evtiheeva_n_n__izmerenie_yelektricheskih _i_neyelektricheskih (1024282), страница 45

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 45)

Э т о п р и в о д и т к у с и л е н и ю их д и ф ф у з и и к р-и-переходуивсамомнапряжениюток.переходе.(рис.У4.47,д),Вольт-ампернаядиода,подподключенногокзапирающемудействием света возрастает обратныйхарактеристикагерманиевогофотодиодаприве­д е н а н а р и с . 4 . 4 7 , 6 . П р и о т с у т с т в и и о с в е щ е н и я о н а н е о т л и ч а е т с я о т ха­р а к т е р и с т и к и о б ы ч н о г о д и о д а , а п р и о с в е щ е н и и с м е щ а е т с я в в е р х про­порционально величине светового потока.НаиболееИхраспространеныспектральныеизлучения(длягерманиевые и кремниевыехарактеристикизаходятвобластьфотодиоды.инфракрасногог е р м а н и е в ы х ф о т о д и о д о в до Х г р = 2 м к м , д л я крем­н и е в ы х д о Х г р = 1,2 м к м ) .Фотодиодытильном)чаюткработатьнапряженияи(рис. 4.47,а).обратныйток,чтотока(вен­подклю­П р и у в е л и ч е н и и егоприводитпо ВАХ и н а г р у з о ч н о й п р я м о йфотодиодаотосвещенностина. В н у т р е н н е е д и ф ф е р е н ц и а л ь н о е с о п р о т и в л е н и еличину п о р я д к а м е г а о м о в , поэтомублизком к короткому замыканию.184генераторномпреобразователькувеличениюна с о п р о т и в л е н и и RH.

Н а п р я ж е н и е UH- и чувствитель­м о ж н о определитьЗависимостьфотодиодномнапряжениювозрастаетUHвВ фотодиодном режимезапирающемуосвещенностиностьмогутрежимах.обычноони(рис. 4.47,6).практически линей- /ф о т о д и о д а и м е е т ве­работаютв режиме,I@Рис. 4.48г д е /ф— ф о т о т о к , о п р е д е л я е м ы й с в е т о в ы м п о т о к о м Ф;(4.150)S — чувстви­тельность.З н а ч е н и е т е м н о в о г о т о к а 1 Т с и л ь н о з а в и с и т о т т е м п е р а т у р ы . Фото­диоды— малоинерционныеимеет п о р я д о к 1 0 "7-8— Юпреобразователи.Их постоянная временис.В генераторном режиме фотодиод включают по схеме, приведеннойн а р и с . 4 . 4 8 , а , и о н с а м я в л я е т с я и с т о ч н и к о м т о к а . Ф о т о т о к , напря­ж е н и е на н а г р у з к еприведенной наОсобенностиизмеренияU K и ч у в с т в и т е л ь н о с т ь м о ж н о о п р е д е л и т ь по ВАХ,р и с .

4.48, б.применения фотоэлектрическихнесветовыхвеличин.преобразователей дляФотоэлектрическиеприобразовате-л и , и с п о л ь з у е м ы е д л я и з м е р е н и я н е с в е т о в ы х в е л и ч и н , и м е ю т р я д осо­бенностей. Имеется возможность измерения без к о н т а к т а с объектомизмерения, отсутствуетмеханическоевоздействиенаобъектизмере­н и я . П р е о б р а з о в а т е л и ч у в с т в и т е л ь н ы к с и л е с в е т а и его ц в е т у . Их не­д о с т а т к о м я в л я е т с я б о л ь ш а я п о г р е ш н о с т ь , к о т о р а я в о с н о в н о м опре­деляетсяусталостью, старениемизависимостьюпараметровпреобра­зователя от температуры. Вследствие этих особенностей фотоэлектри­ческиепреобразователи нашлиприменение в основном в следующихслучаях.1. При•номизмерениях,режиме.вкоторыхпреобразовательработаетврелей-П р и м е р о м может служить измерение частоты вращениявала, имеющегодисксотверстиями.

