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高能同步辐射光源X射线位置探测器前端采集电路的研制
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作者 梁重阳 何俊 +10 位作者 随艳锋 徐江涛 张鸿 高国栋 许亮 杜垚垚 魏书军 周代全 李宜林 岳军会 曹建社 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第8期127-134,共8页
X射线位置探测器(XBPM)可用于光束线同步辐射光位置的测量,其中XBPM前端采集电路主要用于模拟信号采集与处理。为满足高能同步辐射光源(HEPS)光束线前端区对精确测量同步光位置信息的需求,研制了一款XBPM电子学模拟前端板卡(AFE),设计... X射线位置探测器(XBPM)可用于光束线同步辐射光位置的测量,其中XBPM前端采集电路主要用于模拟信号采集与处理。为满足高能同步辐射光源(HEPS)光束线前端区对精确测量同步光位置信息的需求,研制了一款XBPM电子学模拟前端板卡(AFE),设计并实现了XBPM信号的电流电压转换、量程切换、增益控制和ADC采样等功能,并搭建实验室测试平台对XBPM-AFE进行了性能测试。测试结果表明,I/V转换模块电流输入范围为10 nA至1 mA,输入电流在三个数量级变化时,各量程段跨阻增益线性误差均保持在较低水准;四个通道之间测量结果的平均相对标准偏差小于0.46%;模数转换模块在慢采集和快采集两种模式下,分别可以准确地反映变化速度在0.1 s和1 ms以上的信号输入情况。 展开更多
关键词 X射线位置探测器 模拟信号处理 电流电压转换 数据采集 高能同步辐射光源
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强流脉冲束流位置探测器标定技术
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作者 李勤 张肇驿 +3 位作者 蒋薇 刘云龙 王永伟 龙全红 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期103-111,共9页
电子直线感应加速器性能提升对束流探测器提出了高精度测量要求,由此不仅要求高精度的探测器设计装配技术,而且也要求探测器的准确标定。从强流脉冲束流位置探测器测量原理出发,从理论和实验两方面开展强流脉冲束流位置探测器标定技术... 电子直线感应加速器性能提升对束流探测器提出了高精度测量要求,由此不仅要求高精度的探测器设计装配技术,而且也要求探测器的准确标定。从强流脉冲束流位置探测器测量原理出发,从理论和实验两方面开展强流脉冲束流位置探测器标定技术研究。在理论上采用解析方法,分析了不同的计算处理方法和标定方法的标定效果,提出了特征平面标定,在建立的位置标定系统上,对用于多脉冲电子直线感应加速器的No.23电阻环进行了标定实验研究,实验结果验证了理论分析结果,根据理论和实验研究结果,确定了强流脉冲束流位置探测器标定方法。 展开更多
关键词 直线感应加速器 脉冲电子束 位置探测器 标定技术 标定方法
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位置探测器与加速度计结合的测振方法 被引量:1
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作者 钟蕊阳 孙凤鸣 +3 位作者 朱振宇 于凯 刘作源 马龙 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2024年第5期26-31,共6页
非接触式的振动测量方法具有非侵入和易布置的优点,在实际的工业生产和科研实验中有广泛的应用,但目前的非接触测量方式对测量装置自身受环境冲击振动产生的影响考虑较少。文中提出了一种振动自补偿的低成本的测振方法,采用位置探测器... 非接触式的振动测量方法具有非侵入和易布置的优点,在实际的工业生产和科研实验中有广泛的应用,但目前的非接触测量方式对测量装置自身受环境冲击振动产生的影响考虑较少。文中提出了一种振动自补偿的低成本的测振方法,采用位置探测器测量振动信号,并利用MEMS加速度计测量测振系统自身振动用于补偿。搭建实验系统对该方法进行了验证。实验结果表明:基于位置探测器的方法能够测量待测物体与测振系统间的振动,而MEMS加速度计能够测量环境引起的测振系统自身振动。经补偿后,环境振动冲击对使用位置探测器方法得到的振动测量结果的影响显著减弱。 展开更多
