專利名稱：智能單道核儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電子測(cè)量?jī)x器領(lǐng)域，涉及一種核儀器，尤其是涉及一種智能單道核儀器。
在現(xiàn)有技術(shù)中，核儀器由核儀器模塊機(jī)箱(NIM機(jī)箱)和核儀器模塊插件(NIM插件)組成，必須與核輻射探測(cè)器一起使用，并根據(jù)所需功能，在NIM機(jī)箱中插入相應(yīng)的NIM插件。常用的NIM插件有高壓電源插件、低壓電源插件、線性放大器插件、單道脈沖幅度分析器插件和定標(biāo)器插件。其中，高、低壓電源插件供給核輻射探測(cè)器和其它插件所需的電源，線性放大器插件對(duì)核輻射探測(cè)器的輸出信號(hào)進(jìn)行放大，單道脈沖幅度分析器插件對(duì)放大后的信號(hào)實(shí)現(xiàn)脈沖幅度分析，并輸出脈沖幅度在上、下甄別閾電壓之間的輸入信號(hào)的整形信號(hào)，定標(biāo)器插件對(duì)其進(jìn)行計(jì)數(shù)，上、下甄別閾電壓之差為道寬電壓，通過以道寬電壓為間隔連續(xù)變化上、下甄別閾電壓進(jìn)行測(cè)量，可以測(cè)得輸入信號(hào)的脈沖幅度分布譜，完成單道脈沖幅度分析功能。若將放大后的信號(hào)直接輸入定標(biāo)器插件，可測(cè)得脈沖總計(jì)數(shù)，實(shí)現(xiàn)定標(biāo)計(jì)數(shù)功能。測(cè)量時(shí)上、下甄別閾電壓需由人工調(diào)節(jié)電位器改變其大小，影響道寬的一致性和各道的定位精度，操作麻煩，定標(biāo)器計(jì)數(shù)時(shí)不能實(shí)現(xiàn)無人監(jiān)控、多次重復(fù)測(cè)量并保存數(shù)據(jù)，使用不方便，并且體積大、造價(jià)高。
本實(shí)用新型的目的是提供一種低成本，能實(shí)現(xiàn)高精度自動(dòng)單道脈沖幅度分析和單次或多次自動(dòng)定標(biāo)計(jì)數(shù)功能的智能單道核測(cè)量?jī)x器。具有設(shè)計(jì)巧妙、實(shí)施容易、成本低、體積小、測(cè)量精度高、測(cè)量功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。適用于常用核輻射探測(cè)器輸出信號(hào)的測(cè)量。
實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的技術(shù)方案是它由高低壓電源、線性放大器、信號(hào)分析定標(biāo)記錄電路構(gòu)成，其特征在于信號(hào)分析定標(biāo)記錄電路由甄別電路、反符合電路、定時(shí)計(jì)數(shù)電路和CPU電路組成；甄別電路由兩路D-A電路(數(shù)-模變換電路)、反向加法器、反向器、上比較器和下比較器構(gòu)成；兩路D-A電路數(shù)據(jù)線與CPU電路的數(shù)據(jù)總線相連，兩路D-A電路的輸出端與反向加法器的輸入端相連，一路D-A電路的輸出端還與下比較器的負(fù)輸入端相連，反向加法器的輸出端經(jīng)反向器后與上比較器的負(fù)輸入端相連；線性放大器的輸出端同時(shí)與上、下比較器的正輸入端相連，上、下比較器的輸出端與反符合電路相連，反符合電路的輸出端與定時(shí)計(jì)數(shù)電路相連，定時(shí)計(jì)數(shù)電路與CPU電路相連。
線性放大器可由0P37和LM318為主構(gòu)成。
高低壓電源的低壓部分可由MC7805、MC7810、MC7815和MC7915為主構(gòu)成，高壓部分可采用逆變電路為主構(gòu)成。
甄別電路可由DAC0832、LF353、OP07和LM311為主構(gòu)成。
反符合電路可由74LS123、4011、4081和4098為主構(gòu)成。
定時(shí)計(jì)數(shù)電路可由Intel8253為主構(gòu)成。
CPU電路可由Intel8031、Intel8279、Intel8255、6264、2764和74LS138為主構(gòu)成。
