Файл: Рождественская Т.Б. Аппаратура для точного измерения больших сопротивлений, малых постоянных токов и методы ее поверки.pdf

Генератор малых токов, основанный на использовании фотоэлемента

Подобный вид генератора [8] был применен при построении тераомметра.

Диапазон выходных значений тока генератора составляет Ю - 1 0 — Ю - 1 2 А. Расширение диапазона в меньшую сторону ог­ раничивается наличием фотоэлементов. Темповой ток, скла­ дывающийся из термотока и тока утечки по изоляции, не яв­ ляется стабильной величиной и, следовательно, будет в зна­ чительной степени влиять на погрешность воспроизведения токов описанным генератором. Данных о временной стабиль­ ности и погрешности воспроизведения токов не имеется.

Так как диапазон токов, охватываемый описанным гене­ ратором, воспроизводится и другими рассмотренными типа­ ми генераторов, обладающими большей точностью воспроиз­ ведения и более компактными размерами, в дальнейшем этот тип источника тока не рассматривается.

Генераторы второй группы

Генератор малых постоянных токов на основе воспроизведения скорости изменения электрического заряда

применении линейно изменяющегося во времени напряжения при С = const. Выбор именно этого принципа действия обу­ словлен тем, что создание устройства с линейным изменени­ ем напряжения проще, нежели с плавно изменяющейся ем­ костью конденсатора.

В первом варианте подобного устройства [137] изменение напряжения во времени осуществлялось при помощи потен­ циометра с механически ведомым реохордом. Диапазон вы­ ходных значений токов генератора, построенного таким обра­ зом, составлял Ю - 1 2 — Ю - 1 7 А при С = 28 • 10~12 Ф. В более поздних вариантах [107, 104] линейно изменяющееся во вре­ мени напряжение получали при помощи электронных схем.

104

В генераторе, описанном в [107], линейно нарастающее во времени напряжение образуется на дифференцирующей це­ пи, а затем подключается к выходному делителю напряже­ ния. Скорость нарастания напряжения может изменяться от

нератор, описанный в [104], имеет диапазон выходных значе­ ний токов 10- 4 —10~1 3 А с погрешностью 1—0,5%, а генератор, описанный в [10], — диапазон выходных токов Ю - 8 — Ю - 1 2 А

спогрешностью, не превышающей 0,5%.

Внастоящее время, по имеющимся литературным данным, генераторов подобного вида, рассчитанных на диапазон тока ниже Ю - 1 3 А, не имеется.

Можно также создать генератор, использовав линейно изме­ няющуюся емкость при постоянном напряжении.

Необходимо отметить, что в описанной установке не тре­ бовалось постоянство выходного тока, так как в процессе ра­ боты емкость С изменялась за интервал времени M с после­ дующим определением каждой из названных величин, т. е. определялось среднее значение тока в течение времени At.

105

Д ля генератора тока, основанного на указанном соотноше­

грешность изменения емкости (в абсолютных величинах) не должна превышать ±10~ 6 пФ/с. Обеспечить решение этой за­ дачи путем увеличения постоянного напряжения на конденса­ торе, например, до 1000 В также нежелательно, так как мо­ жет вызвать токи утечки по сопротивлениям изоляции, срав­ нимые по величине с генерируемыми токами. Очевидно, что осуществление такого типа генератора, удовлетворяющего требованиям, предъявляемым к мерам тока, целесообразно лишь в диапазоне Ю - 9 — Ю - 1 3 А.

Генератор малых постоянных токов, «снованный на пьезоэффекте некоторых кристаллов [52, 55]

Этот вид генератора основан на получении тока, который по­ является в результате накопления заряда, образующегося на пластинке пьезокристалла при ее равномерном сжатии или растяжении. Если размеры пластинки, например кристалла кварца, определенным образом ориентированного в осях X, Y, Z, равны Lud, сжимающее усилие Fy> постоянная кварца du и время сжатия t, то соотношение между током і н обозначен­ ными величинами выразится следующим образом:

для проведения поверки соответствующих измерителей тока. Основным источником погрешности при определении выход­ ных значений токов является нелинейность изменения во вре­ мени усилия, прикладываемого к пластинке кристалла.

106

При конструкции сжимающего (растягивающего) устрой­ ства, обеспечивающей необходимую линейность изменения усилия во времени, описываемый генератор тока может удов­ летворить всем требованиям, предъявляемым к мерам тока.

В табл. 13 приведены основные параметры каждого из рассмотренных выше генераторов.

Т а б л и ц а 13

Из генераторов первой группы атомные батареи и иониза­ ционные камеры обладают достоинствами, благодаря кото­ рым их используют при построении мер тока: неограничен­ ным сроком действия, постоянной готовностью к работе, не­ ограниченной длительностью рабочего цикла и малыми га­ баритными размерами.

Практический интерес представляет также генератор то­ ка, основанный на регулируемом источнике постоянного на-

107

пряжения и наборе высокоомных резисторов. Такой генера­ тор удобен в эксплуатации, состоит из элементов, выпускаю­ щихся отечественной промышленностью, и может быть при­ менен в поверочной практике лабораторий госнадзора.

Вторая группа генераторов характеризуется более широ­ ким диапазоном значений выходных токов.

Так как в характеристику каждого типа генератора этой группы входит линейное изменение во времени одного из па­ раметров, определяющих значение выходного тока, целесооб­

Из генераторов второй группы особое положение занимает генератор, основанный на пьезокварце. Он удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к нему как к мере тока, и обладает преимуществами: более высокой стабильностью па­ раметров, определяемых естественными константами кристал­ лической решетки кварца; более широким диапазоном вы­ ходных значений тока; более высокой точностью воспроизве­ дения выходных значений тока, практически зависящей от точности воспроизведения только одного параметра. Это под­ тверждает целесообразность создания меры тока на основе пьезокварца.

МЕРЫ ТОКА НА ОСНОВЕ ИОНИЗАЦИОННОЙ КАМЕРЫ

Прежде чем приступить к описанию конструкций мер, сле­ дует сформулировать ряд дополнительных требований, предъ­ являемых к ионизационной камере как к мере тока:

1) значения выходных токов должны находиться в диапа­

брано вещество, обладающее большим периодом полураспа­ да, малой проникающей радиацией и по возможности одина­ ковым энергетическим спектром частиц;

108