Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


Фотоэлементы с внутренним фотоэффектом (фоторезисторы). 2 страница




Используя преобразователи, нужно стремиться к тому, чтобы все факторы как можно меньше влияли на изменение сопротив­ления преобразователя. Следовательно, требования к преобразо­вателю, его погрешности и свойства будут определяться в зависи­мости от их использования. Рассмотрим принцип использования тепловых преобразователей для измерения различных неэлектри­ческих величин.

Термоанемометры. Если нагреваемый током тепловой преоб­разователь погружен в жидкую или газовую среду, то его темпера­тура определяется режимом теплового равновесия между количе­ством теплоты, подводимой к проволоке и отдаваемой в окружа­ющую среду. Если среда движется, т.е. представляет собой поток жидкости или газа, то отдача теплоты путем конвекции превышает все другие ох­лаждающие факторы и зависит от ско­рости потока.

Приборы, измеряющие скорость газового потока, называются термо­анемометрами (рис. 7.19).

Рис. 7.18. Функции преобра­зования терморезистора: / — типа ММТ; 2 — медного
анемометра: 1 — платиновая проволочка; 2 — манганиновые стерженьки; 3 — ручка; 4 — выводы

Термочувствительным элементом такого прибора служит платиновая проволочка 7, прикрепленная к ман­ганиновым стерженькам 2, которые, в свою очередь, крепятся к ручке 3 из изолирующего материала. Для включе-


ния преобразователя в измерительную цепь служат выводы 4. Работа прибора основана на изменении сопротивления проволоки 1 в зависимости от скорости газового потока.

Потеря проволокой теплоты путем кон­векции выражается формулой

g)
-QUO-

I2R = EF(tnp-tcp),


 

 


где £ — коэффициент теплоотдачи; F — по­верхность проволоки в среде; tnp и tcp — соот­ветственно температура проволоки и среды.

Здесь величина е зависит не только от скорости движения среды, но и от вязко­сти, теплоемкости и теплопроводности среды, поэтому ее рас­считывают с помощью теории подобия. Преобразователь термо­анемометра включается обычно в мостовую цепь (рис. 7.20).

Измерение можно производить, поддерживая постоянным либо силу тока /в неразветвленной части моста, либо напряжение пи­тания моста (при работе в неравновесном режиме), или непре­рывно поддерживая соответствующее равновесию моста значение сопротивления преобразователя Rnp термоанемометра путем из­менения силы тока / (тогда мост будет находиться в режиме рав­новесия для каждого значения скорости v). Градуировочная кри­вая R = f(v) при /= const показана на рис. 7.21. Как видно из рисунка, шкала прибора получается нелинейной.

Рис. 7.20. Схема вклю­чения преобразовате­ля термоанемометра в мостовую цепь

Иногда для получения более линейной шкалы измеряют не силу тока I, а падение напряжения на платиновой проволоке R. Так как значение R вследствие нагревания проволоки током уве­личивается при возрастании /, то зависимость IR = f(v) оказыва­ется более линейной, чем зависимость 1=f(v), но при этом увели­чивается инерционность.

14 V, м/с
Рис. 7.21. Градуировочная кривая шкалы прибора термоанемометра

Температуру проволоки термоанемометра можно также изме­рить с помощью термопары ТП (рис. 7.22).

и

Чги ,

"MnV (А

{Jо-

Рис. 7.22. Схема измерения тем­пературы нагревателя

Рабочий спай термопары приварен к середине нагреваемой про­волоки R, и милливольтметр mV измеряет развиваемую термопа­рой термоЭДС, зависящую от температуры сопротивления /?т, а, следовательно, от скорости потока v, т.е.

Е = М =Mv).

Для того чтобы обеспечить достаточную чувствительность при­бора, необходимо нагревать проволоку термоанемометра до тем­пературы 600... 800 °С. Особенно это важно для термоанемометров с термопарой, так как термоЭДС растет с увеличением темпера­туры рабочего спая. Так как не все материалы можно нагревать до такой температуры, то чаще всего в качестве термопреобразова­теля термоанемометра используют платину.

Погрешности термоанемометра. Погрешностью от потерь, обу­словленных теплопроводностью самого проводника, можно пре­небречь, если взять отношение его длины к диаметру l/d > 500 (обычно берется проволока длиной 5...20 мм и диаметром 0,02...0,06 мм). Потерями на излучение можно также пренебречь, если термопреобразователь работает в открытом газовом потоке или если температура проволоки отличается от температуры ок­ружающей среды или стенок камеры не больше, чем на 100 "С.

