Elektrometre - nedir bu? Nadir bulunan el yapımı mekanik aletlerden hassas cihazlara kadar birçok farklı türü vardır. Modern elektrometreler ve diğer ölçüm cihazları, vakumlu tüp veya katı hal teknolojisi kullanılarak monte edilir. 1 femtoampere kadar çok düşük kaçak akımlarla gerilim ve şarj ölçümü yapmak için kullanılabilirler. Elektroskop daha basit bir cihazdır. Benzer ilkeler üzerinde çalışır, ancak yalnızca bağıl gerilim değerlerini gösterir. Bir elektrometre ve diğer aletler neyi ölçer?
Bu cihazın geçmişi
İlk potansiyel ölçer "Erken kare" veya basitçe "Kare" olarak adlandırılabilir. Terim nihayetinde Kelvin versiyonuna atıfta bulunsa da, ilk önce daha basit bir cihazı tanımlamak için kullanıldı. Elektrometre neyi ölçer ve nelerden oluşur?
Fildişi yarım dairenin tutturulduğu dik bir ağaç gövdesinden yapılır. Hafif bir mantar topu, bir menteşe üzerinde merkezden sarkar. Enstrüman ne zamanyüklü bir gövde üzerine yerleştirilen gövde, mantar topuna katılır ve iter. Ölçülen açı, yük ile doğru orantılı olmasa da, itme miktarı dereceli bir yarım daireden okunabilir. İlk mucitler arasında William Henley ve Horace-Benedict de Saussure vardı.
Peki elektroskopların "öncüsü" kimdi?
Ve elektroskop ve elektrometre - nedir ve hangisi daha iyiydi? İlk altın yapraklı elektroskop açık ara ilkiydi. Böyle bir cihaz gerçek dünyada bazı bilimsel konferanslarda bulunabilir, ancak genel olarak her yerde teknolojik olarak daha gelişmiş bir versiyonla değiştirilmiştir. Elektrometreden farklı olarak, bir ölçüm cihazından çok bir sensör rolünü oynadı.
Cihazın kendisi bir elektrottan sarkan iki ince altın folyo tabakasından oluşur. İndüksiyon veya temas ile yüklendiğinde, yapraklar aynı elektrik yüklerini alır ve Coulomb kuvveti nedeniyle birbirini iter. Ayrılmaları, biriken net enerjinin doğrudan bir göstergesidir. Yaprakların karşısındaki camın üzerine kalay folyo parçaları yapıştırılabilir, böylece yapraklar tamamen ayrıldığında yere düşebilirler. Yaprakları, taslaklardan korumak için bir cam "zarf" içine alınabilir. Şarj sızıntısını en aza indirmek için bu zarf yalıtılmıştır. Sızıntının başka bir nedeni iyonlaştırıcı radyasyondur, bu nedenle elektrometrenin bunu önlemek için kurşun bir kalkanla çevrelenmesi gerekir.
Enstrüman 18. yüzyılda birkaç kişi tarafından geliştirildi. Abraham Bennett ve Alessandro Volta dahil olmak üzere araştırmacılar.
Peltier ve Bonenberger'den Modeller
Bonenberg ölçüm cihazı, bir anot ile bir kuru havlı katot arasında dikey olarak asılı duran tek bir altın levhadan oluşur. Altın yaprağa yüklenen herhangi bir yük, bir direğe veya diğerine doğru hareket etmesine neden olur. Bonenberg elektrometresi neyi ölçer? Yüklü parçacığın işareti ve yaklaşık değeri.
Peltier elektrometre, statik kuvveti manyetik bir iğneyle dengeleyerek sapmayı ölçmek için bir tür manyetik pusula kullanır.
Modern cihazlar
Modern elektrometre, giriş empedansı o kadar büyük ki, içine akan akımın çoğu günlük uygulama için sıfır olarak kabul edilebilecek, oldukça hassas bir voltmetredir.
Bir elektrometre neyi ölçer ve direnci nedir? Modern cihazlar için giriş direncinin gerçek değeri, nanovoltmetreler için 1010 ohm ile karşılaştırıldığında yaklaşık 1014 ohm'dur. Son derece yüksek giriş empedansı nedeniyle, akım kaçağını önlemek için özel tasarım hususları uygulanmalıdır.
Diğer kullanımların yanı sıra, iyonlaştırıcı radyasyon geçerken maddede kalan küçük yükleri ölçebildikleri için elektrometreler nükleer fizik deneylerinde kullanılır. Modern cihazların en yaygın uygulaması, sayaç gibi cihazlarda iyonizasyon odaları kullanılarak radyasyon ölçümüdür. Geiger.
Vana elektrometre
Valf versiyonları, çok yüksek kazanç ve giriş empedansına sahip özel bir vakum tüpü kullanır. Giriş akımı empedans ızgarasına akabilir ve bu şekilde üretilen voltaj anot (plaka) devresinde büyük ölçüde yükseltilir. Elektrometrelerle kullanım için tasarlanmış valfler, yalnızca birkaç femtoamper (10-15 amper) kaçak akıma sahiptir. Cam zarfta kalan tuzlar bu küçük akımlar için sızıntı yolları oluşturabileceğinden, bu valfler eldivenli ellerle tutulmalıdır.
"Ters triyot" adı verilen özel bir devrede, anot ve ızgaranın rolleri tersine çevrilir. Bu, kontrol elemanını filamanı çevreleyen uzay yükü bölgesinden mümkün olduğunca uzağa yerleştirir, kontrol devresi tarafından toplanan elektronların sayısını en aza indirir ve böylece giriş akımını en aza indirir.
En gelişmiş elektrometreler
Modern ölçüm cihazlarının çoğu, bir veya daha fazla FET kullanan bir katı hal amplifikatöründen, harici ölçüm cihazlarını bağlamak için bağlantılardan ve genellikle bir bağlantıdan oluşur. Katı hal elektrometresi için fotoğraf yukarıda gösterilmiştir.
Amplifikatör, ölçmeyi kolaylaştırmak için küçük bir akımı yükseltir. Dış bağlantılar genellikle koaksiyel veya üç eksenli tasarıma sahiptir ve iyonlaştırıcı radyasyonu ölçmek için diyotların veya iyonizasyon odalarının kurulumuna izin verir. Bir ekrana veya veri kaydı ekipmanına bağlantılar, kullanıcının verileri görüntülemesine veya daha sonraki analiz için verileri kaydetmesine olanak tanır.
İyonizasyon odaları ile kullanım için tasarlanmış elektrometreler, iyonizasyon odasını polarlamak için de kullanılan yüksek voltajlı bir güç kaynağı içerebilir.