Дискп р е р ы в а е т л у ч с в е т а , па­дающий на фотоэлектрический преобразователь. Измеряемая скоростьпреобразуется в частоту э л е к т р и ч е с к и х и м п у л ь с о в .2. Вкачестве прямогопреобразователяв к о м п е н с а ц и о н н ы х изме­рительных приборах.З.Прии з м е р е н и и н е с в е т о в ы х в е л и ч и н , к о г д а п р о м е ж у т о ч н о й вели­ч и н о й п р е о б р а з о в а н и я я в л я е т с я в е л и ч и н а с в е т о в а я , н а п р и м е р , п р и из­меренииконцентрациивеществаврастворе,когдапромежуточнойвеличиной является изменение поглощения света раствором..185Дляуменьшенияизмеренияпогрешностиф о т о э л е к т р и ч е с к и е пре­образователивключаютсявдиф­ференциальные или компенсацион­ныеизмерительныеренциальнаяц е п и .

Диффе­схемаэлектрическимис д в у м я фото­преобразователя­м и , с л у ж а щ а я д л я и з м е р е н и я кон­центрацииРис. 4.49раствора,приведенанар и с . 4 . 4 9 . П е р в ы й л у ч с в е т а о т ис­точника 1 проходит через объект, и з м е р е н и я 2, н а п р и м е р через кюветус исследуемымраствором,и п о п а д а е т на ф о т о р е з и с т о р 3. В т о р о й л у чпроходит через п р и м е н я е м ы й д л я настройки прибора оптический клин4 и п о п а д а е т на в т о р о й ф о т о р е з и с т о р 5.

Ф о т о р е з и с т о р ы в к л ю ч е н ы в мо­с т о в у ю ц е п ь . Б л а г о д а р я д и ф ф е р е н ц и а л ь н о й с х е м е к о м п е н с и р у ю т с я тем­п е р а т у р н ы е и д р у г и е а д д и т и в н ы е п о г р е ш н о с т и . О д н а к о в с л е д с т в и е раз­броса х а р а к т е р и с т и к и п а р а м е т р о в ф о т о э л е к т р и ч е с к и х преобразователейк а н а л ы дифференциальной цепиик о м п е н с а ц и я t получаетсянесколькоотличаются друг от друга,неполной.

Достоинствомсхемыявляетсяе е п р и г о д н о с т ь д л я и з м е р е н и я б ы с т р о п е р е м е н н ы х в е л и ч и н . Инерцион­ностьприбораобусловливается инерционностьюпреобразователей и выходногоМеньшуюпогрешностьфотоэлектрическимимеютдифференциальныепреобразователем(рис.лучи света с о д н о г о и д р у г о г оканаловэлектрический1.приобразовательм о щ ь ю д и с к а 2, и м е ю щ е г опомощифотоэлектрическихприбора.4.50,д).схемыПосоднимэтойсхемеп о п е р е м е н н о о с в е щ а ю т фото­Коммутацияо с у щ е с т в л я е т с я с по­отверстия и вращающегося спостояннойскоростьюприсинхронного двигателя СД Световой поток,падающийн а ф о т о э л е к т р и ч е с к и й п р е о б р а з о в а т е л ь , м о д у л и р о в а н и из­м е н я е т с я в о в р е м е н и , к а к п о к а з а н о н а р и с .

450,6. П е р е м е н н а я состав­ляющая светового потокаД Ф = Ф„п-Ф„о(4.151)офйФm_TLФ„а)Рис. 4.50186где Фп — с в е т о в о й п о т о к , п р о ш е д ш и й через о б ъ е к т и з м е р е н и я 3;образцовыйсветовойПеременнаяменноеканалачем впоток,прошедшийсоставляющая световогонапряжениеиусиливается,дифференциальнойчерезпотокаоптическийпреобразуется вВ рассматриваемомизмерительнойцепипредыдущем, и лучше компенсируютсяФ0 —клинприбореразличаютсяаддитивные4.пере­обаменьше,погрешно­сти.Вследствиепазонмодуляции световоголучауменьшаетсяч а с т о т н ы й диа­прибора, увеличивается его инерционность.