Если потерями на теплопроводность и лучеиспускание прене­бречь нельзя, их можно учесть градуировкой при условии, что эти потери сохраняют свое значение во время работы.

Как известно, коэффициент теплоотдачи е зависит не только от скорости, но и от теплопроводности среды. Следовательно, если в процессе эксплуатации прибора состав и теплопроводность ис­следуемого газового потока будут меняться, то будут меняться ко­эффициент е и температура проволоки, что может внести замет­ную погрешность в измерения. Поэтому нужно следить за тем, чтобы состав среды во время градуировки и эксплуатации прибо­ра был один и тот же.

Проволока термоанемометра должна быть расположена по воз­можности перпендикулярно направлению потока. Отклонение от этого положения более чем на 10°С вызывает значительное изме­нение показаний.

Газоанализаторы. Приборы, предназначенные для определения процентного содержания компонента газовой смеси, называются газоанализаторами. Принцип их действия основан на изменении сопротивления проводника в зависимости от теплопроводности сме­си газов. Теплопроводность газовых смесей, состоящих из газов, не вступающих в реакцию друг с другом, примерно равна среднему арифметическому их составляющих. Для смеси из двух газов

Л _ ^-CMlg + ^CMlb /7

Лсм12 ------ j^j j

где Ясм]2, Асм1, Ясм2 — соответственно теплопроводности смеси и компонент; а и b — процентное содержание компонентов смеси.

    „ ,1 я V ,2
         

Если необходимо определить процентное содержание газа, име­ющего теплопроводность ЛСМ1, в смеси с другим газом, имеющим теплопроводность ЯСМ2, то формулу (7.4) можно записать иначе:

Хсм1а + Хсм2(100-а)

Ясм,2= loo ' (7"5)

т.е., измерив Х.см]2 смеси и зная табличные значения Хсм1 в Х.см2 газов, образующих смесь, можно определить а (процентное со­держание одного из газов).

Выражение (7.4) дает лишь приближенную зависимость тепло­проводности смеси от ее состава, поэтому на практике целесооб­разнее производить градуировку электрических газоанализаторов экспериментально, либо путем сравнения с образцовыми газо­анализаторами, либо приготовляя в газгольдере смеси газов раз­личных концентраций.

Выражение (7.5) представляет собой зависимость теплопровод­ности от двухкомпонентной смеси. Измерение концентрации од­ного из компонентов более сложных смесей возможно лишь в том случае, когда все остальные компоненты газовой смеси имеют практически одинаковую теплопроводность, либо когда концен­трация остальных компонентов постоянная.

На рис. 7.23 показано принципиальное устройство газоанали­затора. Проволока /, закрепленная в камере 2, обтекается иссле­дуемым газом, теплопроводность которого изменяется в зависи­мости от состава.

Материал проводника выбирается из тех же соображений, что и для термоанемометра. Измерительные цепи аналогичны цепям термоанемометра.

Погрешности газоанализаторов. Для уменьшения погрешностей газоанализаторов нужно стремиться к тому, чтобы тепловое рав­новесие проволоки в камере определялось в основном теплопро­водностью газовой смеси, остальные же виды теплообмена долж­ны быть сведены к минимуму.

Потери на лучеиспускание и теплопро­водность самой проволоки исключаются

_______ ^^ тем же путем, что и в термоанемометрах,

^ | | т. е. соответствующим выбором размеров про-

у | водника (/= 50...60 мм; d= 0,03...0,05 мм)

и градуировкой.

Рис. 7.23. Устройство Потери на конвекцию, которые зави-

газоанализатора: сят от скорости протекания газа, можно 1 — проволока; 2 — ка- учесть градуировкой, если скорость газа по- мера стоянна. Если же скорость газа не является

постоянной величиной, то может возникнуть погрешность изме­рения, которую можно подсчитать, если известна зависимость ко­эффициента теплоотдачи е от скорости. В противном случае стре­мятся к уменьшению скорости газа.

Погрешность, обусловленная потерями теплоты на конвек­цию, может быть сведена к нулю, если газ в камеру попадает только в процессе диффузии. Однако инерция подобных преоб­разователей так велика, что время измерения достигает 15 мин, что неудобно в работе. Обычно, стремясь уменьшить зависимость показаний от скорости, допускают время измерения до 5... 8 мин. Потери на конвекцию, а следовательно, и погрешность прибора зависят от положения проволоки в камере. Если проволока во время эксплуатации сместится относительно того положения, которое она имела при градуировке, то изменятся условия теп­лового равновесия и температура самой проволоки. Поэтому пре­образователь обычно изготовляют в виде прямой проволоки и механически обеспечивают постоянство ее расположения вдоль оси камеры.