关键词 振动测量 位置探测器 MEMS加速度计 振动自补偿
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基于BEPCⅡ的数字束流位置探测器信号处理算法的FPGA实现 被引量:9
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作者 马宇飞 周嘉申 +11 位作者 曹建社 魏书军 叶强 岳军会 随艳峰 麻惠州 黄玺洋 卢艳华 汪林 杜垚垚 刘芳 王之琢 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期1874-1878,共5页
数字束流位置探测器(BPM)算法是数字BPM系统最核心的部分,其对束流位置测量的精度起决定作用。本文在完成数字BPM算法MATLAB模拟工作的基础上,将模拟优选出的数字BPM算法在自制的电子学硬件上进行FPGA实现。首先介绍了数字BPM算法的总... 数字束流位置探测器(BPM)算法是数字BPM系统最核心的部分,其对束流位置测量的精度起决定作用。本文在完成数字BPM算法MATLAB模拟工作的基础上,将模拟优选出的数字BPM算法在自制的电子学硬件上进行FPGA实现。首先介绍了数字BPM算法的总体设计和实现方案;其次介绍了数字BPM算法各功能模块的设计原理及其在FPGA中的具体实现方法;最后在输入信号频率499.8MHz、强度-10dBm、BPM探头灵敏度系数23的条件下进行了实验室测试。实验结果显示:逐圈位置分辨达2.96μm,快响应位置分辨达0.65μm,闭轨位置分辨达0.33μm,验证了本算法在束流位置测量中具有良好性能。 展开更多
关键词 数字束流位置探测器 数字信号处理 FPGA 数字滤波
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用于粒子加速器位置监测的静力水准系统与线位置探测器的比对研究 被引量:7
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作者 张强 何晓业 +1 位作者 唐郑 王巍 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1532-1536,共5页
本文搭建了一套由温湿度传感器、激光位移传感器、高精度位移平台组成的实验系统。采用控制变量法,分别以环境因素及位移为变量,对固定在同一位移平台的静力水准系统(HLS)与线位置探测器(WPS)进行两组实验。实验结果表明:温度是影响HLS... 本文搭建了一套由温湿度传感器、激光位移传感器、高精度位移平台组成的实验系统。采用控制变量法,分别以环境因素及位移为变量,对固定在同一位移平台的静力水准系统(HLS)与线位置探测器(WPS)进行两组实验。实验结果表明:温度是影响HLS测量精度的主要因素,通过温度补偿,可得到较为精确的结果;湿度变化改变张紧线的下垂量,从而影响WPS的测量精度。在环境稳定的情况下,WPS与HLS对同一点的测量结果差值的均方根误差最大为0.003 37mm,在误差允许范围内,因此两者可组合使用。 展开更多
关键词 粒子加速器 静力水准系统 线位置探测器 位置监测 控制变量法
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光电位置探测器的环境光补偿方法的研究 被引量:8
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作者 姚恩涛 周克印 《数据采集与处理》 EI CSCD 1999年第1期119-121,共3页
介绍了二维连续分布式光电位置探测器(PSD)的工作原理;提出了用具有相同性能参数的PSD作为补偿器的补偿方法。以PSD为补偿器,配以合理的运算电路,基本消除了背景光和环境温度的影响,增加了它的实用性。
关键词 光电位置探测器 背景光 补偿 环境光
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强流脉冲束流位置探测器标定装置物理设计 被引量:2
