Содержание разделов дисциплины "Измерение быстропротекающих процессов" (Разделы 1-13. Измерение и погрешности измерений. Лазерное зондирование плазмы)

ИЗМЕРЕНИЕ БЫСТРОПРОТЕКАЮЩИХ ПРОЦЕССОВ.

Раздел 1. Измерение и погрешности измерений.

1.1. Случайные и систематические погрешности. Вычисление погрешностей. Метод наименьших квадратов. Запись результатов опытов.

1.2. Структурная блок-схема измерительной системы. Основные элементы измерительных схем.

1.3. Осциллографы и аналого-цифровые преобразователи.

1.4. Передача импульсных сигналов коаксиальным кабелем. Переходные процессы в длинных линиях.

1.5. Параметры измерительных и передающих устройств: частотная и переходная характеристики, внутренние импедансы. Пассивные RC цепи. Основные правила согласования измерительных устройств.

Раздел 2. Измерение импульсных магнитных полей.

2.1. Холловский датчик.

2.2. Датчики, основанные на эффекте Фарадея.

2.3. Индуктивный магнитный датчик. Магнитные зонды для измерений в плазме.

2.4. Калибровка датчиков для измерения магнитного поля.

Раздел 3. Измерение импульсных токов.

3.1. Малоиндуктивный шунт: конструкция, тепловые и механические нагрузки, расчет и калибровка.

3.2. Пояс Роговского в режимах: дифференциальном, самоинтегрирования, с дополнительной цепочкой интегрирования. Конструкция, расчет и калибровка пояса Роговского.

Раздел 4. Измерение высоких напряжений.

4.1. Омический делитель: принцип работы; схема подключения; согласование с кабелем; паразитная емкость и индуктивность; конструкция; расчет резисторов по мощности; двойной делитель.

4.2. Емкостной делитель: принцип работы; схема подключения; согласование с кабелем; конструктивное исполнение.

4.3. Другие типы делителей: омическо-емкостной, емкостной демпфированный, омический с электрооптической системой, делитель с использованием пояса Роговского.

Раздел 5. Наводки в импульсном электрофизическом эксперименте.

Раздел 6. Измерение удельного сопротивления материалов.

6.1. Методика измерений электросопротивления при электрическом нагреве проводников.

6.2. Четырехконтактный метод измерения сопротивлений.

Раздел 7. Измерение электропроводности плазмы.

7.1. Определение проводимости из вольтамперных характеристик.

7.2. Определение проводимости по взаимодействию плазмы с магнитным полем.

7.3. Электродный метод.

Раздел 8. Электрические зонды.

8.1. Возможности одиночного зонда Ленгмюра для определения электрического поля, температуры и концентрации электронов в плазме.

8.2. Теория двойного зонда. Измерение температуры электронов и концентраций заряженных частиц.

Раздел 9. Высокоскоростная фотосъемка быстропротекающих процессов.

9.1. Однокадровая фотосъемка с короткой выдержкой. Быстродействующие затворы. Электронно-оптический преобразователь.

9.2. Скоростные фотоустановки. Щелевая развертка, кадрированная фотосъемка. Оптическая коммутация покадрового изображения объекта.

Раздел 10. Измерение импульсного давления.

10.1. Мембранные датчики. Дифференциальный трансформатор для измерения смещения.

10.2. Тензорезистивные датчики.

10.3. Пьезоэлектрические датчики.

Раздел 11. Измерение плотности.

11.1. Способы измерения плотности твердых тел, в том числе пористых.

11.2. Методы измерения плотности нестационарных плазменных и газовых потоков.

11.3. Определение плотности по поглощению рентгеновских лучей.

Раздел 12. Измерение температур.

12.1. Резистивные датчики температуры.

12.2. Термопары.

12.3. Пирометры теплового излучения.

12.4. Спектральные методы определения температур.

Раздел 13. Лазерное зондирование плазмы.

13.1. Лазерная интерферометрия плазмы.

13.2. Теневое фотографирование.

Литература

1. Основы измерений. Электронные методы и приборы в измерительной технике. К.Б. Клаассен. Москва: Постмаркет, 2000, 352 с.

2. Сверхсильные импульсные магнитные поля. Г. Кнопфель. – М.: Мир, 1972, Глава 11, Приложение 1, Стр. 306 – 347.

3. Измерение высоких импульсных напряжений. Б.М. Рябов. Л.: Энергоатомиздат, 1983, 124 с.

4. Диагностика плазмы. Сборник статей под ред. Р.Хаддлстоуна и С. Леонарда, Москва: Мир,1967, 515 с.

Глава 2. С. Леонард. Основные макроскопические измерения. Стр. 14 – 59.

Глава 3. Р. Ловберг. Магнитные зонды. Стр. 60 – 93.

Глава 4. Ф. Чен. Электрические зонды. Стр. 94 – 164.

Глава 10. Р. Альфер и Д. Уайт. Оптическая интерферометрия. Стр. 357 – 396.

5. Методы исследования быстропротекающих процессов в физике плазмы. К. Андельфингер. В кн.: “Физика быстропротекающих процессов”. Сборник статей под ред. К. Фоллрата и Г. Томера, том III, Москва: Мир, 1971, Стр. 290 – 354.

6. Диагностика плотной плазмы. Н.Г. Басов, Ю.А. Захаренко, А.А. Рупасов, Г.В. Слизков, А.С. Шиканов. – М.: Наука, 1989, Глава 2, Стр. 17 – 75.

7. Фотографическая регистрация быстропротекающих процессов. А.С. Дубовик. – М.: Наука, 1984, 320 с.

8. Лазерные методы исследования плазмы. А.Н. Зайдель, Г.В. Г.В. Островская. Л.: Наука, 1977, 219 с.

9. Оптика (Общий курс физики). Д.В. Сивухин. – М.: Наука, 1980, Стр. 31 – 36, 188 – 252.

10. Сильные и сверхсильные магнитные поля и их применение. Под ред. Ф. Херлаха. – М.: Мир, 1988, 456 с.

11. Полупроводниковая схемотехника. У. Титце, К. Шенк. – М.: Мир, 1983, 512 с.