本實(shí)用新型的工作原理是核輻射探測(cè)器輸出的隨機(jī)脈沖信號(hào)經(jīng)線性放大器放大成最大幅度小于10V的信號(hào)輸入到甄別電路的上、下比較器，上、下比較器根據(jù)上、下甄別閾電壓進(jìn)行比較，當(dāng)輸入脈沖幅度大于甄別閾電壓時(shí)上、下比較器輸出正脈沖，否則，不輸出脈沖。上、下比較器的輸出進(jìn)入反符合電路，反符合電路在只有下比較器有脈沖輸出時(shí)，才輸出脈沖，這樣反符合電路的輸出為脈沖幅度在上、下甄別閾電壓之間的輸入脈沖的整形信號(hào)，此信號(hào)進(jìn)入定時(shí)計(jì)數(shù)電路計(jì)數(shù)，定時(shí)計(jì)數(shù)電路計(jì)得的數(shù)據(jù)經(jīng)CPU電路讀入處理后輸出。這樣，通過以上、下甄別閾電壓之差(即道寬電壓)為間隔連續(xù)變化上、下甄別閾電壓重復(fù)上述測(cè)量，可實(shí)現(xiàn)單道脈沖幅度分析功能。若下甄別閾電壓在稍高于噪聲電壓(一般高于0.5V)處固定，上甄別閾電壓對(duì)應(yīng)為最大(一般為10V)，在此狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)量，則可實(shí)現(xiàn)定標(biāo)計(jì)數(shù)功能。
本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)高精度自動(dòng)單道脈沖幅度分析功能和定標(biāo)計(jì)數(shù)功能的關(guān)鍵是上、下比較器的上、下甄別閾電壓由CPU執(zhí)行軟件自動(dòng)產(chǎn)生，上甄別閾電壓由下甄別閾電壓和道寬電壓相加得到。進(jìn)行單道脈沖幅度分析測(cè)量時(shí)，道寬電壓在測(cè)量過程中始終不變，下甄別閾電壓以道寬電壓為間隔自動(dòng)連續(xù)變化，這樣道寬的一致性好，各道的定位精度高，從而實(shí)現(xiàn)高精度自動(dòng)單道脈沖幅度分析功能。進(jìn)行定標(biāo)計(jì)數(shù)測(cè)量時(shí)，由CPU執(zhí)行軟件自動(dòng)將下甄別閾電壓固定在稍高于噪聲電壓處，同時(shí)使上甄別閾電壓為最大，這樣可以讓各種幅度的輸入脈沖都能通過甄別電路和反符合電路，進(jìn)入定時(shí)計(jì)數(shù)電路被記錄，并能根據(jù)設(shè)定實(shí)現(xiàn)單次或多次重復(fù)測(cè)量并保存數(shù)據(jù)。
以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。


圖1是本實(shí)用新型的原理方框圖。
圖2是本實(shí)用新型甄別電路的電原理圖。
圖3是本實(shí)用新型反符合電路和定時(shí)計(jì)數(shù)電路的電原理圖。
圖4是本實(shí)用新型的CPU軟件流程圖。
參見圖1，本實(shí)用新型由高低壓電源1、線性放大器2和信號(hào)分析定標(biāo)記錄電路3組成，信號(hào)分析定標(biāo)記錄電路3由甄別電路4、反符合電路5、CPU電路6和定時(shí)計(jì)數(shù)電路7組成。高低壓電源1供給核輻射探測(cè)器、線性放大器2和信號(hào)分析定標(biāo)記錄電路3電源。核輻射探測(cè)器的輸出信號(hào)輸入線性放大器2，被放大成最大幅度小于10伏的信號(hào)輸入甄別電路4，甄別電路4在CPU電路6的控制下對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，其輸出進(jìn)入反符合電路5，反符合電路5的輸出進(jìn)入定時(shí)計(jì)數(shù)電路7計(jì)數(shù)，CPU電路6控制定時(shí)計(jì)數(shù)電路7進(jìn)行定時(shí)計(jì)數(shù)，并將記錄的數(shù)據(jù)讀入處理后輸出。CPU電路6能夠?qū)崿F(xiàn)譯碼控制、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、顯示、打印和鍵盤控制等功能，主要由Intel8031、Intel8279、Intel8255、6264、2764和74LS138構(gòu)成。
