本实用新型专利技术公开了一种核聚变试验中对微分信号测量的积分器装置，该装置包括：模拟补偿单元，其包括一SCXI信号调理背板以及与之通讯连接的9张4通道的积分器板卡，且每个积分器板卡的每个通道均通过两个SMB连接器接收所述36路电压信号中的其中一路信号；数字补偿单元，其通过转接板与所述模拟补偿单元通信连接，所述数字补偿单元包括一PXI背板和与之通讯连接的3张16通道的数据采集板卡；系统控制器，其通过PXI总线与数字补偿单元通信连接，以对积分补偿后的微分电压信号进行观测。本实用新型专利技术提供一种放电试验测量装置，其具有功能集成度高、体积小、测量精度高、测量自动化、适用性强的优点。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种在核聚变试验情况下使用的积分器系统。更具体地说，本实 用新型涉及一种用在核聚变试验情况下对微分信号进行测量的积分器装置。
技术介绍
在核聚变放电试验中，要完全了解磁约束等离子体的运动规律，就必须研宄其中 磁场的空间分布及瞬时变化规律。感应式磁测量是最常用的等离子体磁场测量方法。对托 卡马克而言，磁探针、罗柯线圈、单匝环可以分别提供局部磁场、电流和磁通量的测量，这 些量包含了托卡马克等离子体最基本的电磁信息，也是进行等离子体放电所必需的基本 控制信号。这些物理量都需要通过对线圈的电信号进行积分才能得到。为了测量扰动磁场 的径向磁通，扰动磁通非常小，而径向磁场是本底磁场的径向分量与扰动磁场的径向分量 之和，就需要将这两种磁场积分求和。 先进的高精度的积分器子系统测量方法是在以往的半自动测试方法的基础上进 行改进的。以往的测试设备都是采用非标准上架设备进行测量，空间浪费巨大，且测量技术 落后。 现有测量装置存在以下几方面的问题：一是不利于自动化系统的集成，集成度低， 测试效率不高，测试成本高；二是受人工和以往设备的限制，测量精度不高，无数字补偿功 能，无法知道即时时刻准确的积分常数。随着科学技术的不断发展，对积分器性能要求越来 越高，对测试设备的要求也越来越高，以往的测试手段已远远不能满足高性能积分器的生 产，已跟不上科技快速的发展步伐。
技术实现思路
本技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明 的优点。 本技术还有一个目的是提供一种针对目前积分器放电试验测量装置存在的 上述缺点，为积分器的生产和检验提供一种先进的更高精度的测量装置，其具有功能集成 度高、体积小、测量精度高、测量自动化、适用性强的优点，能为放电试验提供可靠的波形以 及长期地研宄、分析使用的数据。 为了实现根据本技术的这些目的和其它优点，提供了一种核聚变试验中对微 分信号测量的积分器装置，所述微分信号为在托卡马克装置中进行核聚变放电试验时通过 锁模线圈产生的微分电压信号，并包括有36路电压信号，其特征在于，该装置包括： 模拟补偿单元，其包括一SCXI信号调理背板以及与之通讯连接的9张4通道的积 分器板卡，且每个积分器板卡的每个通道均通过两个SMB连接器接收所述36路电压信号中 的其中一路信号； 数字补偿单元，其通过转接板与所述模拟补偿单元通信连接，所述数字补偿单元 包括一PXI背板和与之通讯连接的3张16通道的数据采集板卡； 系统控制器，其通过PXI总线与数字补偿单元通信连接，以对积分补偿后的微分 电压信号进行观测。 优选的是，其中，还包括系统电源，其包括分别连接至所述数字补偿单元、模拟补 偿单元的两个电源模块。 优选的是，其中，还包括用于将所述数字补偿单元、模拟补偿单元、系统电源进行 封装成整体的机箱，所述机箱的后面板上设置有触发输入接口。优选的是，其中，所述SCXI信号调理背板包括用于插接各积分器板卡SCXI总线接 口，模拟信号输出接口，系统控制通信接口。优选的是，其中，所述积分器板卡前面板的上还设置有插拨把手、状态指示灯。优选的是，其中，所述积分器板卡的每个通道均由集成电路组成，所述积分器板卡 的每个通道均由集成电路组成，所述集成电路包括用于将每路信号中两组极性相反的微分 电压信号进行求和的积分电路A、模拟补偿的积分电路B，所述的积分电路A和积分电路B 输出至差分电路，经滤波电路滤波后输出。优选的是，其中，所述数据采集板卡的每通道均提供lOOkSPS的采样率以及16位 的ADC分辨率，且将每张数据采集板卡设置为16通道并行采集。一种采用该装置对核聚变放电试验中的积分电阻阻值进行测量的电路，还包括设 置在积分器板卡上的积分电阻测量电路，所述积分电阻测量电路通过FPGA与所述系统控 制器通信连接以实现电压信号与电阻阻值测量的切换。