Anleitung zum Auswerteprogramm ASCA fuer SCAM- und TSCAN-Matrizen ================================================================= Ausdrucken dieser Anleitung auf der VAX mit $PRINT EX_HELP:ASCHLP.TXT, wenn Sie auf Ihrem Experiment-Account eingelogged sind. Das Programm ASCA ermoeglicht zusammen mit dem Programm ASCS eine Auswertung der SCAM Energie-Orts-Matrizen und der TSCAN Energie-Zeit-Matrizen des Ganz- koerperzaehlers. Durch Setzen von bis zu vier Energiefenstern koennen aus den Matrizen durch Integration der Peaks mit Abzug des Untergrundes Orts- bzw. Zeit-Spektren fuer einzelne Gamma-Linien gewonnen werden. Die Einstel- lung der Integrationsfenster erfolgt an einem Eichspektrum, das mit dem STAT-Programm gemessen wurde. Die erzeugten Ortsspektren (ASCA-Spektren) koennen mit dem Programm ASCS weiter ausgewertet werden. ASCS beruecksichtigt, dass die Kanalinhalte der ASCA-Spektren rechnerisch erzeugt wurden, und des- halb nicht unbedingt einer Poissonverteilung genuegen. Das Programm ASCA beruecksichtigt bei der Auswertung, dass die Energieachse der SCAM- und Tscan-Spektren aus Platzgruenden gegenueber den STAT-Spektren von 512 auf 256 Kanaele komprimiert ist, so dass sowohl die STAT-Eichspektren als auch die SCAM- und TSCAN-Matrizen mit der gleichen Verstaerkereinstellung gemessen werden koennen. SCAM-Matrizen, die vor dem 28.08.90 gemessen wurden, sind nicht komprimiert. Sie werden aber als solche erkannt und ebenfalls rich- tig ausgewertet. Zum Plotten der ASCA-Spektren kann das Programm ASCPLO verwendet werden (s.u.). Waehrend die Programme ASCA und ASCS auf der PDP11 laufen, ist ASCPLO ein VAX-Programm. Folgende Spektrentypen werden verarbeitet: STAT Energiespektren zur Definition der Integrationsfenster SCAM Auszuwertende Energie-Orts-Matrizen TSCAN Auszuwertende Energie-Zeit-Matrizen ASCA Resultierende Ortsspektren Die auszuwertenden Spektren muessen sich auf der VAX befinden, und der dem Experiment zugeordnete Account muss Zugriffsrechte zu den Spektren haben: Experiment GKZ Account GKZ File Name [dir]spektr.spe oder disk:[dir]spektr.spe Ablage auf EX_DATA:[dir]spektr.spe bzw. disk:[dir]spektr.spe entpricht DATA$GKZ:[dir]spektr.spe Falls die File-Spezifikation keine 'Node::' oder 'Device:' Angabe enthaelt, so wird die Default Device-Angabe 'EX_DATA:' hinzugefuegt (und auch am Bild- schirm angezeigt). 'EX_DATA:' kann durch den Login-File des Experiment- Accounts auf der VAX als "Logical" umdefiniert werden. Der Default fuer 'EX_DATA:' ist in LOGDEF.COM als DATA$GKZ (die Datenplatte) definiert. Das Programm ASCA hebt seine aktuellen Parameter in dem File EX_PARAM:ASCPAR.DAT auf, um sie bei einem nachfolgenden Start als Default- Werte anbieten zu koennen. Achtung: Die Logicals EX_DATA, EX_PARAM, EX_PROG und EX_HELP sind nur lokal innerhalb eines Experiment-Accounts gueltig. Man muss sich also auf dem richtigen Account einloggen, um sie verwenden zu koennen, z.B. fuer ein $PRINT EX_HELP:ASCHLP.TXT . Im Gegensatz dazu sind die Logicals EX$GKZ und DATA$GKZ global bekannt. Die Messprogramme arbeiten nach dem gleichen Default-Mechanismus. Bildschirmanzeigen ------------------ In der obersten Zeile wird