الکترومتر - چیست؟ انواع مختلفی وجود دارد، از ابزارهای مکانیکی دست ساز کمیاب گرفته تا دستگاه های دقیق. الکترومترهای مدرن و سایر دستگاه های اندازه گیری با استفاده از لوله خلاء یا فناوری حالت جامد مونتاژ می شوند. می توان از آنها برای اندازه گیری ولتاژ و شارژ با جریان های نشتی بسیار کم، تا 1 فمتوآمپر استفاده کرد. الکتروسکوپ وسیله ساده تری است. بر اساس اصول مشابه کار می کند، اما فقط مقادیر تنش نسبی را نشان می دهد. الکترومتر و سایر ابزارها چه چیزی را اندازه می گیرند؟
تاریخچه این دستگاه
اولین متر پتانسیل را می توان "مربع اولیه" یا به سادگی "مربع" نامید. اگرچه این اصطلاح در نهایت به نسخه کلوین اشاره داشت، اما برای اولین بار برای توصیف یک دستگاه ساده تر استفاده شد. الکترومتر چه چیزی را اندازه گیری می کند و از چه چیزی تشکیل شده است؟
از یک تنه درخت عمودی ساخته می شود که یک نیم دایره عاج به آن متصل است. یک توپ چوب پنبه ای سبک از مرکز روی یک لولا آویزان است. زمانی که سازساقه بر روی بدن باردار قرار می گیرد و توپ چوب پنبه را دفع می کند. مقدار دافعه را می توان از یک نیم دایره مدرج خواند، اگرچه زاویه اندازه گیری شده با بار نسبت مستقیمی ندارد. مخترعان اولیه شامل ویلیام هنلی و هوراس بندیکت دو سوسور بودند.
و "پیشگام" الکتروسکوپ چه کسی بود؟
و الکتروسکوپ و الکترومتر - چیست و کدام یک بهتر بود؟ اولین الکتروسکوپ با ورقه طلا بسیار اولین بود. چنین وسیله ای را می توان در دنیای واقعی در برخی کنفرانس های علمی یافت، اما به طور کلی در همه جا با نسخه پیشرفته تری جایگزین شده است. برخلاف الکترومتر، اغلب نقش حسگر را ایفا می کرد تا یک ابزار اندازه گیری.
خود این ابزار از دو ورقه نازک ورق طلا تشکیل شده است که از یک الکترود آویزان شده اند. هنگامی که از طریق القاء یا تماس شارژ می شود، برگها بارهای الکتریکی یکسانی پیدا می کنند و در اثر نیروی کولن یکدیگر را دفع می کنند. جداسازی آنها نشانگر مستقیم انرژی خالص انباشته شده است. تکه‌های فویل قلع را می‌توان روی شیشه مقابل برگها چسباند تا وقتی برگها کاملاً از هم جدا شدند، به زمین بیفتند. گلبرگ ها را می توان در یک "پاکت" شیشه ای قرار داد تا از آنها در برابر پیش نویس ها محافظت شود. برای به حداقل رساندن نشتی شارژ، این پاکت عایق بندی شده است. یکی دیگر از دلایل نشتی تشعشعات یونیزان است، بنابراین الکترومتر باید با یک محافظ سربی احاطه شود تا از آن جلوگیری شود.
این ساز در قرن 18 توسط چندین نفر ساخته شدمحققانی از جمله آبراهام بنت و الساندرو ولتا.
مدل هایی از Peltier و Bonenberger
دستگاه اندازه گیری Bonenberg از یک ورقه طلا تشکیل شده است که به صورت عمودی بین یک آند و یک کاتد شمع خشک معلق است. هر باری که به ورق طلا وارد شود باعث حرکت آن به سمت یک یا قطب دیگر می شود. الکترومتر بوننبرگ چه چیزی را اندازه گیری می کند؟ علامت ذره باردار، و همچنین مقدار تقریبی آن.
الکترومتر پلتیه از نوعی قطب نما مغناطیسی برای اندازه گیری انحراف با متعادل کردن نیروی ساکن با یک سوزن مغناطیسی استفاده می کند.
دستگاه های مدرن
الکترومتر مدرن یک ولت متر بسیار حساس است که امپدانس ورودی آن به قدری بزرگ است که جریان ورودی به آن را می توان برای اکثر کاربردهای روزمره صفر در نظر گرفت.
الکترومتر چه چیزی را اندازه گیری می کند و مقاومت آن چقدر است؟ مقدار واقعی مقاومت ورودی برای دستگاه های مدرن حدود 1014 اهم است، در مقایسه با 1010 اهم برای نانوولت مترها. به دلیل امپدانس ورودی بسیار بالا، ملاحظات طراحی خاص باید برای جلوگیری از نشتی جریان اعمال شود.
در میان کاربردهای دیگر، الکترومترها در آزمایش‌های فیزیک هسته‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند، زیرا می‌توانند بارهای کوچک باقی مانده در ماده را هنگام عبور پرتوهای یونیزان اندازه‌گیری کنند. رایج ترین کاربرد دستگاه های مدرن اندازه گیری تابش با استفاده از محفظه های یونیزاسیون در ابزارهایی مانند شمارنده است.گایگر.
الکترومتر شیر
نسخه های
شیر از یک لوله خلاء تخصصی با بهره و امپدانس ورودی بسیار بالا استفاده می کنند. جریان ورودی می تواند به شبکه امپدانس جریان یابد و ولتاژ تولید شده در مدار آند (صفحه) بسیار تقویت می شود. دریچه هایی که برای استفاده با الکترومترها طراحی شده اند دارای جریان نشتی تنها چند فمتوآمپر (10-15 آمپر) هستند. این دریچه‌ها باید با دست‌های دستکش کار شوند، زیرا نمک‌های باقی مانده روی پاکت شیشه‌ای می‌توانند مسیرهای نشتی را برای این جریان‌های کوچک ایجاد کنند.
در مدار تخصصی به نام "تریود معکوس"، نقش آند و شبکه معکوس می شود. این عنصر کنترل را تا حد امکان از ناحیه بار فضایی اطراف رشته دور می کند و تعداد الکترون های جمع آوری شده توسط مدار کنترل را به حداقل می رساند و بنابراین جریان ورودی را به حداقل می رساند.
پیشرفته ترین الکترومترها
اکثر ابزارهای اندازه گیری مدرن از یک تقویت کننده حالت جامد با استفاده از یک یا چند FET، اتصالات برای اتصال دستگاه های اندازه گیری خارجی و معمولاً یک اتصال تشکیل شده اند. برای یک الکترومتر حالت جامد، عکس در بالا نشان داده شده است.
تقویت کننده جریان کمی را تقویت می کند تا اندازه گیری آن آسان تر شود. اتصالات خارجی معمولاً از نوع کواکسیال یا سه محوری هستند و امکان نصب دیودها یا محفظه های یونیزاسیون را برای اندازه گیری تشعشعات یونیزان می دهند.اتصال به صفحه نمایش یا تجهیزات ثبت داده به کاربر امکان می دهد داده ها را مشاهده کند یا داده ها را برای تجزیه و تحلیل بعدی ثبت کند.
الکترومترهایی که برای استفاده با محفظه های یونیزاسیون طراحی شده اند ممکن است دارای منبع تغذیه با ولتاژ بالا باشند که برای بایاس محفظه یونیزاسیون نیز استفاده می شود.
