Dynamik ultrakalter Neutronen im Gravitationsfeld der Erde

3.5 Die Neigungskontrolle 41Abbildung 3.11: Skizze des Regelkreises.beziehungsweise Signale ausgegeben.Das Gleichspannungssignal der Winkelmesser wird von einem ADC digitalisiert und vomSteuerprogramm weiter verarbeitet. Nach dem Prinzip einer PID-Regelung (P = proportional,I = integral, D = differentiell) wird die Abweichung von einem vorgegebenenSollwert ermittelt und ein Regelwert berechnet.Dieser Wert im Bereich von ±6V wird dann über einen DAC auf die Verstärkereinheitder Piezoaktoren geben und in ein Hochspannungssignal ±600V gewandelt.Die drei Piezoaktoren können den Neigungswinkel des gesamten Aufbaus entsprechenddem Regelwert verändern, der dynamische Winkelbereich ist dabei ±100µRad. Alleindas vorsichtige Bewegen nahe dem Experiment bewirkte Schwankungen um 70µRad, dieExperimentierplattform durfte also während der Messzeit nicht betreten werden.Die typische Zeitskala des Regelkreises ist etwa 1s. Aufgrund der großen Masse des Systemsist eine Regelzeit weit unter 1s nicht sinnvoll. Bedingt durch den Aufbau kann esaußerdem zu einer Kopplung der Regelung mit der Vibrationsdämpfung kommen, derenZeitskala einige Millisekunden beträgt.3.5.2 Kalibrierung der WinkelmesserUm eine präzise Regelung im µRad-Bereich zu gewährleisten, ist eine genaue Kenntnis desAnsprechverhaltens der Winkelmesser nötig. Im Idealfall gehorcht das Ansprechverhalteneiner linearen Funktion des Neigungswinkels α[ ] mVU(α) = k · α . (3.17)µRad