Test de validation du système de spectrométrie à traitement numérique

TESTS DE PERFORMANCES DU SYSTEME NUMERIQUE D’ACQUISITION

Test de non linéarité INL/DNL

Un des majeurs critères qui caractérise la performance d’une chaîne de spectrométrie nucléaire, est la linéarité de sa réponse sur tous les canaux qui la composent. Il existe deux protocoles de mesures pour déterminer le degré de linéarité de la chaîne, qui sont l’erreur de linéarité intégrale (INL) et celle différentielle (DNL).

Erreur de linéarité intégrale (INL)

La précision sur l’étalonnage des spectres dépend essentiellement de la linéarité du système de conversion et de mémorisation. Dans le cas idéal cette conversion est linéairement proportionnelle à l’amplitude du signal (et de l’énergie). Figure-6. 1 : Représentation graphique de l’erreur de linéarité intégrale (INL) Chapitre 6 Test de validation du système de spectrométrie à traitement numérique 130 Elle peut être évaluée par la mesure des écarts avec la courbe de régression linéaire, dont la valeur maximum CHMAX ramenée au nombre total N des canaux et exprimée en pourcentage, correspond à l’erreur de linéarité intégrale (INL). [64] (%) 100   N CH INL Max (6.1) Une série de mesures consistant à définir les numéros de canaux d’emplacement sur le MIMCA des pics, correspondant aux impulsions à l’entrée, dont les amplitudes sont variées progressivement avec un pas constant. Figure-6. 2 : Méthode pour le test de l’erreur de linéarité intégrale (INL) Le Tableau-6.2 montre une collection des numéros d’emplacement des pics sur le spectre, en fonction des amplitudes des signaux de référence injectés à l’entrée du MIMCA. Le pas de progression de la variation de l’amplitude est contrôlé avec le système de boutons rotatifs du générateur de précision, modèle NIM modèle PB-4 de marque CANBERRA, et avec un pas de 100 graduations par mesure (correspondant à une valeur d’amplitude approximative de 800mV).

Erreur de linéarité différentielle (DNL)

Dans le cas idéal, la largeur de chaque canal est identique partout, et représente d’une manière précise la même grandeur de signal d’entrée (ou quantité d’énergie incidente). Le décalage de performance par rapport à cette caractéristique théorique caractérise l’erreur de linéarité différentielle (DNL). Le montage utilisé pour l’évaluation de la DNL consiste à injecter un train d’impulsions modulé par un signal triangulaire (« sweeping pulser »). Figure-6. 4 : Méthode d’évaluation de l’erreur de linéarité différentielle (DNL) Le système d’évaluation de la DNL est configuré comme suit:  La période de la « Rampe » délivrée par le générateur de fonction triangulaire (« Ramp Generator ») est ajustée à 50sec.  Un train d’impulsions est généré par le module “Precision Pulse Generator”, à une fréquence de 10kHz. La modulation par signal rectangulaire est réalisée en injectant sur l’entrée de référence externe la « rampe » délivrée par le module « Ramp Generator » en haut.  Les signaux ainsi générés sont taillés pour une trainée à décroissance exponentielle de 1µs (Shaping time) avec le module « Spectroscopy Amplifier ». Les fluctuations statistiques des mesures pourront être négligées et n’affecteront par sur le profile de la distribution sur les canaux, pour une acquisition de longue durée. Pour une réponse différentielle linéaire du système, le spectre de signaux collectés est distribué uniformément plate sur toute la plage de canaux.La déviation par rapport à cette uniformité du spectre pour un système linéaire, représente la DNL du système MIMCA. Elle est évaluée à partir de l’expression ci-dessous, et exprimée en pourcentage: (%) 100 C DNL  (6.3) C : Valeur moyenne des nombres de coups pour chaque canal  : Ecart-type de l’ensemble des nombres de coups collectés Après une acquisition de longue durée (près de huit heures, selon le standard IEC 659), utilisant un programme d’outils qu’on a développé sous Labview, on a obtenu un spectre de comptage de valeur moyenne égale à 54160 coups. L’écart-type calculée pour la série de données est de 1236 coups.