[实用新型]一种核聚变试验中对微分信号测量的积分器装置

说明书

技术领域

本实用新型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。

背景技术

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,就必须研究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。

实用新型内容

本实用新型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。

本实用新型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究、分析使用的数据。

为了实现根据本实用新型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100kSPS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。

本实用新型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。