П р и т а к о м способеизмфенияизмеряемыйчастотныйдиапазонограничивается частотойм о д у л я ц и и , п р и ч е м в е р х н я я частота д и а п а з о н ад о л ж н а быть на поря­докоптическогоменьшечастотымодуляции.Вкачествемодулято­р а о б ы ч н о п р и м е н я е т с я э л е к т р о м е х а н и ч е с к о е у с т р о й с т в о . Е г о исполь­зование усложняет прибор и уменьшает надежность.Дифференциальныеоптическиеприборы могут использоваться к а кп р и б о р ы с р у ч н о й к о м п е н с а ц и е й . В э т о м с л у ч а е о п т и ч е с к и й к л и н сое­д и н я е т с я с о с т р е л к о й , п е р е м е щ а ю щ е й с я п о ш к а л е п р и б о р а . П р и изме­р е н и и о п т и ч е с к и й к л и н п е р е м е щ а е т с я д о т е х п о р , п о к а в ы х о д н о е на­пряжениения(UBblxна(UvbixРис- 4.49)ипеременная составляющаянапряже­на рис 4 5 0 , д ) не будут р а в н ы н у л ю .

При э т о м измеритель­ный и о б р а з ц о в ы й с в е т о в ы е потоки р а в н ы м е ж д у с о б о й , и по положе­нию оптическогоклинаможносудитьоз н а ч е н и и и з м е р я е м о й вели­чины.Вприборахсавтоматическойциональное разности световыхк о м п е н с а ц и е й н а п р я ж е н и е , пропор­потоков Д Ф , подается на реверсивныйд в и г а т е л ь , к о т о р ы й а в т о м а т и ч е с к и п е р е м е щ а е т о п т и ч е с к и й к л и н в нуж­ную сторону.4.2.12. Ионизационные преобразователиПринципетсядействияпреобразователь,излучениявк о н с т р у к ц и я . Ионизационнымипреобразующийинтенсивностьэлектрическую величину. Наибольшееназыва­радиоактивногоприменение нашлиионизационные к а м е р ы , газоразрядные счетчики и сцинтилляционныеи полупроводниковые детекторы.На рис.

4.5\,а схематическисостоитпоказанаи о н и з а ц и о н н а я к а м е р а . Онаиз цилиндрического металлического к о р п у с а 1, заполненногог а з о м , и металлического электрода 2, расположенногопо о с и корпу­са и и з о л и р о в а н н о г о от него и з о л я т о р о м 3. К о р п у с с л у ж и т к а т о д о м изаземлен, электродслужитанодом. При помещении камеры впрост­р а н с т в о с и о н и з и р у ю щ и м и з л у ч е н и е м н а х о д я щ и й с я в н е й г а з ионизиру­ется.

Если к э л е к т р о д а м приложить н а п р я ж е н и е U, то и о н ыразуютток.ВАХкамерыпринекоторойг а з а об­постоянной интенсивностии з л у ч е н и я п р и в е д е н а н а р и с . 4.51,6". П о к а н а п р я ж е н и е и т о к м а л ы , а к о -187Рис. 4.51личество ионовзначительно б о л ь ш е , чем н е о б х о д и м о д л я обеспеченияэтоготока, токниемнапряженияп р я ж е н и я отнийвсенейшемоноп р о п о р ц и о н а л ь н о с т ь н а р у ш а е т с я и п р и и з м е н е н и и на­доUдионыПовышениев о з р а с т а е т п р о п о р ц и о н а л ь н о н а п р я ж е н и ю .