Термометры сопротивления. Эти приборы используют как дат­чики для измерения температуры. По материалу чувствительного элемента их подразделяют на термометры сопротивления плати­новые (ТСП) и термометры сопротивления медные (ТСМ).

Рассмотрим устройство термометров сопротивления на приме­ре платинового проводникового преобразователя (рис. 7.24).

Преобразователь представляет собой голую платиновую прово­локу 2диаметром 0,05...0,07 мм, намотанную на каркас 1 разме­ром 100 х 10 мм. Обмотка укладывается в зуб­чатую нарезку на краях каркаса. В качестве кар­каса используют материалы, обладающие тер­мостойкостью и высокими электроизоляци­онными свойствами: слюду, кварц, фарфор.

К концам обмотки припаиваются выводы 3 из серебряной проволоки, которые изолиру­ют фарфоровыми бусами. В термометрах со­противления, предназначенных для измере­ния температуры до 100 "С, возможно при­менение выводов из меди. При более высо­кой температуре спай меди с платиной обра­зует термопару и развиваемая ею термоЭДС будет служить источником погрешности.

Рис. 7.24. Устрой­ство термометра со­противления: / — каркас; 2— пла­тиновая проволока; 3 — выводы; 4 — прокладки

Обмотку с каркасом заключают между двух слюдяных прокладок 4, затем всю конструк­цию собирают в пакет серебряной лентой и заключают в тонкостенную алюминиевую трубку, а затем в чехол из нержавеющей ста­ли. Выводы датчика подключают к зажимам
специальной платы, установленной в головке защитного чехла. Чувствительный элемент медного термометра сопротивления на­матывают на пластмассовый каркас изолированной медной про­волокой диаметром 0,1 мм в несколько слоев. Затем поверхность покрывают глифталевым лаком, а выводы обмотки изолируют фар­форовыми бусами. Плату с обмоткой заключают в тонкостенную металлическую гильзу длиной 105 мм, а затем в защитный чехол.

Термометры сопротивления бывают одинарные и двойные. В двой­ных термометрах сопротивления встроены два изолированных друг от друга чувствительных элемента, применяемые для одновремен­ного измерения температуры одной точки двумя приборами. Мед­ные и платиновые термометры сопротивления выпускают со строго определенными значениями сопротивлений, соответственно своих типов и градуировок. Наиболее распространенными преобразовате­лями температуры являются медные термометры сопротивления гра­дуировок 50М и 100М, платиновые — градуировок 50П и 100П. Числа 50 и 100 обозначают сопротивление чувствительного эле­мента при 0 °С (50, 100 Ом), а буквы М и П — материал обмотки термометра сопротивления — соответственно медь и платина.

При измерении температуры электрическое сопротивление тер­мометров определяют градуировочными данными и приближен­ной формулой:

R,= Rо (1 + at),

где R, — сопротивление термометра при нагревании на t°С; Rq — сопротивление термометра при 0 °С; а — температурный коэффи­циент (для меди а = 4,3 ■ 10~3).

Основные факторы, влияющие на погрешность измерения тем­пературы технологических объектов, — это инерционность тер­модатчиков, неправильная их установка, нарушение условий мон­тажа и эксплуатации приборов.

Инерционность термодатчиков проявляется с увеличением ско­рости изменения температуры объекта, так как возникает значи­тельная разница в показаниях прибора и истинной температурой объекта.

При использовании термодатчиков в агрессивной среде и вы­соких давлениях за счет использования соответствующих защит­ных гильз значительно увеличивается их инерционность. Для умень­шения инерционности зазор между датчиком и установочной гиль­зой по всей длине заполняют средой с большой теплопроводнос­тью. При рабочей температуре 0...200 °С используют компресси­онное масло, при температуре свыше 200 "С — чугунные или бронзовые опилки.

Термометры сопротивления по точности подразделяют на три класса; по инерционности —на малоинерционные (до 9 с), сред- неинерционные (10...80 с), высокоинерционные (до 4 мин).

В соответствии с требованиями производ­ства датчики температур имеют различную монтажную (установочную) длину в интер­вале 60...3200 мм.

