E.A.BekhtenevTitle: Описание PV CSS: table.css
{{TOC}}
Обозначение
PV имеет иерархию NMR:значение-СУФФИКС для общих настроек и для конкретного магнита NMR:МАГНИТ:значение-СУФФИКС. Ниже по тексту часть NMR: обозначается чарез $(P), магнит чарез $(PA). В тексте сокращенно на переменную ссылаются как на значение.
Первый блок имеет 4 канала для измерения. Первый блок подключен к магнитам H, NEM, SEM, VEPP3. Второй блок подключен к магниту стабилизации поля, оставшиеся 3 канала не используются.
Список магнитов
| блок | магнит | префикс $(P) | префикс $(PA) |
|---|---|---|---|
| 1 | общие | NMR: | |
| 1 | H | NMR: | H: |
| 1 | NEM | NMR: | NEM: |
| 1 | SEM | NMR: | SEM: |
| 1 | VEPP3 | NMR: | VEPP3: |
| 2 | общие | NMR4: | |
| 2 | STAB | NMR4: | STAB: |
Измерение поля магнитов
Измерение магнитного поля импульсным методом подразумевает, что измеряемое поле приблизительно известно - B, посколку получение достаточного отклика возможно только вблизи резонанаса. Измеренное на предидущем шаге поле использвется в качестве приближения на следующем шаге, разрешает auto_B. Отслеживание поля основной режим работы (state=TRACE). Если отклик имеет недостаточную амплитуду, меньше порогового flt_freq_ampl_lim, в качестве приближенного поля берется расчетное поле исходя из величины тока state=CURRENT. В случае успеха возвращаемся в состояние отслеживания, в противном случае проводим сканирование по полю в диапазоне Bscan с шагом Bstep.
Для улучшения соотношения сигнал шум на отклик может накладываться временное и частотное окно - flt_time, flt_fpeq. Форма окна может быть НЕТ, экспонента, гауссиан, прямоугольным. Для окна в частотной области возможна подстройка центра окна и ширина. Подстройка происходит если отклик имеет достаточную амплитуду flt_Fampl > flt_freq_ampl_lim и подстройка разрешена auto_flt_freq. Ширина окна вычисляется как ширина спектра умноженная на flt_freq_span_mult.
Описание PV
Общие настройки
$(P)connect-Cmd
: производить подключение
$(P)connected-Sts
: статус подключения
$(P)host-SP
: IP адрес пикапстанции, диапазон адресов 192.168.1.11-13
$(P)port-SP
: порт подключения, по умолчанию 2195
$(P)proto-SP
: протокол, только UDP
$(P)error-SP
: счетчик ошибок, при ошибке инкрементируется
$(P)dead_time-SP
: время в течении которого не начинать измерение после предыдущего
общая информация
$(P)overflow-Sts
: переполнение, младшие 4 бита каждый соответствуют своему каналу
$(P)F1-I
: прочитанная частота возбуждения
$(P)F2-I
: прочитанная частота возбуждения
$(P)ready_single-I
: триггер готовности
$(P)scan_single_total-I
: время затраченное на последнее измерение
Настройки измерение поля магнитов
$(P)$(PA)enabled-Cmd
: разрешить измерение поля
$(P)$(PA)period-SP
: через какие интервалы времени производить измерения, сек
$(P)$(PA)gain-SP
: усиление канала
$(P)$(PA)Tb-SP
: длительность возбуждения вещества датчика
$(P)$(PA)Ns-SP
: количество усреднений, 2Ns
$(P)$(PA)state-Sts
: состояние измерения, TRACE, CURRENT или SCAN
$(P)$(PA)B-SP
: поле при котором производить измерение
$(P)$(PA)auto_B-Cmd
: изпользовать измеренное поле в качестве следующего приближения
расчет поля по току магнита
коэфициенты для расчетного поля и токи магнитов можно посмотреть в CSS на скрине "поле B"(nmr_field.opi).
$(P)$(PA)Bcur-SP
: расчетное поле магнита
сканирование
$(P)$(PA)mode_scan-Cmd
: принудительное проведение сканирования
$(P)$(PA)Bscan-SP
: диапазон сканировани
$(P)$(PA)Bstep-SP
: шаг сканирования
$(P)$(PA)BscanA-I
: амплитуда сканирования
$(P)$(PA)BscanAaxis-I
: поле сканирования
фильтрация
к отклику во временной и частотной областях применяется функция окна.
