I-7017R
    SR60_UGET    - напряжение, измеренное Spellman
              
  • KQual - "критерий качества" пучка (Kriteria of Quality).
    Для расчета этого поля используется пользовательская формула, которую можно поменять, кликнув на надпись KQual. Например:
    IDIAP/(IBOX1+IBOX2+IBOX3+IBOX4+IBOX5)
              
  • Addon - дополнительный (Addon) пользовательский параметр.
    Для расчета этого поля используется пользовательская формула, которую можно поменять, кликнув на надпись Addon. Например:
    SR60_UGET-120*SR60_IGET   - напряжение, рассчитанное с учетом RC-фильтра
              
  • IBox1 - ток "коробки 1", мкА.

  • IBox2 - ток "коробки 2", мкА.

  • IBox3 - ток "коробки 3", мкА.

  • IBox4 - ток "коробки 4", мкА.

  • IBox5 - ток "коробки 5", мкА.

  • ISumm - ток "суммы", мкА.

  • IDiap - ток "диафрагмы" (Diaphragm), мкА.

  • IPock - ток "кармана" (Pocket), мкА.

Пользовательские формулы

Для полей напряжения Volt, критерия качества KQual и дополнительного параметра Addon можно применять формулы, которые можно отредактировать, нажав мышкой на соответствующую надпись в первом, левом столбце окна HVSS.ITAB. При написании формул доступны следующие переменные, одноименные с тегами: SL15_USET, SL15_UGOT, SL15_UDAC, SL15_UGET, SL15_UADC, SL15_ISET, SL15_IGOT, SL15_IDAC, SL15_IGET, SL15_IADC, SR60_USET, SR60_UGOT, SR60_UDAC, SR60_UGET, SR60_UADC, SR60_ISET, SR60_IGOT, SR60_IDAC, SR60_IGET, SR60_IADC, LVPS_USET, LVPS_UDAC, HVLV_USET, HVLV_UGOT, HVLV_UGET, IBOX1, IBOX2, IBOX3, IBOX4, IBOX5, ISUMM, IDIAP, IPOCK, UADAM. В формулах также можно использовать арифметические операции: сумма +, разность -, произведение *, частное /, остаток %, степень ^, скобки (), функции exp, ln, sin, cos, min, max, int, frac, round, trunc, ceil, sign, lt, gt и много других. Более подробно см. описание пакета CRW-DAQ.
Например:
   Формула для Volts:
    UADAM       - напряжение пучка по модулю ADAM I-7017R
    HVLV_UGOT   - напряжение HV+LV, вычисленное по SR60.UGOT и LVPS.USET
    
   Формула для KQual (критерий качества пучка):
    IDIAP/(IBOX1+IBOX2+IBOX3+IBOX4+IBOX5)
    
   Формула для Addon (добавочный пользовательский параметр):
    SR60_UGET-120*SR60_IGET
  

Следует заметить, что к заданию формул (и особенно формулы Volts) надо подходить очень ответственно, так как при построении спектров (HVSS.SPEC.IBOX1 и других) эта формула используется для расчете напряжения, откладываемого по оси абсцисс X, в зависимости от которого строится спектр.