Измерительные цепи. Во всех термометрах сопротивления используется принцип изме­рения сопротивления, изменяющего свою ве­личину в зависимости от изменения темпе­ратуры окружающей среды. Поэтому в комп­лекте с термометрами сопротивления име­ются приборы, измеряющие электрическое сопротивление (омметры). К таким приборам относятся логометры и мосты, шкалы кото­рых отградуированы в градусах Цельсия. Ши­рокое распространение получили неравновесные мостовые схемы измерения с логометром в качестве измерителя (рис. 7.25). Здесь Ru R2, R3 — сопротивления плеч моста, выполненные из мангани­на; R^ — сопротивления рамок логометра; R4 — сопротивле­ние, компенсирующее температурную погрешность логометра; R0 — сопротивление для подгонки нулевой точки шкалы; /?д — сопротивление, дополняющее сопротивление проводов, соединя­ющих термометр с измерительной цепью до значения, принятого при градуировке термометра (обычно это значение равно 5 Ом); RT — преобразователь термометра сопротивления.

Наиболее существенной погрешностью термометров сопротив­ления является погрешность, обусловленная изменением сопро­тивления линии вследствие колебания температуры окружающей среды. При больших расстояниях между объектом измерения и из­мерительной схемой сопротивление линии может быть 5 Ом, тог­да как начальное сопротивление термосопротивлений обычно со­ставляет 50 или 100 Ом. В связи с этим изме­нение сопротивления линии может внести существенную ошибку в измерения.

Для уменьшения этой погрешности под­ключение термометра сопротивления RT к прибору выполняется по трехпроводной схе­ме (рис. 7.26).

Рис. 7.25. Неравновес­ный мост с логомет- рическим измерите­лем
Рис. 7.26. Трехпровод- ная схема включения термометра сопротив­ления: 1,2 — провода

Одна из вершин диагонали питания пе­ренесена непосредственно к преобразова­телю. Благодаря этому сопротивление про­вода 2 суммируется с сопротивлением пле­ча Ru а сопротивление провода 1-е пле­чом преобразователя RT. Одинаковое изме­нение сопротивления в соседних плечах почти не отразится на равновесии моста в случае его работы в равновесном режиме.

При работе в неравновесном режи­ме погрешность также будет значитель­но меньшей, чем в случае двухпровод­ной линии.

Нагрев преобразователя термомет­ра протекающим по нему током так­же создает погрешность. Для уменьше­ния этой погрешности следовало бы снижать ток до минимальной величи­ны. Однако это приведет к потере чув­ствительности мостовой цепи и нуж­но будет применять высокочувстви­тельный индикатор, поэтому допустимый ток через термопреоб­разователь составляет 10... 15 мА.

Часто применяются также автоматически уравновешиваемые мосты, у которых при выходе из равновесия напряжение разба­ланса AU, усиленное усилителем У, поступает на управляющую обмотку двигателя Д. Двигатель перемещает движок реохорда Rp до тех пор, пока мост снова не придет в равновесие при новом значении измеряемой температуры. С реохордом связан указатель отсчетного устройства, отградуированного в t°С (рис. 7.27).

Измерители плотности газа (вакуумметры). Измерение малых плотностей газа при помощи термосопротивлений основано на зависимости теплопроводности сильно разряженных газов от сте­пени разрежения.

При плотностях газа, соответствующих области атмосферного давления, теплопроводность газа практически не зависит от плотно­сти. Молекула газа, ударившись о нагретое термосопротивление, получает добавочную кинетическую энергию, определяемую темпе­ратурой нагретого тела. Затем, по мере перемещения от нагретой поверхности к холодной молекула сталкивается с рядом других мо­лекул. Таким образом, в передаче теплоты от нагретой поверхности к холодной участвует много молекул, что статистически приводит к постоянству среднего по объему значения теплопроводности среды.

ски уравновешиваемого мо­ста

Однако при уменьшении концентрации, т. е. количества газа или воздуха в замкнутой камере, возрастает длина свободного пробега молекулы. Когда средняя длина свободного пробега молекулы ста­новится величиной одного порядка с расстоянием между термо­сопротивлением и стенками камеры, теплопроводность газа оп­ределяется количеством оставшихся молекул, т. е. плотностью (кон­центрацией) молекул в камере, практически независимо от тем­пературы и давления газа. Таким образом, естественной входной величиной таких преобразователей является концентрация, т.е. число молекул, находящихся в камере, выходной величиной — тем­пература (или сопротивление) термосопротивления. Принципиаль­ное устройство вакуумметра изображено на рис. 7.28.