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作者 李勤 何小中 +2 位作者 蒋薇 杨治勇 刘云龙 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期90-96,共7页
从强流脉冲电子直线感应加速器电子束流位置探测器测量原理出发,进行了标定装置物理设计,确定标定装置采用同轴结构,对束流探测器位置测量精度和测量范围、偏心同轴线对位置标定结果的影响进行了理论分析,并根据分析结果确定同轴结构内... 从强流脉冲电子直线感应加速器电子束流位置探测器测量原理出发,进行了标定装置物理设计,确定标定装置采用同轴结构,对束流探测器位置测量精度和测量范围、偏心同轴线对位置标定结果的影响进行了理论分析,并根据分析结果确定同轴结构内外导体相对位置调节范围、同轴线长度和特性阻抗。电路模拟和实验测量结果验证了在非匹配传输条件下可以得到满足位置标定要求的快脉冲信号波形。 展开更多
关键词 直线感应加速器 脉冲电子束 位置探测器 标定 标定装置 设计
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多编码棒磁敏式控制棒位置探测器 被引量:8
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作者 蒋跃元 孙忠智 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期284-287,295,共5页
提出了一种结构简单、工作可靠、测量精度高的控制棒位置探测器—多编码棒磁敏式控制棒位置探测器。对于实现N个测点的棒位探测器而言,它由一个开关组件与和一根芯棒组成。开关组件内设置了k个磁性开关并在同一平面上环向均布。非导磁... 提出了一种结构简单、工作可靠、测量精度高的控制棒位置探测器—多编码棒磁敏式控制棒位置探测器。对于实现N个测点的棒位探测器而言,它由一个开关组件与和一根芯棒组成。开关组件内设置了k个磁性开关并在同一平面上环向均布。非导磁芯棒四周镶嵌了k排永磁铁并按一定的规律布置。在芯棒随控制棒加长杆在开关组件中心孔内上下运动时,永磁铁经过磁性开关将使之闭合;反之,开关断开。通过拾取与磁性开关相串联的电阻上的输出信号并进行相应的处理即可判断控制棒的堆内位置。 展开更多
关键词 供热堆 控制棒位置探测器 磁性开关
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基于束流位置探测器的束团长度测量 被引量:1
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作者 王建新 黎明 +2 位作者 王汉斌 李鹏 吴岱 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期461-464,共4页
分析了驱动电子束团的频域特性,研究了基于该特性进行长度测量的理论基础;使用三维模拟软件对束流位置探测器(BPM)进行建模,用模拟的方法对传输阻抗进行了数值计算;对不同长度的束团进行了测量和计算,并且分析了束团位置在真空管道中偏... 分析了驱动电子束团的频域特性,研究了基于该特性进行长度测量的理论基础;使用三维模拟软件对束流位置探测器(BPM)进行建模,用模拟的方法对传输阻抗进行了数值计算;对不同长度的束团进行了测量和计算,并且分析了束团位置在真空管道中偏移对束团长度测量的影响。由测量结果可见,电子束团长度在10~100ps(3~30mm)时,测量误差均小于2%,满足中国工程物理研究院高平均功率自由电子激光太赫兹实验测量的使用要求。 展开更多
关键词 束团长度 束流位置探测器 频谱 传输阻抗
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基于位置探测器的激光跟踪系统设计 被引量:2
10
作者 李颖 郑明杰 《激光杂志》 北大核心 2020年第12期126-130,共5页
针对位置探测器在测量时,容易出现所得跟踪目标精度较低、很难实时反馈出被测对象的空间坐标信息等问题,提出基于位置探测器的激光跟踪系统设计方案。首先对四象限探测器角位置测量精度实施分析,根据探测器的光斑位置实际偏差获取主要... 针对位置探测器在测量时,容易出现所得跟踪目标精度较低、很难实时反馈出被测对象的空间坐标信息等问题,提出基于位置探测器的激光跟踪系统设计方案。首先对四象限探测器角位置测量精度实施分析,根据探测器的光斑位置实际偏差获取主要噪声源,然后设计激光跟踪系统检测光斑位置,并通过低通滤波对信号放大处理,能够大幅降低噪声,提高信号的信噪比,最后运用补偿控制函数优化跟踪处理单元,根据四象限探测器检测目标位置,充分结合角速率和角位置信息,利用PID控制算法实现视轴稳定与目标跟踪。实验结果表明:本文跟踪系统能够减少运算复杂度、跟踪目标精度较高、跟踪误差较小,具有较高实用性和显著优越性。 展开更多