В оглавление


Соглашения об именовании тегов и кривых

Имя Расшифровка
HVSS.SL15.USET Уставка (желаемое значение) напряжения SL15, Вольт.
HVSS.SL15.UGOT Реальное, принятое устройством, значение напряжения SL15, Вольт.
HVSS.SL15.UDAC Реальное, принятое устройством, значение кода ЦАП для напряжения SL15.
HVSS.SL15.UGET Реальное, измеренное АЦП, напряжение SL15, Вольт.
HVSS.SL15.UADC Реальное, измеренное, значение кода АЦП напряжения SL15.
HVSS.SL15.ISET Уставка (желаемое значение) максимального тока SL15, мА.
HVSS.SL15.IGOT Реальное, принятое устройством, значение максимального тока SL15, мА.
HVSS.SL15.IDAC Реальное, принятое устройством, значение кода ЦАП для максимального тока SL15.
HVSS.SL15.IGET Реальное, измеренное АЦП, значение тока SL15, мА.
HVSS.SL15.IADC Реальное, измеренное, значение кода АЦП тока SL15.
HVSS.SR60.USET Уставка (желаемое значение) напряжения SR60, Вольт.
HVSS.SR60.UGOT Реальное, принятое устройством, значение напряжения SR60, Вольт.
HVSS.SR60.UDAC Реальное, принятое устройством, значение кода ЦАП для напряжения SR60.
HVSS.SR60.UGET Реальное, измеренное АЦП, напряжение SR60, Вольт.
HVSS.SR60.UADC Реальное, измеренное, значение кода АЦП напряжения SR60.
HVSS.SR60.ISET Уставка (желаемое значение) максимального тока SR60, мА.
HVSS.SR60.IGOT Реальное, принятое устройством, значение максимального тока SR60, мА.
HVSS.SR60.IDAC Реальное, принятое устройством, значение кода ЦАП для максимального тока SR60.
HVSS.SR60.IGET Реальное, измеренное АЦП, значение тока SR60, мА.
HVSS.SR60.IADC Реальное, измеренное, значение кода АЦП тока SR60.
HVSS.BEAM.IBOX1 Ток пучка по датчику "Коробка 1", мкА.
HVSS.BEAM.IBOX2 Ток пучка по датчику "Коробка 2", мкА.
HVSS.BEAM.IBOX3 Ток пучка по датчику "Коробка 3", мкА.
HVSS.BEAM.IBOX4 Ток пучка по датчику "Коробка 4", мкА.
HVSS.BEAM.IBOX5 Ток пучка по датчику "Коробка 5", мкА.
HVSS.BEAM.ISUMM Ток пучка по датчику "Сумма", мкА.
HVSS.BEAM.IDIAP Ток пучка по датчику "Диафрагма (Diaphragm)", мкА.
HVSS.BEAM.IPOCK Ток пучка по датчику "Карман (Pocket)", мкА.
HVSS.BEAM.UADAM Напряжение пучка, измеренное модулем ADAM I-7017R, Вольт.
HVSS.BEAM.VOLTS Напряжение пучка, рассчитанное по пользовательской формуле, Вольт.
Например:
         UADAM            напряжение пучка по модулю ADAM I-7017R
         SR60_UGET        напряжение пучка по АЦП Spellman
        
Следует заметить, что к заданию формулы надо подходить очень ответственно, так как при построении спектров (HVSS.SPEC.IBOX1 и других) эта формула используется для расчете напряжения, откладываемого по оси абсцисс X, в зависимости от которого строится спектр.
HVSS.BEAM.KQUAL Критерий качества пучка (Kriteria of Quality), рассчитанный по пользовательской формуле.
Например:
         IDIAP/(IBOX1+IBOX2+IBOX3+IBOX4+IBOX5)   отношение тока диафрагмы к сумме токов коробок
        
HVSS.BEAM.ADDON Дополнительный (Addon) пользовательский параметр пучка, рассчитанный по пользовательской формуле.
Например:
         IDIAP/ISUMM   отношение тока диафрагмы к сумме всех токов
        
