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Die Hardware

Zur Aufnahme der Targets für die Streuexperimente dient eine im Institut entwickelte Vakuumkammer. In dieser Kammer ist auf einem Hebemechanismus und einem Drehtisch eine Targetleiter angebracht, an der gewissermaßen als Sprossen die einzelnen Targets aufgehängt sind. Durch die Hebemechanik ist es möglich, die einzelnen Targets in den Elektronenstrahl zu fahren. Der Hubweg der Hebemechanik beträgt dabei 400 mm mit einer Toleranz von mm. Der Drehtisch ermöglicht die Positionierung des Targets unter verschiedenen Winkeln zum Elektronenstrahl. Es kann eine Drehung um den gesamten Winkelbereich von erfolgen. Die Genauigkeit beträgt hier .

Die dazugehörige Elektronik ermöglicht es, die Bewegung der Targetleiter zu steuern (siehe Abbildung ). Die Targethöhe wird mit Hilfe eines Höhengebers gemessen, der als Maß eine Spannung zwischen 0 und 10 Volt zurückliefert. Ein ADC wandelt diese Spannung entsprechend 12 Bits in eine Zahl zwischen 0 und 4095 um, die dann als Daten vom Digital-I/O eingelesen werden können.

Um eine bestimmte Höhe anzufahren, wird über die Datenausgänge des Digital-I/O eine Zahl zwischen 0 und 4095 an den Eingang eines 12-Bit-Registers angelegt. Wenn danach zusätzlich das sogenannte Handshake-Bit auf 1 gesetzt wird, speichert das Register die Daten. Diese gespeicherten Daten liegen permanent an einem DAC, der daraus ein Spannung zwischen 0 und 10 Volt erzeugt. Immer wenn das Handshake-Bit gesetzt ist, wird die Spannung gemäß den aktuellen Daten eingestellt. Wenn dann noch zusätzlich das Start-Bit gesetzt wird, wird die Spannung des DACs mit der des Höhengebers verglichen. Unterscheiden sie sich, wird gemäß dem Vorzeichen der Differenz der Motor der Höhensteuerung in die Richtung eingeschaltet, die die Differenz verkleinert. Sind die beiden Spannungen gleich, stoppt der Motor. Ist die Soll-Position erreicht, wird dafür ein spezielles Bit gesetzt. Der Motor kann alternativ direkt mit einer Handsteuerung geschaltet werden, die den DAC nicht verwendet.

Um nicht über bestimmte Randpositionen hinaus zu fahren und eventuell den Aufbau zu beschädigen, sind sogenannte Endschalter angebracht. Sie werden automatisch beim Fahren an die Randpositionen betätigt und verursachen einen Motorstop. Welcher der beiden Endschalter erreicht wurde, läßt sich an zwei speziellen Bits ablesen.

Es ist noch zu beachten, daß die Höhenmechanik ein geringes Spiel hat und daß man deshalb eine bestimmte Position immer von derselben Richtung anfahren sollte. Dies geschieht am besten von unten, da hierbei gegen die Schwerkraft gearbeitet wird und dadurch die Apparatur nicht nachrutschen kann. Da der DAC und der ADC nicht aufeinander abgeglichen sind, unterscheiden sich der eingestellte und der ausgelesene Wert. Tabelle im Anhang zeigt die momentanen Targets und ihre Werte.

Die Winkelsteuerung ist der Höhensteuerung sehr ähnlich. Hier wird aber der Drehtisch direkt digital gesteuert und ausgelesen. Der eingestellt Wert entspricht also genau dem ausgelesenen. Die Vorgehensweise zum Einstellen ist die gleiche. Hier entsprechen die Werte 0 bis 4095 dem Winkelbereich von . Da der Einbau des Drehtisches nicht exakt möglich war, liegt eine Differenz von ungefähr zwischen der Null-Position des Drehtisches und der Richtung des Strahles vor.



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Fri Apr 21 10:02:42 MESZ 1995