an erster Stelle der Name des Programmes darge- stellt. Dann folgt der Name des Spektrums und am Ende der Zeile eine detail- lierte Statusanzeige in hexadezimaler Form von folgender Bedeutung: STATUS of spectrum (hexadecimal) 0001 Spectrum created on disk 0002 Spectrum saved on disk 0004 Spectrum created in memory 0008 Spectrum loaded in memory 0200 Wrong typ of spectrum 0400 Error reading header of spectrum 0800 Error reading spectrum file 1000 Header loaded 8000 Take spectrum from memory (else from disk) Die zweite Zeile dient der Ausgabe von Fehlermeldungen (blinkend), sowie Informationen ueber die augenblicklichen Aktivitaeten des Programmes. Bedienung des Programmes ------------------------ Das Programm ist weitgehend selbsterklaerend. Die notwendigen Eingaben werden zum Teil in Dialogform angefordert. Bei Parametereingaben werden im allge- meinen Vorbelegungswerte in Klammer ausgegeben, die mit der RETURN-Taste uebernommen werden koennen. Ein anderer Teil der Eingaben ist als Kommandos zu geben. Die zur Verfuegung stehenden Kommandos sind mit ^H (Control H) in den einzelnen Programmteilen abzufragen. Exit ASCA +++++++++ Verlassen des Programmes. Suspend ASCA ++++++++++++ Mit diesem Aufruf wird das ASCA-Programm suspendiert d.h. es wird gestoppt, bleibt jedoch im Speicher. Durch das Kommando RES ASCA kann es sehr schnell wieder zum Leben erweckt werden. Falls es durch ein Messprogramm gestartet wurde, erfolgt nach dem SUSPEND eine Rueckkehr zu diesem, und bei einem erneuten Start wird von dem Mess- programm ein RESUME durchgefuehrt. Wird bei suspendiertem ASCA das Mess- programm gestoppt, so erfolgt ein Abbruch von ASCA mittels ABORT. Die aktuellen Parameter von ASCA gehen dabei verloren. Show header +++++++++++ Zeigt die wichtigsten Daten des Headers der STAT, SCAM, TSCAN und ASCA Spek- tren (falls die Spektren bereits bekannt sind). Fuer ASCA-Spektren enthaelt der Header im wesentlichen die Daten des ausgewerteten SCAM- bzw. TSCAN- Spektrums. Name des Experimentes. Name des Spektrums. Name des Programmes, von dem das Spektrum erzeugt wurde. Titelzeile Format des Spektrums. Startzeit und -datum. Stopzeit und -datum. Die Zeit in Sekunden, waehrend der das Experiment gestartet war (Realtime). Anzahl der Daten, die auf Grund ihrer Datenkennung ausgesondert wurden, weil sie mit dem Experiment in keinem Zusammenhang stehen (Rejected data). Entweder wurde beim Start die Datenkennung falsch angegeben, oder es ist eine zusaetzliche Datenquelle unbeabsichtigt mitgelaufen. Anzahl der Daten, die durch Hardwarefehler oder -stoerungen ver- stuemmelt uebertragen wurden (Data errors). Die um die Totzeit korrigierte Zeit (Realtime - Deadtime), die fuer jeden Detektor zur Datenaufnahme zur Verfuegung stand (Lifetime). Anzahl der verarbeiteten Daten (Processed data). Anzahl der Daten, die ausserhalb der Spektrengrenzen lagen und deshalb nicht verarbeitet wurden (Data out of range). Die Darstellung des Headers wird mit der Return-taste beendet. Definition of windows +++++++++++++++++++++ Zunaechst wird der Name des STAT-Eichspektrums und die Anzahl der gewuensch- ten Integrationsfenster angefordert (maximal vier sind