HVSS.SCAN.IBOX1 Спектр (зависимость от напряжения SR60.UGOT) тока пучка по датчику "Коробка 1", мкА.
HVSS.SCAN.IBOX2 Спектр (зависимость от напряжения SR60.UGOT) тока пучка по датчику "Коробка 2", мкА.
HVSS.SCAN.IBOX3 Спектр (зависимость от напряжения SR60.UGOT) тока пучка по датчику "Коробка 3", мкА.
HVSS.SCAN.IBOX4 Спектр (зависимость от напряжения SR60.UGOT) тока пучка по датчику "Коробка 4", мкА.
HVSS.SCAN.IBOX5 Спектр (зависимость от напряжения SR60.UGOT) тока пучка по датчику "Коробка 5", мкА.
HVSS.SCAN.ISUMM Спектр (зависимость от напряжения SR60.UGOT) тока пучка по датчику "Сумма", мкА.
HVSS.SCAN.IDIAP Спектр (зависимость от напряжения SR60.UGOT) тока пучка по датчику "Диафрагма (diaphragm)", мкА.
HVSS.SCAN.IPOCK Спектр (зависимость от напряжения SR60.UGOT) тока пучка по датчику "Карман (pocket)", мкА.
HVSS.SCAN.KQUAL Спектр (зависимость от напряжения SR60.UGOT) критерия качества пучка (по формуле), УЕ.
HVSS.SCAN.ADDON Спектр (зависимость от напряжения SR60.UGOT) дополнительного параметра пучка (по формуле), УЕ.
HVSS.SCAN.UMIN Нижний предел диапазона сканирования, Вольт.
HVSS.SCAN.UMAX Верхний предел диапазона сканирования, Вольт.
HVSS.SCAN.WAIT Время ожидания, в секундах, перед началом измерения в каждой точке сканирования. Ожидание нужно чтобы дать источнику время установить заданное напряжение.
HVSS.SCAN.EXPO Время экспозиции, в секундах, в течение которого идет измерение токов в каждой точке сканирования. Увеличение времени позволяет повысить точность измерений токов и снизить шум за счет сглаживания.
HVSS.SCAN.NPTS Число измеренных точек.
HVSS.SCAN.REST Оценка времени, в секундах, оставшегося до конца сканирования.
HVSS.SPEC.IBOX1 Спектр (зависимость от напряжения BEAM.VOLTS) тока пучка по датчику "Коробка 1", мкА.
HVSS.SPEC.IBOX2 Спектр (зависимость от напряжения BEAM.VOLTS) тока пучка по датчику "Коробка 2", мкА.
HVSS.SPEC.IBOX3 Спектр (зависимость от напряжения BEAM.VOLTS) тока пучка по датчику "Коробка 3", мкА.
HVSS.SPEC.IBOX4 Спектр (зависимость от напряжения BEAM.VOLTS) тока пучка по датчику "Коробка 4", мкА.
HVSS.SPEC.IBOX5 Спектр (зависимость от напряжения BEAM.VOLTS) тока пучка по датчику "Коробка 5", мкА.
HVSS.SPEC.ISUMM Спектр (зависимость от напряжения BEAM.VOLTS) тока пучка по датчику "Сумма", мкА.
HVSS.SPEC.IDIAP Спектр (зависимость от напряжения BEAM.VOLTS) тока пучка по датчику "Диафрагма (diaphragm)", мкА.
HVSS.SPEC.IPOCK Спектр (зависимость от напряжения BEAM.VOLTS) тока пучка по датчику "Карман (pocket)", мкА.
HVSS.SPEC.KQUAL Спектр (зависимость от напряжения BEAM.VOLTS) критерия качества пучка (по формуле), УЕ.
HVSS.SPEC.ADDON Спектр (зависимость от напряжения BEAM.VOLTS) дополнительного параметра пучка (по формуле), УЕ.
HVSS.LVPS.USET Уставка (желаемое значение) напряжения низковольтного источника (Low Voltage Power Supply), Вольт. Этот источник подключен последовательно с SR60, чтобы получить возможность более точного выставления суммарного напряжения (HV+LV), чем позволяет делать SR60.
HVSS.LVPS.UDAC Уставка (желаемое значение) напряжения ЦАП низковольтного источника, миллиВольт. Напряжение на выходе источника связано с ЦАП формулой USET=Max(0,1.49*UDAC/1000-0.52).
HVSS.HVLV.USET Уставка (желаемое значение) суммарного напряжения высоковольтного и низковольтного источника, Вольт. Высоковольтный источник SR60 подключен последовательно с низковольтным, чтобы получить возможность более точного выставления суммарного напряжения (HV+LV), чем позволяет делать SR60. При уставке суммарного напряжения программа автоматически определяет, какое надо выставить напряжение HVSS.SR60.USET по высоковольтному и HVSS.LVPS.USET по низковольтному источнику, чтобы в сумме получить требуемое напряжение.
HVSS.HVLV.UGOT Реальное (принятое) значение суммарного напряжения высоковольтного и низковольтного источника, Вольт. Высоковольтный источник SR60 подключен последовательно с низковольтным, чтобы получить возможность более точного выставления суммарного напряжения (HV+LV), чем позволяет делать SR60. В расчете значения HVSS.HVLV.UGOT берется сумма значений HVSS.SR60.UGOT по высоковольтному и HVSS.LVPS.USET по низковольтному источнику.
HVSS.HVLV.UGET Реальное (измеренное) значение суммарного напряжения высоковольтного и низковольтного источника, Вольт. Высоковольтный источник SR60 подключен последовательно с низковольтным, чтобы получить возможность более точного выставления суммарного напряжения (HV+LV), чем позволяет делать SR60. В расчете значения HVSS.HVLV.UGET берется сумма значений HVSS.SR60.UGET по высоковольтному и HVSS.LVPS.USET по низковольтному источнику.

В оглавление


2011, Россия, Саров, (83130)-2-88-17,2-89-98, kouriakine@mail.ru, vinogradov@expd.vniief.ru.