摘要：第9届全国大学生物理实验竞赛珠海赛区综合实验试题D为利用Paul阱囚禁带电微粒进行电荷测量,通过在Paul阱中施加一定频率和幅度的电场,参赛选手需要将带电宏观微粒稳定囚禁,并利用光电器件对带电微粒进行观察和测量.竞赛结果表明:超过90%的参赛学生成功搭建了光路和电路,并稳定囚禁了带电微粒,达到了实验竞赛题的设计目的,同时发现对于误差分析和电荷测量,只有少量学生能够完成,这表明灵活运用物理原理对实验系统进行数学建模的能力有待提高.此试题难度分层明显,考查了学生对光学、电子电路、电磁学的基本原理和大学物理实验通用仪器的综合运用能力,以及前沿探索和创新研究的潜力.

摘要：介绍了一种新型传感器Turbo-ICT在BEPCII输运线电荷量测量上的应用。该探测器的电荷测量系统具有强抗干扰能力和较高的信噪比,能满足各种运行模式,尤其是Top-Up模式时的测量需求。介绍了该系统的工作原理、设计思想和功能。目前,该系统已在BEPCII电子输运线上在线应用于电荷量测量和注入效率的计算,文中给出了实际测量结果以及该系统进一步优化的方案。

摘要：介绍了一种基于FPGA的电荷测量系统。该系统具有并行、高速、高精度的数据处理能力。系统输入信号首先经过模拟调理电路放大、成型、滤波,然后送给ADC进行采样,采样后的数据送到FPGA内部进行处理,最后通过USB总线传送到上位机。系统设计主要包括前端模拟信号的调理部分、ADC模数转换部分,FPGA处理和USB接口部分。最后给出了整个系统的测试结果。

摘要：半导体探测器具有分辨率好、灵敏度高、线性范围宽等优点,是空间X/γ射线探测最常用的探测器.半导体探测系统对电子学系统的噪声水平和测量精度具有较严格的要求.针对半导体探测器对前端电子学的要求,构建了一个基于多通道电荷测量芯片VA32TA5的电荷测量系统,详细描述了该系统的设计原理和实现过程,并对其进行了初步测试.测试结果表明,该电荷测量系统具有噪声低和线性好的优点,适用于硅微条、碲锌镉等半导体探测器.

摘要：基于QTC(电荷测量)技术的新型轻便式γ能谱仪的研制,包括仪器的系统结构原理、硬件和软件设计特征。并通过系统的实际测试结果,证明该新型γ能谱仪具有高精度的谱线测量、方便的数字化控制、突出的测量精度指标等优秀的综合技术指标。

摘要：介绍了BES 漂移室电荷测量插件的结构和设计思想,侧重介绍了如何用FPGA实现对FADC采样数据的预处理,包括数据的流水线缓存、动态地扣除台基、实时提取电荷量以及零数据压缩等功能的实现。

摘要：介绍了BESIII电磁量能器读出电子学设计中采用的用3个10bit精度FADC实现系统15bit动态范围需求的电荷测量方案。该方案在满足系统测量精度要求的前提下大大节省了系统造价。

摘要：内带电效应是引起航天器飞行故障的主要原因之一。为满足对内带电效应进行地面模拟试验研究的需求,文章提出了一种基于振动电容法的内带电电荷测量方法,设计了物理探头和信号处理器,完成了原理样机的研制,并对原理样机进行了标定测量试验。结果表明,该自主研发仪器线性度和准确度高,工作性能稳定。

摘要：中国原子能科学研究院正在研制一套用于质子治疗的治疗头设备,为了实现束流剂量的测量,研制了一套剂量读出电子学装置,用于实现电离室剂量信号读取和测试。该电子学通过IVC102精密低噪声积分器实现电荷的积分放大,DSP56F82控制ADC实现数据的采集并处理,装置采用Modbus通信协议实现和上位机间的通信。同时设计了固定电荷发生器,利用其产生固定电荷量,用于对该电荷测量装置进行试验测试。结果表明,该装置在20 pC~2μC电荷测量范围内的最大相对误差在0.62%以内,满足了设计需求。

摘要：硅微条探测器空间分辨率高、工作性能稳定,广泛地应用于空间高能粒子探测领域.如费米γ射线空间望远镜(Fermi Gamma-ray Space Telescope,FGST)以及阿尔法磁谱仪(Alpha Magnetic Spectrometer 2,AMS-02)的径迹探测器中都采用了高位置分辨率的硅微条探测器.基于硅微条探测器在空间观测领域的应用前景,针对硅微条探测器单元设计了一套低噪声的电子学读出系统.整个电子学系统分为前端电子学、数据获取电路和上位机软件.前端电子学为提高集成度,采用了一款电荷读出芯片VATAGP8,实现了多通道、低噪声的电荷信号测量;数据获取电路使用现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)实现了对前端电子学的时序控制以及对测量信号的采集控制;上位机用来接收、处理数据获取电路采集的信号数据.在对电子学通道的线性、基线、噪声等性能进行测试之后,得到系统在0--200fC电荷输入范围内的线性增益约为13.41bin/fC,积分非线性小于1%,噪声小于0.093fC.为了验证电子学读出系统对硅微条探测器单元的读出能力,将两者集成在一起并测试了宇宙线缪子的能量沉积,得到读出电子学系统的信噪比大于32,缪子的电离损失能谱与Landau-Gaussian分布符合较好,能够满足硅微条探测器单元读出电子学的设计要求.