Elektromeeter – mis see on? Neid on palju erinevaid, alates haruldastest käsitsi valmistatud mehaanilistest tööriistadest kuni täppisseadmeteni. Kaasaegsed elektromeetrid ja muud mõõteseadmed on kokku pandud vaakumtoru või tahkistehnoloogia abil. Neid saab kasutada pinge mõõtmiseks ja laadimiseks väga madala lekkevooluga, kuni 1 femtoamp. Elektroskoop on lihtsam seade. See töötab sarnastel põhimõtetel, kuid näitab ainult suhtelisi pingeväärtusi. Mida mõõdab elektromeeter ja muud instrumendid?
Selle seadme ajalugu
Esimest potentsiaalset mõõdikut võib nimetada "varajaseks ruuduks" või lihts alt "ruutiks". Kuigi termin viitas lõpuks Kelvini versioonile, kasutati seda esm alt lihtsama seadme kirjeldamiseks. Mida elektromeeter mõõdab ja millest see koosneb?
See on valmistatud püstisest puutüvest, mille külge on kinnitatud elevandiluust poolring. Keskelt ripub hinge küljes kerge korgipall. Kui instrumentasetatud laetud kehale, vars osaleb ja tõrjub korgipalli. Tõrjumise suurust saab lugeda gradueeritud poolringilt, kuigi mõõdetud nurk ei ole laenguga otseselt võrdeline. Varasemate leiutajate hulka kuulusid William Henley ja Horace-Benedict de Saussure.
Ja kes oli elektroskoopide "pioneer"?
Ja elektroskoop ja elektromeeter – mis see on ja kumb oli parem? Kõige esimene kuldlehtedega elektroskoop oli kaugelt esimene. Sellist seadet võib pärismaailmas kohata mõnel teaduskonverentsil, kuid üldiselt on see igal pool asendatud tehnoloogiliselt arenenuma versiooniga. Erinev alt elektromeetrist täitis see sagedamini anduri kui mõõteriista rolli.
Instrumendi ise koosneb kahest õhukesest kuldfooliumilehest, mis on riputatud elektroodi külge. Kui seda laetakse induktsiooni või kontakti teel, omandavad lehed samasugused elektrilaengud ja tõrjuvad üksteist Coulombi jõu toimel. Nende eraldamine on otsene näitaja kogunenud netoenergiast. Lehtede vastas olevale klaasile saab kleepida tinafooliumi tükid, nii et kui lehed on täiesti lahus, võivad need maasse kukkuda. Kroonlehed saab sulgeda klaasist "ümbrikusse", et kaitsta neid tuuletõmbuse eest. Laengu lekke minimeerimiseks on see ümbris isoleeritud. Teine lekke põhjus on ioniseeriv kiirgus, mistõttu peab elektromeeter olema selle vältimiseks ümbritsetud pliikilbiga.
Instrumendi töötasid 18. sajandil välja mitmedteadlased, sealhulgas Abraham Bennett ja Alessandro Volta.
Peltieri ja Bonenbergeri mudelid
Bonenbergi mõõteseade koosneb ühest kuldlehest, mis riputatakse vertikaalselt anoodi ja kuivkatoodi vahele. Iga kuldlehele antav laeng paneb selle liikuma ühe või teise pooluse poole. Mida Bonenbergi elektromeeter mõõdab? Laetud osakese märk, samuti selle ligikaudne väärtus.
Peltieri elektromeeter kasutab läbipainde mõõtmiseks magnetilist kompassi, tasakaalustades staatilist jõudu magnetnõelaga.
Moodsad seadmed
Kaasaegne elektromeeter on ülitundlik voltmeeter, mille sisendtakistus on nii suur, et sellesse voolavat voolu võib enamiku igapäevaste rakenduste puhul lugeda nulliks.
Mida elektromeeter mõõdab ja milline on selle takistus? Kaasaegsete seadmete sisendtakistuse tegelik väärtus on umbes 1014 oomi, võrreldes 1010 oomiga nanovoltmeetrite puhul. Äärmiselt suure sisendtakistuse tõttu tuleb voolulekke vältimiseks rakendada spetsiaalseid disainilahendusi.
Muu hulgas kasutatakse tuumafüüsika katsetes elektromeetreid, kuna need suudavad mõõta ioniseeriva kiirguse läbimisel ainesse jäetud pisikesi laenguid. Kaasaegsete seadmete levinuim rakendus on kiirguse mõõtmine ionisatsioonikambrite abil sellistes instrumentides nagu loendurid. Geiger.
Klappide elektromeeter
Klappide versioonid kasutavad spetsiaalset vaakumtoru, millel on väga kõrge võimendus ja sisendtakistus. Sisendvool võib voolata impedantsvõrku ja nii tekkiv pinge võimendub oluliselt anoodi (plaadi) ahelas. Elektromeetritega kasutamiseks mõeldud ventiilide lekkevoolud on vaid mõne femtoampriga (10-15 amprit). Neid klappe tuleb käsitseda kinnaste kätega, kuna klaasümbrisele jäänud soolad võivad tekitada nendele pisikestele vooludele lekketeid.
Spetsiaalses vooluringis, mida nimetatakse ümberpööratud trioodiks, on anoodi ja võrgu rollid vastupidised. See asetab juhtelemendi võimalikult kaugele hõõgniidi ümbritsevast ruumilaengu piirkonnast, minimeerides juhtahela poolt kogutavate elektronide arvu ja minimeerides seega sisendvoolu.
Kõige arenenumad elektromeetrid
Enamik kaasaegseid mõõteriistu koosnevad ühte või mitut FET-i kasutavast pooljuhtvõimendist, väliste mõõteseadmete ühendamiseks mõeldud ühendustest ja tavaliselt ühendusest. Tahkiselektromeetri puhul on foto näidatud ülal.
Võimendi võimendab väikest voolu, et seda oleks lihtsam mõõta. Välised ühendused on tavaliselt koaksiaalse või kolmeteljelise konstruktsiooniga ja võimaldavad paigaldada ioniseeriva kiirguse mõõtmiseks dioode või ionisatsioonikambreid. Ühendused kuvari või andmete logimise seadmega võimaldavad kasutajal andmeid vaadata või salvestada hilisemaks analüüsiks.
Ionisatsioonikambritega kasutamiseks mõeldud elektromeetrid võivad sisaldada kõrgepinge toiteallikat, mida kasutatakse ka ionisatsioonikambri eelpingestamiseks.