moeglich). Dann kann zu jedem Fenster ein beschreibender Text eingegeben werden. Anschliessend erfolgt die graphische Eingabe der Integrationsgrenzen fuer alle Fenster und Detektoren. Die 4 Grenzen fuer den linken und rechten Untergrund sowie den zu integrier- enden Peak koennen zwischen zwei Kanaele gesetzt werden, was die Zugehoerig- keit zu einem bestimmten Bereich besser erkennen laesst. Der erste Kanal eines Bereichs berechnet sich durch Abrunden und Addition von 1 zur linken Grenze, waehrend sich der letzte Kanal durch Abrunden der rechten Grenze ergibt. Die Grenzen werden durch Marker am Bildschirm dargestellt. Der aktuelle Marker ist zur Unterscheidung in anderer Weise dargestellt als die uebrigen. Wegen der im allgemeinen schlechten Statistik in den SCAM- bzw. TSCAN-Spek- tren, ist es empfehlenswert die Untergrundbereiche nicht zu eng zu waehlen, um die Fehler klein zu halten. Die Darstellung der Eichspektren und das Setzen der Integrationsgrenzen ge- schieht mit folgenden Kommandos: Funktionen: ^H Help -Auflisten der moeglichen Kommandos. ^R Refresh display -neuer Bildaufbau (z.B. nach Fehlern) SP Refresh display -neuer Bildaufbau (z.B. nach Fehlern) ^Z Exit -Ende Fensterdefinition. Display Kommandos: R Shift right -schiebt das Spektrum um 20% nach rechts. L Shift left -dito nach links. E Expand X -Dehnen der X-Achse um den Faktor 2. C Compress X -dito Stauchen. U Up Y -Dehnen der Y-Achse um den Faktor 2. D Down Y -dito Stauchen. N Normalize Y -Normieren des Y-Massstabes mit dem maximalen Y Wert. F Full spectrum -Darstellung des ganzen Spektrums. A All spectra of matrix-Darstellung aller vier Spektren der vier Detektoren. I Input -numerische Eingabe der Darstellungsparameter. OFFSET= Nullpunktsverschiebung LENGTH= Laenge des dargestellten Ausschnitts Y-OFFSET= Y-Nullpunktverschiebung (s.h. Y) wd -w=1... Nummer des Fensters d=1... Nummer des Detektors CR Next window/detector -weiter zum naechsten Fenster bzw. Detektor Display modes: V Vectors -Darstellung durch Vektoren. P Points -Darstellung durch Punkte. H Histogram -Histogramm-Darstellung S Statistical errors -Fehlerbalken-Darstellung X Lin/Log mode -lineare/logarithmische Darstellung B Base line on/off -Ein- und Ausblenden der Nulllinie. Y Y-offset on/off -Bei Angabe einer Peakposition und bei jeder Y-Normierung (N) wird aus dem kleinsten auf- tretenden Kanalinhalt ein passender Y-offset berechnet, dessen Beruecksichtigung bei der Darstellung durch die Eingabe von Y gesteuert wird. Marker commands: M1...M4 Select marker 1...4 -Die Markerpositionierungseingaben wirken nur auf den gerade aktiven Marker. Mit diesem Kommando wird einer der vier Marker (von links gezaehlt) zum aktiven Marker erklaert. Achtung, mehrere Marker koennen an der glei- chen Position uebereinanderliegen. M< Select next marker left -Marker links vom aktiven Marker wird zum neuen aktiven Marker. M> Select next marker right -Marker rechts vom aktiven Marker wird zum neuen aktiven Marker. MM Same as M> -Wie M> MSpace Cursor input of current marker -Durch M mit nachfolgender Leertaste wird der aktive Marker an die Position des Curser ge- setzt. Er kann dabei jedoch nicht seine