关键词 位置探测器 视轴稳定 目标跟踪 位置信息
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0.1级准确度电测量指示仪表用表针位置探测器
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作者 卢全昌 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1994年第3期333-336,共4页
0.1级准确度电测量指示仪表用表针位置探测器卢全昌(武汉工学院)0引言按国标GB一776一76,电测量指示仪表最高准确度等级是0.1级,其基本误差为0.1%。欲实现此种仪表的自动化生产,如自动划表盘分度尺,关键是要有... 0.1级准确度电测量指示仪表用表针位置探测器卢全昌(武汉工学院)0引言按国标GB一776一76,电测量指示仪表最高准确度等级是0.1级,其基本误差为0.1%。欲实现此种仪表的自动化生产,如自动划表盘分度尺,关键是要有足够准确度的表针位置探测器。为此,... 展开更多
关键词 电测量仪表 指示仪表 位置探测器
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数字束流位置探测器系统的信噪比需求分析 被引量:5
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作者 高国栋 唐旭辉 +11 位作者 曹建社 杜垚垚 刘智 叶强 麻惠洲 随艳峰 岳军会 何俊 季大恒 杨静 李宇鲲 魏书军 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期52-59,共8页
以高能同步辐射光源(HEPS)对BPM提出的位置测量分辨率要求为出发点,介绍了BPM系统的整体架构并推导出BPM系统的信号链路中各级信号所需达到的信噪比;并根据ADC采样数据的信噪比需求,计算出ADC采样时钟的抖动需求;最后介绍了能够测量BPM... 以高能同步辐射光源(HEPS)对BPM提出的位置测量分辨率要求为出发点,介绍了BPM系统的整体架构并推导出BPM系统的信号链路中各级信号所需达到的信噪比;并根据ADC采样数据的信噪比需求,计算出ADC采样时钟的抖动需求;最后介绍了能够测量BPM信号信噪比和采样时钟抖动的BPM测试平台。各项结论可以作为判断BPM系统各部分能否达到HEPS工程要求的标准。 展开更多
关键词 高能同步辐射光源 数字束流位置探测器 信噪比 时钟抖动 ADC采样
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用于粒子加速器位置监测的线位置探测器静态特性的标定 被引量:3
13
作者 唐郑 何晓业 +2 位作者 王巍 许少峰 姚秋洋 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1127-1131,共5页
本文介绍了一种线位置探测器(WPS)静态特性标定的方法。建立了一套由激光位移传感器、水平与垂直调节平台组成的静态特性标定系统。在垂直和水平两个方向对WPS的测量静态特性进行了研究。在WPS的测量范围内,以步长0.1mm进行位移量输入,... 本文介绍了一种线位置探测器(WPS)静态特性标定的方法。建立了一套由激光位移传感器、水平与垂直调节平台组成的静态特性标定系统。在垂直和水平两个方向对WPS的测量静态特性进行了研究。在WPS的测量范围内,以步长0.1mm进行位移量输入,满量程观察了WPS的输出位移量。对输入输出数据进行了拟合,得到WPS灵敏度以及均方根误差。输入步长分别设为5、2和1μm,考查输出量变化可得到仪器的分辨率。实验结果表明:垂直方向灵敏度KV不低于-1.005 02,均方根误差为0.002 4mm,分辨率达2μm。水平方向灵敏度KH不低于-1.001 55,均方根误差为0.002 1mm,分辨率同样达2μm。该WPS灵敏度、均方根误差和分辨率均达到了监测所需的精度。 展开更多
