Elektrometer - hva er det? Det finnes mange forskjellige typer, alt fra sjeldne håndlagde mekaniske verktøy til presisjonsenheter. Moderne elektrometre og andre måleenheter er satt sammen ved hjelp av vakuumrør eller solid state-teknologi. De kan brukes til å måle spenning og lade med svært lave lekkasjestrømmer, ned til 1 femtoamp. Elektroskopet er en enklere enhet. Den fungerer etter lignende prinsipper, men viser bare de relative stressverdiene. Hva måler et elektrometer og andre instrumenter?
Historien til denne enheten
Den aller første potensielle måleren kan kalles "Early square" eller ganske enkelt "Square". Selv om begrepet til slutt refererte til Kelvin-versjonen, ble det først brukt for å beskrive en enklere enhet. Hva måler et elektrometer og hva består det av?
Den er laget av en oppreist trestamme som er festet til en halvsirkel i elfenben. En lett korkkule henger fra midten på et hengsel. Når instrumentetplassert på en ladet kropp, deltar stammen og avviser korkkulen. Mengden av frastøting kan leses fra en gradert halvsirkel, selv om den målte vinkelen ikke er direkte proporsjonal med ladningen. Tidlige oppfinnere inkluderte William Henley og Horace-Benedict de Saussure.
Og hvem var "pioneren" innen elektroskoper?
Og elektroskopet og elektrometeret - hva er det og hvilket var bedre? Det aller første bladgullelektroskopet var det aller første. En slik enhet kan finnes i den virkelige verden på noen vitenskapelige konferanser, men generelt er den erstattet av en mer teknologisk avansert versjon over alt. I motsetning til elektrometeret, spilte det oftere rollen som en sensor enn et måleinstrument.
Selve instrumentet består av to tynne ark med gullfolie hengt opp i en elektrode. Når det lades ved induksjon eller kontakt, får bladene de samme elektriske ladningene og frastøter hverandre på grunn av Coulomb-kraften. Deres separasjon er en direkte indikator på den akkumulerte nettoenergien. Biter av tinnfolie kan limes på glasset på motsatt side av bladene slik at når bladene er helt fra hverandre kan de falle i bakken. Kronbladene kan legges i en "konvolutt" av glass for å beskytte dem mot trekk. For å minimere ladelekkasje er denne konvolutten isolert. En annen årsak til lekkasje er ioniserende stråling, så elektrometeret må være omgitt av et blyskjold for å forhindre det.
Instrumentet ble utviklet på 1700-tallet av flereforskere inkludert Abraham Bennett og Alessandro Volta.
Modeller fra Peltier og Bonenberger
Bonenberg-måleapparatet består av en enkelt gullplate som er hengt vertik alt mellom en anode og en tørrpelekatode. Enhver ladning som påføres gullbladet får det til å bevege seg mot den ene eller den andre polen. Hva måler Bonenberg-elektrometeret? Tegnet til den ladede partikkelen, samt dens omtrentlige verdi.
Peltier-elektrometeret bruker en form for magnetisk kompass for å måle avbøyning ved å balansere den statiske kraften med en magnetisk nål.
Moderne enheter
Det moderne elektrometeret er et svært følsomt voltmeter hvis inngangsimpedans er så stor at strømmen som strømmer inn i det kan betraktes som null for de fleste daglige bruksområder.
Hva måler et elektrometer, og hva er motstanden? Den faktiske verdien av inngangsmotstanden for moderne enheter er omtrent 1014 ohm, sammenlignet med 1010 ohm for nanovoltmetre. På grunn av den ekstremt høye inngangsimpedansen, må spesielle designhensyn tas for å unngå strømlekkasje.
Blant andre bruksområder brukes elektrometre i kjernefysiske eksperimenter fordi de er i stand til å måle de små ladningene som er igjen i materien når ioniserende stråling passerer gjennom. Den vanligste bruken av moderne enheter er måling av stråling ved hjelp av ioniseringskamre i instrumenter som tellere. Geiger.
Ventilelektrometer
Ventilversjoner bruker et spesialisert vakuumrør med svært høy forsterkning og inngangsimpedans. Inngangsstrømmen kan flyte inn i impedansnettet, og spenningen som genereres på denne måten forsterkes kraftig i anode (plate) kretsen. Ventiler designet for bruk med elektrometre har lekkasjestrømmer på bare noen få femtoampere (10-15 ampere). Disse ventilene bør håndteres med hansker, siden s alter som er igjen på glasskonvolutten kan skape lekkasjebaner for disse små strømmene.
I en spesialisert krets k alt "invertert triode", er rollene til anode og rutenett omvendt. Dette plasserer kontrollelementet så langt unna som mulig fra romladningsområdet som omgir glødetråden, og minimerer antallet elektroner som samles opp av kontrollkretsen og minimerer dermed inngangsstrømmen.
De mest avanserte elektrometrene
De fleste moderne måleinstrumenter består av en solid state-forsterker som bruker en eller flere FET-er, tilkoblinger for tilkobling av eksterne måleenheter, og vanligvis en tilkobling. For et solid state-elektrometer er bildet vist ovenfor.
Forsterkeren forsterker en liten strøm for å gjøre det lettere å måle den. Eksterne forbindelser er vanligvis av koaksial eller triaksial utforming og tillater installasjon av dioder eller ioniseringskamre for å måle ioniserende stråling. Tilkoblinger til en skjerm eller dataloggingsutstyr lar brukeren se data eller registrere data for senere analyse.
Elektrometre designet for bruk med ioniseringskamre kan inkludere en høyspentstrømforsyning som også brukes til å forspenne ioniseringskammeret.