Термосопротивлением является лента 7, нагреваемая постоян­ным током. Амперметр А и реостат Rp предназначены для установ­ки и поддержания постоянным значения нагревающего тока, ко­торое было принято при градуировке прибора. Температуру тер­мосопротивления измеряют термопарой ТП, рабочий спай кото­рой приварен к середине термосопротивления, термоЭДС — мил­ливольтметром mV.

7.4. ИОНИЗАЦИОННЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

Ионизационными преобразователями называют такие преобра­зователи, в которых измеряемая неэлектрическая величина функ­ционально связана с током электронной и ионной проводимости газовой среды.

Поток электронов и ионов получается в ионизационных пре­образователях либо ионизацией газовой среды под воздействием того или иного ионизирующего агента, либо путем термоэлек­тронной эмиссии, либо путем бомбардировки молекул газовой среды электронами и т.д.

Обязательные элементы любого ионизационного преобразова­теля — источник и приемник излучений.

Ионизирующие агенты. В качестве ионизирующих агентов при­меняются а-, (3-частицы, у-лучи и рентгеновские лучи:

• а-частицы представляют собой ядра гелия и несут положи­тельный заряд. Это более тяжелые частицы, поэтому они облада­ют большей энергией и являются наиболее сильным ионизиру­ющим агентом. Однако проникающая способность их очень мала. Наибольшая длина пробега а-частиц в воздухе равна 90 мм, а в твердых телах они поглощаются уже в слоях порядка единиц или десятков микрон (например, для алюминия длина пробега 0,05 мм). Поэтому при использовании а-частиц в качестве ионизирующего агента излучатель помещается внутри преобразователя;

К объекту
Рис. 7.28. Устройство вакуумметра: 1 — лента
- +

• (3-частицы представляют собой поток отрицательно заряжен­ных частиц (электронов). Они обладают меньшим запасом энер­
гии, но проницаемость их достигает нескольких миллиметров в твер­дых телах (например, для алюминия длина пробега равна 1,75 мм), поэтому в измерительной технике используют в основном прони­кающую способность (3-частиц, и излучатель помещается вне пре­образователя;

• у-лучи представляют собой электромагнитные колебания весь­ма малой длины волны. Электромагнитная энергия излучается не непрерывно, а квантами или фотонами, которые не несут элек­трического заряда и потому не отклоняются ни электрическим, ни магнитным полем; у-лучи распространяются со скоростью све­та и обладают наибольшей проникающей способностью (напри­мер, у алюминия — до 12 см);

• рентгеновские лучи представляют собой электромагнитные колебания, но большей длины волны. Они обладают теми же свой­ствами, что у-лучи и могут излучаться почти всеми веществами, если последние подвергаются бомбардировке электронами или дру­гими частицами достаточной энергии. Использование этих лучей в измерительной технике основано на их способности проникать через светонепроницаемые тела.

Ионизационная камера. Преобразователи, в которых применя­ется метод ионизации газовой среды лучами радиоактивных ве­ществ или рентгеновскими лучами, называют ионизационными ка­мерами и счетчиками (рис. 7.29).

Газовая среда в камере / подвергается ионизации под воздей­ствием ионизирующего агента 2. В камере расположены два элек­трода 4, к которым подводится напряжение U. При ионизации газа в камере возникает упорядоченное движение электронов и положительных ионов этого газа, т. е. ионизационный ток, кото­рый является функцией приложенного напряжения, свойств иони­зирующего агента, ионизируемой среды, стенок камеры, а также других тел 3, находящихся на пути излучения, созданного иони­зирующим агентом. Можно применять иони­зационные преобразователи для измерения различных физических и геометрических ве­личин, используя зависимость ионизацион­ного тока от всех этих факторов.

Газоразрядные счетчики. Газоразрядные счетчики служат для регистрации актов ионизации. Счетная трубка (рис. 7.30) вы­полняется в виде металлического или стек­лянного цилиндра /, покрытого изнутри слоем токопроводящего металла и заполнен­ного аргоном, азотом или другими инерт­ными газами.