关键词 粒子加速器 线位置探测器 静态特性 精密监测 标定
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单次通过型束流位置探测器的束流位置测量方法 被引量:2
14
作者 刘佳阳 麻惠洲 +8 位作者 杜垚垚 叶强 刘智 曹建社 岳军会 高国栋 唐旭辉 随艳峰 魏书军 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期106-113,共8页
针对当前单次通过型数字束流位置探测器(BPM)有效采样点数少、数据信噪比低、测量分辨率差的问题,提出了一种基于“束流单次通过”的数字BPM测量改进算法。该算法通过模拟信号的功分-延迟-合成,增加了有效采样数据,并通过采样数据的截... 针对当前单次通过型数字束流位置探测器(BPM)有效采样点数少、数据信噪比低、测量分辨率差的问题,提出了一种基于“束流单次通过”的数字BPM测量改进算法。该算法通过模拟信号的功分-延迟-合成,增加了有效采样数据,并通过采样数据的截取与数据拼接、数字滤波等数据处理方式,提高了采样数据的信噪比,并最终实现了BPM测量分辨率的提高。实验结果表明,该算法在不改变模数转换器(ADC)采样率的情况下,将单次通过型BPM的测量分辨率提高了约2倍。该测量方法为提高单次通过型BPM的测量分辨率提供了一种新的解决方案,已成功应用于北京正负电子对撞机(BEPCII)和高能同步辐射光源(HEPS)直线加速器项目中。 展开更多
关键词 单次通过型束流位置探测器 模拟信号延迟 有效采样数据 数字带通滤波 分辨率
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中国散裂中子源快循环同步加速器环斜切型束流位置探测器设计 被引量:2
15
作者 毕宏宇 徐韬光 傅世年 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期600-605,共6页
束流位置探测器(BPM)是加速器束流测量系统的重要组成部分。本文通过在斜切型BPM的差和比计算式中引入相对电极间的耦合电容及电容差,解释实测灵敏度偏小、存在零点偏移量的原因。结合模拟软件CST的仿真结果及推得的计算式,得到BPM几何... 束流位置探测器(BPM)是加速器束流测量系统的重要组成部分。本文通过在斜切型BPM的差和比计算式中引入相对电极间的耦合电容及电容差,解释实测灵敏度偏小、存在零点偏移量的原因。结合模拟软件CST的仿真结果及推得的计算式,得到BPM几何结构与电子学参数的关系。最后,基于CSNS-RCS环上参数及电子学要求,得到优化的BPM几何结构及其电子学参数值。 展开更多
关键词 束流位置测量 斜切型束流位置探测器 灵敏度
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V型耦合式刀片低能束流位置探测器及其性能检测 被引量:1
16
作者 程显超 赵飞云 +1 位作者 田扬超 徐朝银 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1415-1420,共6页
基于合肥国家同步辐射实验室(NSRL)低能量真空紫外光源的特点,研制了耦合式刀片低能束流位置探测器,用于在线监测波荡器辐射出的低能量真空紫外相干光源的稳定性。探测器采用V型耦合式刀片作为探针,基于错位安装、倾斜嵌入被测光束边缘... 基于合肥国家同步辐射实验室(NSRL)低能量真空紫外光源的特点,研制了耦合式刀片低能束流位置探测器,用于在线监测波荡器辐射出的低能量真空紫外相干光源的稳定性。探测器采用V型耦合式刀片作为探针,基于错位安装、倾斜嵌入被测光束边缘和直流偏压捕集自由电子等技术有效增强光电效应,提高探针的响应灵敏度和探测器监测精度。介绍了耦合式刀片低能束流位置探测器的结构特点、探测原理和性能测试,在线监测了NSRL波荡器光源的稳定性,获得了一系列有价值的试验数据。结果表明:该探测器能完成NSRL-0.8GeV低能储存环上插入件光源的在线监测,满足对改造后的新光源各插入件辐射光束位置稳定监测的要求。 展开更多
关键词 耦合式刀片束流位置探测器 波荡器 在线监测 真空紫外光源 稳定性
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BEPCⅡ直线加速器束流位置探测器零点误差的测量 被引量:1
17
