Elektrometer - wat is dit? Daar is baie verskillende tipes, wat wissel van skaars handgemaakte meganiese gereedskap tot presisietoestelle. Moderne elektrometers en ander meettoestelle word saamgestel met behulp van vakuumbuis- of vastestof-tegnologie. Hulle kan gebruik word om spanning te meet en te laai met baie lae lekstrome, tot 1 femtoamp. Die elektroskoop is 'n eenvoudiger toestel. Dit werk op soortgelyke beginsels, maar wys slegs die relatiewe streswaardes. Wat meet 'n elektrometer en ander instrumente?
Geskiedenis van hierdie toestel
Die heel eerste potensiële meter kan "Vroeë vierkant" of bloot "Vierkant" genoem word. Alhoewel die term uiteindelik na die Kelvin-weergawe verwys het, is dit eers gebruik om 'n eenvoudiger toestel te beskryf. Wat meet 'n elektrometer en waaruit bestaan dit?
Dit word gemaak van 'n regop boomstam waaraan 'n ivoor-halfsirkel geheg is. 'n Ligte kurkbal hang van die middel af aan 'n skarnier. Wanneer die instrumentop 'n gelaaide liggaam geplaas word, neem die stam deel en stoot die kurkbal af. Die hoeveelheid afstoting kan van 'n gegradueerde halfsirkel gelees word, hoewel die gemete hoek nie direk eweredig aan die lading is nie. Vroeë uitvinders het William Henley en Horace-Benedict de Saussure ingesluit.
En wie was die "pionier" van elektroskope?
En die elektroskoop en elektrometer - wat is dit en watter een was beter? Die heel eerste goudblaar-elektroskoop was verreweg die heel eerste. So 'n toestel kan in die regte wêreld by sommige wetenskaplike konferensies gevind word, maar oor die algemeen is dit oral vervang deur 'n meer tegnologies gevorderde weergawe. Anders as die elektrometer, het dit meer dikwels die rol van 'n sensor as 'n meetinstrument gespeel.
Die instrument self bestaan uit twee dun velle goue foelie wat aan 'n elektrode gehang word. Wanneer dit deur induksie of kontak gelaai word, verkry die blare dieselfde elektriese ladings en stoot mekaar af as gevolg van die Coulomb-krag. Hul skeiding is 'n direkte aanduiding van die opgehoopte netto energie. Stukke tinfoelie kan op die glas oorkant die blare vasgeplak word sodat wanneer die blare heeltemal uitmekaar is, dit in die grond kan val. Blomblare kan in 'n glas "koevert" toegemaak word om hulle teen konsepte te beskerm. Om ladinglekkasie te minimaliseer, is hierdie koevert geïsoleer. Nog 'n oorsaak van lekkasie is ioniserende straling, dus moet die elektrometer deur 'n loodskerm omring word om dit te voorkom.
Die instrument is in die 18de eeu deur verskeie ontwikkelnavorsers insluitend Abraham Bennett en Alessandro Volta.
Modelle van Peltier en Bonenberger
Die Bonenberg-meettoestel bestaan uit 'n enkele goue plaat wat vertikaal tussen 'n anode en 'n droë poolkatode opgehang word. Enige lading wat aan die goudblaar oorgedra word, laat dit na die een of die ander paal beweeg. Wat meet die Bonenberg-elektrometer? Die teken van die gelaaide deeltjie, sowel as sy benaderde waarde.
Die Peltier-elektrometer gebruik 'n vorm van magnetiese kompas om defleksie te meet deur die statiese krag met 'n magnetiese naald te balanseer.
Moderne toestelle
Die moderne elektrometer is 'n hoogs sensitiewe voltmeter waarvan die insetimpedansie so groot is dat die stroom wat daarin vloei as nul beskou kan word vir die meeste alledaagse toepassings.
Wat meet 'n elektrometer, en wat is sy weerstand? Die werklike waarde van die insetweerstand vir moderne toestelle is ongeveer 1014 ohm, vergeleke met 1010 ohm vir nanovoltmeters. As gevolg van die uiters hoë insetimpedansie, moet spesiale ontwerpoorwegings toegepas word om stroomlekkasie te vermy.
Elektrometers word onder andere in kernfisika-eksperimente gebruik omdat hulle die klein ladings wat in materie agterbly wanneer ioniserende straling deurgaan, kan meet. Die mees algemene toepassing van moderne toestelle is die meting van straling met behulp van ionisasiekamers in instrumente soos tellers. Geiger.
Klepelektrometer
Valve-weergawes gebruik 'n gespesialiseerde vakuumbuis met baie hoë versterking en insetimpedansie. Die insetstroom kan in die impedansierooster vloei, en die spanning wat so gegenereer word, word grootliks versterk in die anode (plaat) kring. Kleppe wat ontwerp is vir gebruik met elektrometers het lekstrome van slegs 'n paar femtoampère (10-15 ampère). Hierdie kleppe moet met hande met handskoene hanteer word, aangesien soute wat op die glasomhulsel oorbly, lekkasiepaadjies vir hierdie klein stroompies kan skep.
In 'n gespesialiseerde stroombaan genaamd "omgekeerde triode", is die rolle van anode en rooster omgekeer. Dit plaas die beheerelement so ver as moontlik van die ruimteladinggebied wat die filament omring, wat die aantal elektrone wat deur die beheerkring versamel word tot die minimum beperk en sodoende die insetstroom tot die minimum beperk.
Die mees gevorderde elektrometers
Die meeste moderne meetinstrumente bestaan uit 'n vastestofversterker wat een of meer FET's gebruik, verbindings om eksterne meettoestelle te koppel, en gewoonlik 'n verbinding. Vir 'n vastestofelektrometer word die foto hierbo getoon.
Die versterker versterk 'n klein stroom om dit makliker te maak om dit te meet. Eksterne verbindings is gewoonlik van koaksiale of triaksiale ontwerp en laat die installering van diodes of ionisasiekamers toe om ioniserende straling te meet. Verbindings aan 'n vertoon- of dataregistrasie-toerusting laat die gebruiker toe om data te bekyk of data op te teken vir latere ontleding.
Elektrometers wat ontwerp is vir gebruik met ionisasiekamers kan 'n hoëspanningkragtoevoer insluit wat ook gebruik word om die ionisasiekamer voor te span.
