Электрометр - бұл не? Сирек қолмен жасалған механикалық құралдардан бастап дәлдік құрылғыларға дейін көптеген әртүрлі түрлері бар. Заманауи электрометрлер мен басқа да өлшеу құралдары вакуумдық түтік немесе қатты күй технологиясы арқылы құрастырылады. Оларды кернеуді өлшеу және 1 фемтоамперге дейін өте төмен ағып кету токтарымен зарядтау үшін пайдалануға болады. Электроскоп - қарапайым құрылғы. Ол ұқсас принциптерде жұмыс істейді, бірақ тек салыстырмалы кернеу мәндерін көрсетеді. Электрометр және басқа құралдар нені өлшейді?
Осы құрылғының тарихы
Алғашқы әлеуетті метрді "Алғашқы шаршы" немесе жай "Квадрат" деп атауға болады. Термин ақыр соңында Келвин нұсқасына сілтеме жасағанымен, ол алдымен қарапайым құрылғыны сипаттау үшін қолданылды. Электрометр нені өлшейді және ол неден тұрады?
Ол піл сүйегінен жасалған жарты шеңбер бекітілген тік ағаш діңінен жасалған. Жеңіл тығын шары ортасынан топсаға ілінеді. Құрал болған кездезарядталған денеге қойылған өзек қатысады және тығын шарын итереді. Өлшенген бұрыш зарядқа тура пропорционал болмаса да, кері тарту шамасын градуирленген жарты шеңберден оқуға болады. Алғашқы өнертапқыштар Уильям Хенли мен Гораций-Бенедикт де Соссюр болды.
Ал электроскоптардың «пионері» кім болды?
Ал электрскоп пен электрометр - бұл не және қайсысы жақсы болды? Ең алғашқы алтын жапырақты электрскоп әзірге ең бірінші болды. Мұндай құрылғыны нақты әлемде кейбір ғылыми конференцияларда кездестіруге болады, бірақ тұтастай алғанда ол барлық жерде технологиялық жағынан жетілдірілген нұсқамен ауыстырылды. Электрометрден айырмашылығы ол өлшеу құралына қарағанда датчик рөлін жиі атқарды.
Құралдың өзі электродқа ілінген екі жұқа алтын фольга парағынан тұрады. Ол индукция немесе жанасу арқылы зарядталғанда, жапырақтар бірдей электрлік зарядтарға ие болып, Кулон күші әсерінен бір-бірін итереді. Олардың бөлінуі жинақталған таза энергияның тікелей көрсеткіші болып табылады. Қалайы фольга бөліктерін жапырақтарға қарама-қарсы шыныға жапсыруға болады, сонда жапырақтар толығымен алшақ болған кезде олар жерге құлап кетуі мүмкін. Жапырақтарды сызбалардан қорғау үшін шыны «конвертке» салуға болады. Зарядтың ағып кетуін азайту үшін бұл конверт оқшауланған. Ағып кетудің тағы бір себебі иондаушы сәулелену болып табылады, сондықтан оны болдырмау үшін электрометрді қорғасын қалқанмен қоршау керек.
Аспапты 18 ғасырда бірнеше адам жасағанзерттеушілер, соның ішінде Авраам Беннетт пен Алессандро Вольта.
Peltier және Bonenberger үлгілері
Bonenberg өлшеу құрылғысы анод пен құрғақ қада катодының арасында тігінен ілінген жалғыз алтын парақтан тұрады. Алтын жапыраққа түсетін кез келген заряд оның бір полюске немесе екінші полюске қарай жылжуын тудырады. Боненберг электрометрі нені өлшейді? Зарядталған бөлшектің таңбасы, сондай-ақ оның шамамен мәні.
Пелтиер электрометрі магниттік инемен статикалық күшті теңестіру арқылы ауытқуды өлшеу үшін магниттік компастың түрін пайдаланады.
Заманауи құрылғылар
Қазіргі электрометр - бұл өте сезімтал вольтметр, оның кіріс кедергісі соншалықты үлкен, оған түсетін токты күнделікті қолданбалардың көпшілігі үшін нөлге тең деп санауға болады.
Электометр нені өлшейді және оның кедергісі қандай? Қазіргі заманғы құрылғылар үшін кіріс кедергісінің нақты мәні нановольтметрлер үшін 1010 Оммен салыстырғанда шамамен 1014 Ом құрайды. Кіріс кедергісі өте жоғары болғандықтан, токтың ағып кетуін болдырмау үшін арнайы дизайнды ескеру қажет.
Басқа қолданулардың қатарында электрометрлер ядролық физика эксперименттерінде қолданылады, өйткені олар иондаушы сәулелер өткен кезде затта қалған ұсақ зарядтарды өлшей алады. Заманауи құрылғылардың ең көп тараған қолданылуы санауыш сияқты аспаптарда ионизациялық камераларды пайдаланып сәулеленуді өлшеу болып табылады. Гейгер.
Клапан электрометр
Клапан нұсқалары өте жоғары күшейту және кіріс кедергісі бар арнайы вакуумдық түтікті пайдаланады. Кіріс тогы кедергі торына ағып кетуі мүмкін және осылайша пайда болатын кернеу анодтық (пластиналық) тізбекте айтарлықтай күшейтіледі. Электрометрлермен пайдалануға арналған клапандардың ағып кету токтары тек бірнеше фемтоампер (10-15 ампер) болады. Бұл клапандарды қолғап киген қолдармен ұстау керек, өйткені шыны конвертте қалған тұздар осы кішкентай токтар үшін ағып кету жолдарын тудыруы мүмкін.
"Төңкерілген триод" деп аталатын мамандандырылған тізбекте анод пен тордың рөлдері керісінше болады. Бұл басқару элементін жіпті қоршап тұрған ғарыштық заряд аймағынан мүмкіндігінше алыс орналастырады, басқару тізбегі жинайтын электрондар санын азайтады және осылайша кіріс тогын азайтады.
Ең жетілдірілген электрометрлер
Қазіргі заманғы өлшеу құралдарының көпшілігі бір немесе бірнеше FET қолданатын қатты күйдегі күшейткіштен, сыртқы өлшеу құрылғыларын қосуға арналған қосылымдардан және әдетте қосылымнан тұрады. Қатты күйдегі электрометр үшін фотосурет жоғарыда көрсетілген.
Күшейткіш оны өлшеуді жеңілдету үшін шағын токты күшейтеді. Сыртқы қосылымдар, әдетте, коаксиалды немесе үш осьтік конструкция болып табылады және иондаушы сәулеленуді өлшеу үшін диодтарды немесе ионизациялық камераларды орнатуға мүмкіндік береді. Дисплейге немесе деректерді тіркеу жабдығына қосылымдар пайдаланушыға деректерді көруге немесе кейінірек талдау үшін деректерді жазуға мүмкіндік береді.
Ионизация камераларымен пайдалануға арналған электрометрлер иондау камерасын бұрмалау үшін де пайдаланылатын жоғары вольтты қуат көзін қамтуы мүмкін.