be- nachbarten Marker kreuzen, sondern bleibt an deren Position stehen. < Shift current marker left -Links schieben des aktiven Markers, maximal bis zum linken Nachbarn. > Shift current marker right -Rechts schieben des aktiven Markers, maximal bis zum rechten Nachbarn. Alle Kommandos koennen waehrend des laufenden Bildaufbaus gegeben werden. Dieser wird dadurch unterbrochen und das neue Kommando aus- gefuehrt. Achtung: Bei Cursoreingaben blockiert gelegentlich das VT240. Die Blockade kann ueber das Terminal-'Set-Up' mit 'Clear Comm' behoben werden. Achtung: Das Positionieren des Cursors ist zum Teil um einen Bildschirmrasterpunkt ungenau (am Rande auch mehr). Show windows ++++++++++++ Ausgabe der Integrationsgrenzen in alphanumerischer Form auf dem Bildschirm. Peak Integration ++++++++++++++++ Start des Peakintegrationsprogrammes zur Erzeugung der ASCA-Ortsspektren nach den zuvor definierten Integrationsfenstern. Es wird zuerst der File-Name fuer das zu erzeugende ASCA-Spektrum angefordert und dann das auszuwertende SCAM- bzw. TSCAN-Spektrum geladen (braucht seine Zeit), falls nicht bereits geladen. Sodann wird fuer alle Fenster, alle vier Detektoren und alle Orte die Integra- tion (s.u.) durchgefuehrt. Zur Information wird fuer jede Integration die Num- mer des Fensters, des Detektors, die Kanalnummer des Ortes und das Integra- tionsergebnis mit Fehler ausgegeben. Die resultierenden Spektren (Laenge=256) werden in folgender Reihenfolge im File abgelegt: Ie(Fe1,De1),...,Ie(Fe1,De4),Ie(Fe2,De1),...,If(Fe1,De1),... Ie(Fe,De)=Integrationsergebnis, If(Fe,De)=Integrationsfehler Fe=Fenster, De=Detektor Anschliessend wird das erzeugte ASCA-Spektrum auf die Platte gerettet. Show results ++++++++++++ Mit dieser Funktion wird das Programm ASCS zur Auswertung der ASCA-Ortsspektren aufgerufen. Es ermoeglicht die graphische Darstellung und Peakintegration der Ortsspektren in aehnlicher Weise wie dies mit den Programmen PEAK und ANALYS moeglich ist. Im Gegensatz zu diesen beruecksichtigt es jedoch die bei der Berechnung der Ortsspektren ermittelten Fehler und fuehrt eine geeignete Fehlerrechnung fuer die Peakintegration durch. Die Programme PEAK und ANALYS wuerden zu kleine Fehler liefern. Ein- und Ausgaben des Programmes ASCS sind den Eigenschaften der ASCA-Spektren angepasst. Ausdrucken einer Anleitung fuer das ASCS-Programm auf der VAX mit: $PRINT EX_HELP:ASSHLP.TXT Set name of SCAM or TSCAN spectrum ++++++++++++++++++++++++++++++++++ Eingabe eines Datei- (File) Namens fuer das zu bearbeitende SCAM- bzw. TSCAN- Spektrum. Die Angabe des Filenamens muss im VAX File Format erfolgen. Die Eingabe erfolgt getrennt fuer device:[directory] und filename. Die device:[directory] Eingaben werden, falls noetig, ergaenzt: Eingabe Resultat dir EX_DATA:[dir] [dir] EX_DATA:[dir] dev:[dir] dev:[dir] node::[dir] node::[dir] node::dev:[dir] node::dev:[dir] Falls nur die Directory angegeben wird, wird diese ergaenzt durch den logischen Device-Namen 'EX_DATA:'. Help ++++ Kopiert diesen Help-file auf den Bildschirm. *** Peakintegration --------------------- Die Peakintegration wird wie in den Programmen PEAK und ANALYS durchgefuehrt, jedoch aus