參見圖2、圖3，甄別電路4由下甄別閾電壓D-A電路8、道寬電壓D-A電路9、反向加法器10、反向器11、下比較器12和上比較器13組成。兩路D-A電路8、9的數(shù)據(jù)線均與CPU數(shù)據(jù)總線相連，下甄別閾電壓D-A電路8的Low Gate Data WRC和道寬電壓D-A電路9的DK Data WRC分別與CPU電路6的相應(yīng)譯碼控制線相連，分別作為下甄別閾電壓數(shù)據(jù)和道寬電壓數(shù)據(jù)的寫控制信號(hào)。CPU電路6在軟件控制下將下甄別閾電壓數(shù)據(jù)和道寬電壓數(shù)據(jù)寫入下甄別閾電壓D-A電路8和道寬電壓D-A電路9，產(chǎn)生下甄別閾電壓和道寬電壓，下甄別閾電壓在輸入下比較器12的負(fù)輸入端的同時(shí)，還與道寬電壓同時(shí)輸入反向加法器10，反向加法器10的輸出經(jīng)反向器11后輸入上比較器13的負(fù)輸入端，作為上甄別閾電壓，上甄別閾電壓即為下甄別閾電壓和道寬電壓之和。甄別電路4中的Input signal為線性放大器2的輸出信號(hào)，同時(shí)輸入上、下比較器13、12，上、下比較器13、12分別根據(jù)上、下甄別閾電壓進(jìn)行比較，當(dāng)輸入脈沖幅度大于甄別閾電壓時(shí)，上、下比較器13、12輸出正脈沖，否則，不輸出脈沖。上比較器13的輸出H-OUT和下比較器12的輸出L-OUT輸入反符合電路5，即H-OUT和L-OUT分別與反符合電路5的輸入端H-IN和L-IN相連。反符合電路5在只有下比較器12有脈沖輸出時(shí)，才輸出標(biāo)準(zhǔn)TTL電平正脈沖，這樣，甄別電路4與反符合電路5配合實(shí)現(xiàn)輸出線性放大器2輸出的脈沖幅度在上、下甄別閾電壓之間的信號(hào)的整形信號(hào)。反符合電路5的輸出信號(hào)OUT輸入定時(shí)計(jì)數(shù)電路7，定時(shí)計(jì)數(shù)電路7的DATA BUS、A0、A1、RD和WR分別與CPU的數(shù)據(jù)總線、A0、A1地址線和RD、WR控制線相連，定時(shí)計(jì)數(shù)電路7的CS CONTROL是8253片選信號(hào)，與CPU電路6的相應(yīng)譯碼控制線相連。定時(shí)計(jì)數(shù)電路7在CPU電路6控制下進(jìn)行定時(shí)計(jì)數(shù)，然后CPU電路6將記錄的數(shù)據(jù)讀入處理后顯示或打印輸出。
圖4是CPU軟件流程圖。
本實(shí)用新型有單道脈沖幅度分析測(cè)量和定標(biāo)計(jì)數(shù)測(cè)量?jī)煞N工作方式，測(cè)量前可通過CPU電路6的鍵盤設(shè)置工作方式。測(cè)量時(shí)所有控制都由CPU執(zhí)行軟件自動(dòng)完成。
權(quán)利要求1.一種智能單道核儀器，由高低壓電源1、線性放大器2、信號(hào)分析定標(biāo)記錄電路3構(gòu)成，其特征在于信號(hào)分析定標(biāo)記錄電路3由甄別電路4、反符合電路5、定時(shí)計(jì)數(shù)電路7和CPU電路6組成；甄別電路4由兩路D-A電路8和9、反向加法器10、反向器11、上比較器13和下比較器12構(gòu)成；兩路D-A電路8、9數(shù)據(jù)線與CPU電路6的數(shù)據(jù)總線相連，兩路D-A電路8、9的輸出端與反向加法器10的輸入端相連，D-A電路8的輸出端還與下比較器12的負(fù)輸入端相連，反向加法器10的輸出端經(jīng)反向器11后與上比較器13的負(fù)輸入端相連；線性放大器2的輸出端同時(shí)與上、下比較器13、12的正輸入端相連，上、下比較器13、12的輸出端與反符合電路5相連，反符合電路5的輸出端與定時(shí)計(jì)數(shù)電路7相連，定時(shí)計(jì)數(shù)電路7與CPU電路6相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種智能單道核儀器,由高低壓電源1、線性放大器2、信號(hào)分析定標(biāo)記錄電路3構(gòu)成,其特征在于:信號(hào)分析定標(biāo)記錄電路3由甄別電路4、反符合電路5、定時(shí)計(jì)數(shù)電路7和CPU電路6組成;甄別電路4由兩路D－A電路8、9,反向加法器10,反向器11,上、下比較器13、12構(gòu)成。具有成本低、體積小、測(cè)量精度高的優(yōu)點(diǎn),具備自動(dòng)單道脈沖幅度分析和定標(biāo)計(jì)數(shù)功能。適用于常用核輻射探測(cè)器輸出信號(hào)的測(cè)量。
文檔編號(hào)G01T1/00GK2307301SQ9720828
公開日1999年2月10日 申請(qǐng)日期1997年4月4日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月4日
發(fā)明者黃勇, 肖亞斌 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍國(guó)防科技大學(xué)