С увеличе­U^доходятт о к н е м е н я е т с я . В э т о м д и а п а з о н е напряже­доэлектродовинапряжения не увеличиваетувеличениинапряженияучаствуют вчиславозрастаетсоздании тока.носителей.скоростьП р и даль­ионов,иеслип р е в ы ш а е т UB, т о э н е р г и я и о н о в с т а н о в и т с я д о с т а т о ч н о й д л я вто­ричнойионизации газа. Приэ т о м в о з р а с т а е т ч и с л о н о с и т е л е й , а так­ж е и т о к к а м е р ы . И о н и з а ц и о н н ы е к а м е р ы р а б о т а ю т н а у ч а с т к о Ш ВАХ.С увеличением излучения т о к к а м е р ы возрастает.Конструкциячения,ск а м е р ы , с о с т а в и д а в л е н и е г а з а з а в и с я т о т е е назна­а т а к ж е от вида и энергии и о н и з и р у ю щ и х частиц. При работеа-частицами,имеющимималую длину пробега, источник излученияпомещают внутри к а м е р ы .Газоразрядныемеру,счетчикиработающуюприпредставляютсобойионизационнуюнапряжении большем, чемОни б ы в а ю т д в у х т и п о в :UBнарис.ка­451,6.п р о п о р ц и о н а л ь н ы е с ч е т ч и к и и с ч е т ч и к и Гей­г е р а — М ю л л е р а .

С ч е т ч и к и п р е д с т а в л я ю т с о б о й з а п о л н е н н ы й г а з о м цилинд­р и ч е с к и й с т е к л я н н ы й б а л л о н , п о о с и к о т о р о г о н а т я н у т а т о н к а я метал­лическая проволока— а н о д . Н а ц и л и н д р и ч е с к у ю часть б а л л о н а изнут­ри н а н е с е н о м е т а л л и ч е с к о е п о к р ы т и е — к а т о д . П р и к л а д ы в а е м о е к элект­р о д а м напряжение создает в м е ж э л е к т р о д н о м пространствепряженностькоторогорезковозрастает возлеанода.п о л е , на­Э л е к т р о н , воз­н и к ш и й п о д д е й с т в и е м и о н и з и р у ю щ е й ч а с т и ц ы и л и и з л у ч е н и я в облас­тималой напряженности, дрейфуетканоду,приэтомего скоростьи э н е р г и я возрастают.

Вблизи а н о д а , в о б л а с т и п о в ы ш е н н о й напряжен­ности, энергия возрастаетн а с т о л ь к о , ч т о э л е к т р о н с т а н о в и т с я способ­н ы м с а м и о н и з и р о в а т ь г а з . Эта и о н и з а ц и я у в е л и ч и в а е т ч и с л о в т о р и ч н ы хэлектронов.188Происходит увеличение импульса т о к а счетчика в103—4Ю , а иногда более чем вном610р а з . Г а з о в ы й р а з р я д в пропорциональ­с ч е т ч и к е я в л я е т с я н е с а м о с т о я т е л ь н ы м г а з о в ы м р а з р я д о м , о н воз­никаетпривнешней ионизации газовой среды и прекращается при еепрекращении.К а к и в ионизационных камерах, импульс токапропор­ционален э н е р г и и . ионизирующего излучения.Кэлектродамнапряжение.гичныесчетчикаПодГейгера—Мюллерадействиемпроцессамвизлученияпропорциональномподаетсяпроисходятсчетчике.ещебольшееп р о ц е с с ы , анало­Однаконой области под действием увеличенной напряженностив прианод-поля энергияэ л е к т р о н о в н а с т о л ь к о возрастает, что в о з н и к а е т с а м о с т о я т е л ь н ы й ко­ронныйизразряд.Возникшееультрафиолетовоеизлучениек а т о д а э л е к т р о н ы , о н и и о н и з и р у ю т газ и п о д д е р ж и в а ю тразряд.

Характеристики

Список файлов книги