Laufzeitgruenden nur das CANBERRA-Verfahren. Untergrundbestimmung: Der rechte und der linke Untergrund werden jeweils getrennt fuer sich in X und Y gemittelt (ungewichtet). Durch die so erhaltenen zwei Punkte wird die Untergrundgerade gelegt. Fehlerrechnung Es werden zwei Fehlerrechnungen durchgefuehrt und der groesste der beiden Fehler fuer weitere Berechnungen verwendet. Fehler 1: Unter der Annahme einer Poisson-Verteilung ergibt sich als Varianz fuer linken und rechten Untergrund der jeweilige Mittelwert der Kanalinhalte. Durch Fehlerfortpflanzung werden daraus der Fehler des linken bzw. rechten Untergrundstuetzpunktes berechnet. Die Fehler der Geradenparameter ergeben sich durch Fehlerfortpflanzung aus den Fehlern beider Stuetzpunkte. Fehler 2: Fuer linken und rechten Untergrund getrennt wird die tatsaechliche Varianz durch die Fehlerquadratsumme bezueglich der Untergrundgeraden bestimmt. Dann wird wie bei Fehler 1 verfahren. Berechnung der Peakflaeche: Die Brutto-Peakflaeche wird berechnet durch Aufaddieren aller Kanaele inner- halb der Peakgrenzen. Zur Ermittlung der Netto-Peakflaeche wird die durch die Untergrundgerade gegebene Flaeche unter dem Peak abgezogen. Fehlerrechnung Um die Fehlerrechnung zu vereinfachen wird der Nullpunkt der X-Achse fuer die Untergrundgerade y=A+Bx in die Mitte des Peakbereiches gelegt. Dann berechnet sich die Untergrundflaeche lediglich aus dem Achsabschnitt A und Korrelationsprobleme zwischen A und B treten bei der Fehlerrechnung nicht auf. Der Fehler der Nettoflaeche ergibt sich dann nach ueblicher Fehlerfortpflanzung zu Wurzel aus der Summe von Bruttoflaeche und dem Fehler- quadrat der Untergrundflaeche. Lit: BEV P. R. Bevington; Data Reduction and ... CAN Canberra Katalog 81-82 *** Programm ASCPLO --------------------- Das Programm ASCPLO laeuft im Gegensatz zu ASCA und ASCS auf der VAX. Es erlaubt die graphische Ausgabe von ASCA-Spektren. Insbesondere ermoeglicht es die Ergebnisse von bis zu sechs (z.B. zeitlich aufeinander folgenden) Messungen in einem Plot darzustellen. ASCPLO erwartet die Eingabe eines Namens (z.B. xxxxxx) fuer die ASCA-Spektren und sucht dann nach den Files xxxxxx.ASC1 bis xxxxxx.ASC6. Fehlt einer dieser Files, so bleibt das zugehoerige Feld im Plot leer. Alle gefundenen ASCA- Spektren muessen das gleiche Format haben, d.h. die Anzahl der mit dem Pro- gramm ASCA ausgewerteten Fenster und Detektoren muss gleich sein, sonst erfolgt ein Abbruch. Fuer jeden der vier Detektoren und jedes ausgewertete Fenster kann ein Sechser-Plot erstellt werden. Die Y-Skalierung ist fuer ein bestimmtes Fenster fuer alle 24 zugehoerigen Spektren (4 Detektoren, 6 Messungen) gleich und ergibt sich aus dem Maximum in allen 24 Spektren. Zwei Darstellungsvarianten stehen zur Verfuegung, die sich in der Darstellung der Ortsachse unterscheiden: Rumpf (Default) : 0...100cm Ganzkoerper : 0...165cm In einem Protokollausdruck werden alle in den sechs Spektren-Header fest- gehaltenen Informationen ausgegeben. Am besten einfach alles ausprobieren. Unverstaendliche Zusammen- haenge bitte notieren, ebenso unklare Fehlermeldungen sowie falsche Reaktionen des Programmes. 11.12.1990 K. Huber