частота отклика определяется как среднее с весовой функцией W(a)=if(a<0.2, 0, ((a-0.2)/(1-0.2))2),
где:
a - амплитуда деленная на максимальную амплитуду.
$(P)$(PA)auto_flt_freq-Cmd
: отслеживать настройки функции окна в частотной области
$(P)$(PA)flt_time-SP
: функция окна во временной области
$(P)$(PA)flt_freq-SP
: функция окна в частотной области
$(P)$(PA)flt_time_center-SP
: центр
$(P)$(PA)flt_time_span-SP
: размах
$(P)$(PA)flt_freq_ampl_lim-SP
: порог амплитуды сигнала
$(P)$(PA)flt_freq_center-SP
: центр
$(P)$(PA)flt_freq_span-SP
: размах
$(P)$(PA)flt_freq_span_mult-SP
: множитель размаха
$(P)$(PA)flt_time_wnd-I
: график функции окна
$(P)$(PA)flt_freq_wnd-I
: график функции окна
$(P)$(PA)flt_Fcenter-I
: вычисленная центр спектра сигнала
$(P)$(PA)flt_Fspan-I
: вычисленный размах спектра сигнала, ширина спектра умноженная на flt_freq_span_mult
$(P)$(PA)flt_Fampl-I
: амплитуда спектра отклика
усреднение
По последним N точкам поля проводится квадратичная интерполяци и расчитывается полк Bmean. В случае если усредненное поле слишком сильно отличается от измеренного, количество точек интерполяции уменьшается в двое, после сканирования процесс накопления точек начинается сначала.
$(P)$(PA)BmeanN-SP
: максимальное количество точек при усреднении
результат
$(P)$(PA)ready_single-I
: триггер готовности, инкрементируется после каждого измерения
$(P)$(PA)Bmeas-I
: поле расчитанное по спектру 16К
$(P)$(PA)Bfine-I
: поле расчитанное по спектру 128К
$(P)$(PA)Bmean-I
: усредненное поле Bfine
$(P)$(PA)BmeanNs-I
: текущее количество точек в буфере усреднения
$(P)$(PA)Bdev-I
: среднеквадратичное ошибка усредненного поля
результат история
$(P)$(PA)BmeasHistory-I
: история поля рассчитанная по спектру 16К
$(P)$(PA)BfineHistory-I
: история величины поля по спектру 128К
$(P)$(PA)BmeanHistory-I
: история усреднонного поля
$(P)$(PA)BmeanNsHistory-I
: количество точек истории усреднения
$(P)$(PA)BdevHistory-I
: среднеквадратичное отклонение по усреднонной истории
результат промежуточные данные
С целью экономии ресурсов, fftfine возвращается не весь массив 64К точек, а 1К точек вокруг максимума, все равно вдали от максимума нет ничего полезного.
$(P)$(PA)U-I
: отклик с датчика
$(P)$(PA)Ufft-I
: спектр с датчика 16К
$(P)$(PA)Ufftfine-I
: спектр с датчика 128К, 1К точек около отклика
$(P)$(PA)Ufftfineaxis-I
: частоты спектра 128К, 1К точек около отклика
Стабилизация магнитного поля
Алгоритм работы системы стабилизации следующий. В неактивном состоянии stabilization = 0 измеренное поле Bfine сохраняется в Bstab при каждом измерении. После активации стабилизации, ошибка поля( разность текущего поля и целевого) умножается на коэфициент Kstab и добавляется к напряжению ЦАП Ustab. Таким образом напряжение коррекции это интеграл ошибки.
Во время работы алгоритма можно менять как целевое поле Bstab так и Ustab.
Если напряжение установки ЦАП достигает значения +-10 вольт или поле не получается измерить в следствие его быстрого изменения, алгоритм стабилизации отключается.
Сама по себе установка ЦАП в ноль не сбрасывается.
$(P)$(PA)stabilization-Cmd
: включение режима стабилизации 1
$(P)$(PA)Ustab-SP
: текущее напряжение ЦАП
$(P)$(PA)Kstab-SP
: коэфициент связи ошибки установки поля и напряжения В/Гс