优选的是，其中，所述FPGA通过电平转换及控制驱动电路分别与所述积分电阻测 量电路、积分电路A、积分电路B连接。优选的是，其中，所述系统控制器通过RS232接口与FPGA通信连接，以实现对电压 信号测量与电阻阻值测量的切换。 本技术至少包括以下有益效果：其一，由于该装置通过其上设置有9张积分 器板卡以及3张数据采集板卡实现了对36路微分电压信号的积分、补偿、采集、验证功能， 具有集成度高，体积小的特点，同时具有测量精度高的有益效果。 其二，本技术由于其上设置的积分电阻阻值测量电路，其在实现积分测量的 同时，可实现对积分电阻的测量，具有功能多、可操作性强，适应范围广的有益效果。 本技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过 对本技术的研宄和实践而为本领域的技术人员所理解。【附图说明】 图1为本技术的一个实施例中一种核聚变试验中对微分信号测量的积分器 装置的结构示意图； 图2为本技术中积分器板卡的其中一个通道电路连接示意图。【具体实施方式】下面结合附图对本技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明 书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如"具有"、"包含"以及"包括"术语并不配出一个或多 个其它元件或其组合的存在或添加。 图1示出了根据本技术的一种核聚变试验中对微分信号测量的积分器装置 实现形式，所述微分信号为在托卡马克装置中进行核聚变放电试验时通过锁模线圈产生的 微分电压信号，并包括有36路电压信号，该装置包括： 模拟补偿单元1，其包括一SCXI信号调理背板110以及与之通讯连接的9张4通 道的积分器板卡120,积分器板卡是整个系统的关键部件，用于实现差分积分、补偿等功能， 且每个积分器板卡的每个通道均通过两个SMB连接器接收所述36路电压信号中的其中一 路信号，积分器板卡前面板安装的SMB连接器（未示出）用于每通道两组信号极性相反的 电压信号的输入，其经过积分、模拟补偿的信号一分为二，其中一部分作为本装置中的后期 的数据采集来实现数字补偿，另外一部分可用于外部设置数据采集验证； 数字补偿单元2,其通过转接板21与所述模拟补偿单元通信连接，所述数字补偿 单元包括一PXI背板22和与之通讯连接的3张16通道的数据采集板卡23,PXI背板为8 槽3U标准背板，所述数据采集板卡用于实现对积分后的输出信号进行转换采集，实现对信 号的数字补偿； 系统控制器3,其通过PXI总线与数字补偿单元通信连接，以对积分补偿后的微分 电压信号进行观测。系统控制器是整个装置的控制中心，运行系统软件平台实现对硬件平 台的控制，以对模拟补偿单元、数字补偿单元等部件实现控制功能。该装置的主要功能是将 托卡马克装置中锁模线圈产生的36路微分电压进行积分，放大等处理后还原出上一级原 始信号，并将此信号采集到系统中后绘制出放电波形，技术人员根据波形和数据研宄放电 的各种技术参数以及系统状态，或者将此信号输出供其他系统使用。采用这种方案对36通 道微分电压信号同时进行积分、补偿，使得测量结果精度高，同时其将数据采集与测量熔为 一体，使得装置本身的集成度得到显著改善，现在对36个通道进行测量的设备占用的空间 仅有原来4个通道设备空间，具有产品集成度高、测量结果精度高、体积小的有利之处。并 且，这种方式只本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种核聚变试验中对微分信号测量的积分器装置，所述微分信号为在托卡马克装置中进行核聚变放电试验时通过锁模线圈产生的微分电压信号，并包括有36路电压信号，其特征在于，所述积分器装置包括：模拟补偿单元，其包括一SCXI信号调理背板以及与之通讯连接的9张4通道的积分器板卡，且每个积分器板卡的每个通道均通过两个SMB连接器接收所述36路电压信号中的其中一路信号；数字补偿单元，其通过转接板与所述模拟补偿单元通信连接，所述数字补偿单元包括一PXI背板和与之通讯连接的3张16通道的数据采集板卡；系统控制器，其通过PXI总线与数字补偿单元通信连接，以对积分补偿后的微分电压信号进行观测。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张永，王国金，
申请(专利权)人：四川迈迪测控技术有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51
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