作者 张彩霞 刘渭滨 叶强 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期248-251,共4页
本工作测量了BEPCⅡ直线加速器条形束流位置探测器(BPM)的电中心与四极铁中心的偏差。简述了BEPCⅡ直线加速器的轨道校正系统及其在束流轨道校正在线反馈控制中的作用,说明了BPM零点误差的意义,叙述了利用在线束流进行BPM零点误差测量... 本工作测量了BEPCⅡ直线加速器条形束流位置探测器(BPM)的电中心与四极铁中心的偏差。简述了BEPCⅡ直线加速器的轨道校正系统及其在束流轨道校正在线反馈控制中的作用,说明了BPM零点误差的意义,叙述了利用在线束流进行BPM零点误差测量的原理和方法,并给出测量结果,说明这种测量方法是行之有效的。 展开更多
关键词 束流位置探测器 偏差 测量 束流轨道
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基于相敏检波和位置探测器的位移检测系统 被引量:9
18
作者 黄沛 陈博 李岩 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期235-239,共5页
为了实现对微小位移的测量,研制了一套基于单模光纤输出半导体激光器和2维位置敏感探测器的位移检测系统,可以有效地抑制环境光噪声。对半导体激光器的注入电流进行1k Hz的调制,实现输出光功率的调制。在信号处理电路中,采用相敏检波技... 为了实现对微小位移的测量,研制了一套基于单模光纤输出半导体激光器和2维位置敏感探测器的位移检测系统,可以有效地抑制环境光噪声。对半导体激光器的注入电流进行1k Hz的调制,实现输出光功率的调制。在信号处理电路中,采用相敏检波技术,解调探测器的输出交流信号,得出光斑能量中心位置,消除外界干扰。结果表明,测量精度优于1μm。这一结果对于多自由度误差检测是有帮助的。 展开更多
关键词 激光技术 位置检测 相敏检波 2维位置敏感探测器
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BEPCⅡ试验束束流位置探测器的研制
19
作者 陈鹏 吴元明 +3 位作者 李家才 邹湘 牛卫平 张少平 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期281-285,共5页
为实现试验束束流位置的非拦截测量,研制了3个条形电极束流位置探测器和一批真空定位子。利用高定位精度电控精度电控位移平台对这3个探测器分别进行了标定,随后进行了束流初步试验。探测器主要由位于真空管道内的4条1 mm厚不锈钢条带构... 为实现试验束束流位置的非拦截测量,研制了3个条形电极束流位置探测器和一批真空定位子。利用高定位精度电控精度电控位移平台对这3个探测器分别进行了标定,随后进行了束流初步试验。探测器主要由位于真空管道内的4条1 mm厚不锈钢条带构成,条带上感应信号的大小反映束流位置的变化。给出了探测器的定标系数、系统特性阻抗和端口传输系数。 展开更多
关键词 试验束 条形电极 束流位置探测器 定位子 标定
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基于位置探测器的高精度激光跟踪系统 被引量:1
20
作者 刘丹 廖俊东 《激光杂志》 CAS 北大核心 2023年第8期216-220,共5页
为提高激光跟踪精度,设计基于位置探测器的高精度激光跟踪系统。硬件结构中,设计信号运算单元与位置探测器数据采集单元,保证跟踪目标位置的精度。在软件结构中,获得激光位置探测循环矩阵,以乘方的形式对矩阵进行移位处理,获取矩阵的最... 为提高激光跟踪精度,设计基于位置探测器的高精度激光跟踪系统。硬件结构中,设计信号运算单元与位置探测器数据采集单元,保证跟踪目标位置的精度。在软件结构中,获得激光位置探测循环矩阵,以乘方的形式对矩阵进行移位处理,获取矩阵的最新样本;生成高精度跟踪网络框架,经过协方差运算,得到高精度跟踪网络偏置信号的输出值;设计跟踪算法,得到一个新的高精度激光跟踪系统。实验结果显示,在静态光斑定位精度测试以及光斑动态跟踪精度测试中,该跟踪系统的跟踪精准度平均为93.8%,跟踪耗时平均为183.7 ms。 展开更多
关键词 位置探测器 高精度定位 激光定位 激光跟踪系统 系统设计 光斑定位
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