зационной камеры: / — камера; 2 — ионизи­рующий агент; 3 — тело; 4 — электроды

Внутри цилиндра, являющегося катодом, вдоль его оси натянута металлическая, изо-

X / / I   >   Ст2   дс   HL
       

 

Рис. 7.30. Схема устройства ионизационной счетной трубки: 1 — стеклянный цилиндр; 2 — нить; 3 — стеклянный баллон

лированная от цилиндра нить 2, являющаяся анодом. Трубка герме­тизирована в стеклянном баллоне 3. Между нитью и цилиндром при­кладывается напряжение (порядка 500 В), создающее в межэлект­родном пространстве поле, напряженность которого резко возра­стает возле анода. Электрон, возникший под действием ионизи­рующей частицы или излучения в области малой напряженности, дрейфует к аноду, при этом его скорость и энергия возрастают. Вблизи анода, в области повышенной напряженности, его энер­гия возрастает настолько, что электрон становится способным сам ионизировать газ. Эта ионизация увеличивает число вторич­ных электронов. Происходит увеличение импульса тока счетчика в 104раз и более. Это дает возможность регистрировать каждую пару ионов, образованную в трубке. По импульсу тока счетчика можно определить вид излучения (а или (3). Правда, такой счетчик может регистрировать отдельные акты ионизации только в том случае, если возникающий самостоятельный разряд будет гаситься до воз­никновения следующего акта ионизации, для чего существуют различные методы гашения разряда.

Сцинтилляционные счетчики. Принцип действия сцинтилляци- онных счетчиков основан на возникновении в некоторых веще­ствах (люминофорах) под действием проникающей радиации сла­бых световых вспышек — сцинтилляций, которые, попадая на светочувствительный фотокатод, вызывают фототок. Комбинация люминофора, фотокатода и фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) в общем светонепроницаемом корпусе называется сцинтилляци- онным счетчиком.

Люминофоры изготовляют из смеси кристаллов сульфида цин­ка и сульфида кадмия, активированных серебром. Сцинтилляци­онные счетчики применяют для измерения числа заряженных ча­стиц, у-квантов, нейтронов, для исследования спектра у- и нейт­ронного излучения.

Масс-спектрометры. Преобразователи масс-спектрометров предна­значены для анализа газовой смеси методом получения спектра масс всех положительно заряженных ионов исследуемой газовой смеси.

В основе разделения ионов по их массам лежит одновременное воздействие на ионы электрического и магнитного полей, благодаря которым ионы различных масс движутся по разным траекториям.

(7.6)

Связь между массами и параметрами электрического и магнит­ного полей описывается уравнением

т _ В2г2 е ~ 2 U '

где т — масса иона; е — заряд иона; В — индукция магнитного поля; г — радиус траектории, описываемой ионом под действием электрического и магнитного полей; U — напряжение электри­ческого поля.

Испытуемый газ вводится под небольшим давлением в иони­зационную камеру (рис. 7.31), где он подвергается бомбардировке пучком электронов. Образованные при бомбардировке положи­тельные ионы под воздействием электрического поля, созданно­го разностью потенциалов Д U, получают ускорение. Вылетая че­рез щель 3 ионизационной камеры, они попадают через щель 2 в камеру, где действует магнитное поле с индукцией В.

Магнитное поле, в зависимости от величины т/е, отклоняет ионы, и они движутся по траекториям с радиусами гь г2, гг и т.д. Ионы, радиус траектории которых г3, пройдут через щель 1 и по­падут на коллектор. Он соединен через сопротивление R с землей. Ток, значение которого определяется количеством ионов, отда­ющих свой заряд коллектору в единицу времени, создает на сопро­тивлении R падение напряжения, которое усиливается усилителем постоянного тока и регистрируется самопишущим прибором V.

Изменяя индукцию магнитного поля В при U = const или, на­оборот, изменяя напряжение электрического поля Uпри В = const, можно добиться того, что ионы различных масс будут попадать через щель 1 на коллектор и таким образом в достаточно широких пределах на диаграмме можно записать кривую, имеющую ряд пиков (рис. 7.32). Высота каждого пика является критерием кон­центрации ионов данной массы в газовой смеси.


Газ
Рис. 7.31. Устройство масс-спектрометра: 1—3 — щели; 4 — коллектор

 

В связи с тем, что значение ионизационных токов мало (10~9... 10~12 А), а входное сопротивление измерительной цепи должно быть достаточно высоким (1012... 10'5 Ом), чтобы токи утечек были меньше ионизационных хотя бы на 2 — 3 порядка. Этому основному и важ­ному требованию удовлетворяют электронные измерительные цепи, входное сопротивление которых порядка 10,2...10'3 Ом.

период полурас-

Достоинства: дают возможность измерять без непосредственного


Поделиться:

Дата добавления: 2015-04-11; просмотров: 96; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.009 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты