Tests of the data acquisition system and detector control system for the muon chambers of the CMS experiment at the LHC [Elektronische Ressource] / vorgelegt von Michael Christian Sowa

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• Publié par: rheinisch-westfalischen_technischen_hochschule_-rwth-_aachen
• Publié le: 01 janvier 2009
• Nombre de lectures: 14
• Langue: English
• Poids de l'ouvrage: 56 Mo

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hscTDr.estserofPr?fung:thegenehmigteDataGro?AA.cquisitionaufSystemDoktorsandvDetectorSoConhtrolerSderystemrforternetseitenthevMuonNaturwissenscChamvbDiplom-Phershaelofathe(PL)CUnivMSHebbExpersit?tsprofessorerimenTt?ndlicaDiesetntheILHCHoVulbibliothekoneinesderderFhaftenaDissertationkorgelegtulontysik?MictChristianf?rwMathematik,ausInformatikStrehlitzundBericNaturwissenscter:haftenersit?tsprofessorderT.RekWTHUnivAacDr.henStahlUnivagersitmyhenzur27.02.2009ErlangungDissedestatioakistademiscdenhennGderrcahdonlineeerf?gbar.s read-outAbstract(PTheceedsPhays.eInst.onItIhImeasuringAelopofTRdWTHtheAacdhenendsUnivbersitTyofiserforminvvdatabases,olvthesis.ed-oinpressurethcrucialepdevwelopmentot,theproeraduc-asutionTheandusedtestsofoftimetheofDriftTsoftubcalibeADC/c(DT)divmerforminguonscopcwhamgasbonenerscforthetherstbarrelthatmhamuonthesystemTheofktheinCMSwdetectoryatthetheamLHCnewatadditionalCERNof(Genevpressureaconsidered).ThisThethepresenChallengetsensorthesispressuredescribAlsoesassomertestatproalues.ceduresDCSwhicstemhmergeswobtainerehdevcomelopyedaapropnthedwithinpoferformedDCSforfothelocrehamtbattacertolobcalmanifoldsDatasureAAcquisitionw(DproAcalibrationQ)tionedsystem,erastswpressureellvascalibrationforcpartsaofossibletherespDetectorsameConstudied.trolaSystemis(DCS).indicatedTheoutputtestonresultstwre,ereerienceanalyzedliedandedestaldiscussed.enTcwgaoatmaintestkindsgasofyDofAobtainedQMatesandtsThewwereypdsameotheneree.stabilitOnsensortheellonesenshand,vtoerecomparettdwoomendierenatareDasAThisQsensorsystems,datathenalcforhamossiblebberThissignalsautomaticallywtoereinsplitandandyreaddata,outandboky(LUT).btheothesystems.thisThisThemethotestsdereallocusedwtheedcaltopressurevadalidateuthemcompbts,yheddemonstrating,irectlythatthethhameer:resensor,wanderepresnoADCrelevADC).anttitdierencesasintotheof,measuredthedriftoftimes,mengeneratedcbbycomtheonensameformgasuonmeasuremenevisenalid.tsensorindatatheeresameheccedhamnbperdierencescells.theirOnonsethetheotherpressurehereand,Theafternthelsystemsswofereresultsvthatalidated,sensorthedepqualitalsoytheofbienthetempdatatuwaasexpcwhichecimpkaned.pFmeorremthistpurptheosehamextensiveresnoisesensorsstudiesCMS.wseconderesequenceptheerformed.pressureThqualite.nkindoisetestdepdataendenceduringonCMSvgnetariousestparametersCosmic(threshold,(MTCC).HV)signalwtasointvesestigatedthequangastitativatelysame.wAlsocompared.detailedthestudiesyonthesingleoutput,cells,wqualiedasasthedeadoandsupplynoisyoltagwwereanalyzeddone.dierenFmagneticorelthevDTApQtheteststionedatestsexcomplexiwblesyhardwwaredevanded.softsystemwtheareandenrationvironmentotthewpressureasaluesneeded.eacTheporgsensor/Panhami-erzationbination.andproinstallationfullyofbtheconnectingsuppliedtheelectronics,erseasternwlellexternalasbthendingsofterwparecalculationsdevcreatingelopmenLotUpwablesasiiirealized BeiZusammenfassungf?rDasndIonen-IenI.net,PhPressureysikzeigte,aliscCMSheUmInstitutAnscAonzenderammernRunWTHanalysiertAacabh?ngt.henrsboneteiligtersorgungs-sicaresystemhADC/Kammer-KawnoderlokEnetk-wicPklung,dieFZwertigunganalogenundignaleTtzliestdurcdhf?hrungvderlMyhen,onkStabilit?tammern,erscdiehzuf?hren,einDiesesBestandteikwlvdesuMytenonsystemsderimDCSZenictralboereicGasdruchMydeswurden:CMS-DetektorsDrucimConLHC-SpsteicsicherringKalibrationenamergewissern.CERNdie(Genfen)Diesind.PuDieonvimpliziertorliegendekbasismessungArbestreiheeitkbF?rescdiehreibtandeinigewurdenTypestprozeduren,DrucdieAucf?raucdasblokunaletenDatennkahmesykstem?pft(mDatam?glicAerhalten.cquisitionautomatisc,erscDbankAen?tigtenQ)tnommen,wiehaucersionstabhablesf?rveinenmanTaufeilKdesenKAusleseonerte,troll-anundnSteuerungssystemshdesksensoren,Detektorserteiler(andlerDetectortoConertetrolZun?cSystemar,bDCS)?bvorrektheitorgenommenKwurden.zuAnscdhlie?endkwurdderendiedieDierenzenTstuestergebnissederanalysiertassunderdhdiskutiert.UmgebungstempGrunds?tzlicneuehzusf?hrtehemanCMS-DetektorbzwandereneidieTrypunenhvTonendeteDvATQ-TChests(MTCC).durcSignaleh.eiEinerseitsvwurdendenselbdiezurKam-gemessenmersignaledigeteiltSensormessung,unddervung,onizwMagnetfeldweihverwerscestshussteiedenenSoftDt-AwQ-SystemevnSensor-aADC-Kalibrationsdatenutigesgef?rleesen.binationDieseieseMethovdeberlaubteanes,indieexternebDabeidendieSystemedenzuenvrecergleicschendieundonsie(zuUpvLUT)alidieren,erwdakmantriertekseinehnen-dienenswaleneomprtennUntenterscdiehiedederinkwdendigemessenendirektDriftzeitendenfand,odiekvangebracotnDrucdemDrucselbvenundMyk-Analog-Digital-Wonereig-(nisAnalogstammDigitalten.vAndererseits,r,nacADC).hhderwVesalidierungabdingbar,eiderhSysteme,erwurdeKdiederQualit?tdieserderompDtenAvQ-DatenZugepr?ft.iesemZuecdiesemwurdenZwKalibrationsdatenecSensorenkundwurdenevumfangreictuellenheihrerStuAusgangssignalediendiert.bzgl.AnalysedesResultateRauscdhdievlsh?heerhal-Stensaucvvorgenommen.derEseraturwurdeDiesedieErfahrungAbh?ngigkeineeit?descRauscDruchensimvetrieb.ondervTerscwurdehiedenenQualit?tPearameternGasdruc(Scauslesehtewucelle,t.Hodiesecestshspannerwung)manquanDatentitativomunMagnettersucesthCosmict.aDar?lengebEserdiehinausvwurdenzwdetailliSensorteenrteerglicStu-diedienen?bkerselbdasZeitVhatten.erhaltenhdereeinzelnenderZellenwievhorgenommen,Sensorvdiespannzuvwurdeorealsvrauschiedenenhendertenbzw.tersuctott.eingestuftdiew?hnordenDCS-Twdurcaren.mF?reindieomplexesDwAenQ-Twicestseltwurdeerden.eineSystembreiteerknHardwdieare-uundPSoftuwendg?l-areumgebungDrucberteen?tigt.jedeImhRahmenSensor/PdomieserzuArbDeitProzedurwurdeerl?uftdie?lligOrganisationh,undeiInhlussbvetriebnahmehiedenederterneDndADatenQ-Elektroniken.beie-erdenwberkstelligt,DatensoDawiebankdieenerforderlicumgehenh-Softundwhlie?licaref?rpErstellungakKetevenellentLowickkTelt.,BeidesdenvDCSendet.-Tests AacContents.Abstract.iii.Zusammenfassung.vCham1..Intro.duction.1.2.bTheoDataretical.framew.o.rk.ofviiPma3.3.rticle.Physics.3.2.1..Gaugesystemspri.nciple..m.......test.............c...Cham.............ers...system...A...D...signals...measuremen...and...CMS3.2.2.functionThe.Standard.Mo.del......30.stem.......ub.........y.........principle.......d.......CMS.triggering.....45....5.2.2.1..MainAfeatures....4.2..for.b...Cham.......2.......54.......4.3..c.....4.3.1..m.....Q............5.2.2.2..Quan.tum.ChromoThedynamicss...............Drift.m.b.............38.er............7.2.2.3..Electro3.3.2.wweak.in.teractions........1.er.and...........43.with.muon.4.1..data...........CMS........9.2.2.4..The.Higgs4.1.2.mecSystemhanism............lo.Q.CMS.c.......52.er...............Drift..........11.2.3..BeyDataond.the.Standard.Mo.del......Aac.m.b.y.........b.with.........4.3.2..D....................15.2.3.1..Sup.ersymmetry................3.2.2..CMS.uon.y...........................34.The.T.e.uon.ham.ers1.5.2.3.2..Other.mo.dels................3.3.1..b.la.out...............................39.Cham.er.orking....19.3..New.exp.eriments.fo.r.n.ew.pa.rticle4sea3.3.3.rchb23pro3.1.uctionThetestsL.arge.Hadron.Collider.(LHC)..............4..taking.the.DT.chamb.45.Detector.and.taking..................23.3.1.1.4.1.1.Generaltriggerdescription............................45.Data.cquisition.(D.Q).....................4923The3.1.2.calLHCAphsystemysicsthe.DT.uon.ham.ers.............4.2.1..b.output...........................5.4.2.2..time.t....25.3.1.3..The.LHC.exp.erimen.ts..........4.2.3..transfer.storage.........................56.The.hen.DT.uon.ham.er.facilit28.3.2..The.Co.mp.a.ct.Muon.Solenoid59(CMS)Cham.er.tests.cosmic.uons...............60.The.hen.A.system..............30.3.2.1..Detector.design....62...ConEvten.ts.4.3.3.5.5.TheSummaMiniCrate.D.A.Q.system..14.....................A.1......r.........o.r......62.4.3.4..D.AericQ.datat...tests...conguration.............w.........ADC.vi.........bID_padcID_manifoldID_URL.vi.5.159.......5.4.2..........s....65.4.4..Tsensorests.of.thepressurelo.cal.D.AConclusionsQ.system....MiniCrate.w.....OS-8_DG535_ac.vi.......blo.........gas.L.B.1.....................68.4.4.1..Comparison.of154t.w.o.dierenRead_mtRead_mD.A.QpsystemsLUT.ckno...............creation..............68.4.4.2.pNoisesystemanalysis..............5.5.1..of...........5.5.2..o.............134.gas...........139.143.A.readout79re4.4.3..Conclusions.on.D.AA.2.Q.tests..........147.t.k.................B..ressure.ration.T.re..........90.5..Measurement.of.theB.2.ga.s.p.ressure.in.t.he.CMS.DTB.3.muon.chamb.ers.93.5.1..Detector.con.trol.and.monitoringMB_item_for_LUT_Psystems............155.bp._URL.vi.yp.........DCS.essure.ration.and.163.171....93.5.1.1..Run.Con.trol.and.Monitor.System.(R.CMS)....119.LUT........................93.5.1.2..Detector.Con.trol121SystemGas.re.sure.tests.............................122.V.ation.the.calibration........95.5.2..Lo.cal.DCS.gas123pGasressureread-monitoringuandtests.con.trol.for.the.CMS.DT.m.uon.c.ham.b.ers.995.5.3.5.3.onCalibratedpressurehardw.are.co.mp.onen.ts............6..ry.A..D.Q.and.soft.a.145.MiniCrate_MB1_TDC_conguration_setup_ac.vi...............5.Read_out_R..102.5.3.1..Wh.y.calibration?................A.3..en.data.c...................................149.DCS102p5.3.2.sensoPressurecalibsensorsand.U.soft.a.151.SensCalV2.0.vi...................................151.Select_Manifold.vi............102.5.3.3..Pressure.Analog.to.Digital.Con.v.erter.(P.ADC)153.LUT_P..........................113.5.4..Lo.ok.Up.TB.4.ablesADC.vi(LUT.s)........................B.5..bID_m.ositi.n.and.bt.e_m...............15.C..gas.r.senso118calib5.4.1.andDatalesfordatabasestheBibliographyLUTAswledgments.viii.existence1.elyIntroprotonductionInaimrstory1earswithofD0-expthee20ththosecedesignedninturytotinwTho4milestonhoesearcsstoragewtrolereothersetinstallediAn3).pCMShtysics:thistheMoquanatuthem(LEP)meclohanicsmass(Plancdidk,isSclargerhr?edinger,(LHeisen100boppergTheetenoughal.)describandAthetherelativitoson,yB-phtheoriesof(Einstein).ATheeri-dynamicbdevtheelopmenywtsofarethebphonysicsandinttheHo20thwithoutcentheturyoinshobwlimitedasthatsethesethetywtheoetdisciplinesgenerateareparticlequitecollisionusefulAmongintheorderCERN.tocircumferencedescribweinthebroughmaterialwithandeanwtim