Implementierung hochauflösender DC Strahlstromtransformator für Beschleunigeranlage

In Teilchenbeschleunigern werden elektro-magnetische Felder erzeugt, um geladene Teilchen für phys. Experimente oder med. Anwendungen zu beschleunigen. In vielen Beschleunigeranlagen weltweit werden DC Strahltransformatoren (DC Current Transformers, DCCTs) standardmäßig zur nicht-strahlzerstörenden Messung des Strahlstroms genutzt. Das Meßprinzip konventioneller DCCTs erzeugt häufig Interferenzen mit der Modulationsfrequenz und deren Harmonischen. Durch integrierte Schaltungen angesteuerte magnetische Sensoren, die auf dem Magneto-Widerstands-Prinzip beruhen (MR), können direkt zur Messung des durch den DC-Ionenstrahl erzeugten Magnetfeldes genutzt werden, ohne dass ein Modulationssignal benötigt wird. Das vorliegende Projekt zielt darauf ab, zwei Entwürfe für DCCT-Systeme mit geschlossenem Regelkreis zu entwickeln und weiter zu untersuchen. Das erste Design wird analoge Kontrollsignale nutzen, basierend auf einem strahlenharten ASIC-Chip. Das zweite Design mit geschlossenem Regelkreis wird dagegen digitale Steuersignale unter Nutzung eines in die Regelschleife integrierten Mikroprozessors verwenden. Beide Designs sollen getestet und hinsichtlich ihrer messtechnischen Performance evaluiert werden.