Файл: Руководство к лабораторным занятиям по физике учеб. пособие.pdf

пульса. Полное время нечувствительности, очевидно, составило за этот период Л/т. Обозначим через /Ѵ11СТ число событий, которое сосчитала бы за время t установка, не обладающая мертвым вре­ менем. Из этих событий в среднем /Ѵнст -Л/т// приходится на мер­ твое время установки и оказалось пропущенным. Имеем, следова­ тельно,

Формула (7.2) позволяет вносить поправки на мертвое время счетчиков и электронной аппаратуры и находит широкое применение при обработке опытных данных. Следует, однако, помнить, что при­ менимость этой формулы ограничена случаем, когда поправки малы. При больших поправках следует, например, принимать во внима­ ние время неполной чувствительности (частицы, прошедшие в этот период, могут не только не регистрироваться, но и продлевать мерт­ вое время установки). Формула (7.2) не является в этом случае удовлетворительной и сама нуждается в уточнении. Уточнение формулы, впрочем, обычно не имеет большого смысла, так как при малых поправках все формулы дают практически совпадающие результаты, а при больших поправках вид точной формулы сильно зависит от особенностей применяемой аппаратуры и никогда не бывает сколько-нибудь хорошо известен.

Заметим, что вид формулы (7.2) существенно связан со случай­ ным характером распределения регистрируемых частиц во времени. В самом деле, пусть Nr/t = 0,2. Это означает, что суммарное мерт­ вое время счетчиков составляет пятую часть всего времени их работы. При равномерном распределении импульсов установка ус­ певала бы восстановить свою работоспособность задолго до прихода следующей частицы и никаких просчетов не наблюдалось бы. Про­ счеты появляются только из-за нерегулярного прихода следующих частиц.

При работе с электронной аппаратурой нередко возникают слу­ чаи, когда распределение импульсов во времени, не будучи равно­ мерным, не является все-таки вполне случайным, как это имеет место для прохождений частиц через счетчик Гейгера. Такие слу­ чаи возникают, например, при регистрации частиц установкой, содержащей механический регистратор и электронную пересчетную схему. При не очень больших коэффициентах пересчета мерт­ вое время такой установки определяется самым медленно действую­ щим ее звеном — механическим счетчиком. В тех случаях, когда загрузка механического счетчика велика, установка начинает да­ вать просчеты. Эти просчеты не могут, однако, быть учтены с по­ мощью формулы (7.2), так как приходящие с пересчетной схемы на

механический счетчик импульсы распределены во времени суще­ ственно равномернее, чем импульсы, поступающие на вход пересчетной схемы. Для уяснения вопроса приведем следующее простое рассуждение.

Пусть на вход пересчетной схемы в секунду поступает в сред­ нем N случайно распределенных во времени импульсов, и пусть коэффициент пересчета равен п. На выходе пересчетной схемы» образуется в среднем N In импульсов в секунду.

Средний промежуток времени, разделяющий два импульса на входе пересчетной схемы, равен, очевидно, 1/JV, а стандартное отклонение этого времени, грубо говоря, равно ему самому (см. ниже).

На выходе пересчетной схемы средний промежуток времени t между импульсами составляет nIN. За время t через схему про­ ходит в среднем Nt частиц. Стандартное отклонение этого числа

п. Если при работе без пересчета (п = 1) средняя флюктуация времени между двумя импульсами, как уже отмечалось, равна сред­ нему значению этого времени, то при п — 16 она равна уже всего 1/4, при п — 64 — всего Ѵ8 этого времени и т. д.

Более равномерное распределение импульсов существенно улуч­ шает условия работы механического счетчика, включенного после пересчетной схемы. Формула (7.2), в частности, дает при этом сильно завышенные результаты и непригодна для расчетов.

2. Разрешающее время схем совпадений и случайные совпаде­ ния. Рассмотрим установку, состоящую из двух счетчиков, рабо­ тающих на схему совпадений. Обозначим разрешающее время уста­ новки через т, т. е., иными словами, будем считать, что установка регистрирует два разделенных во времени импульса как одно­ временные, если промежуток между ними оказывается меньше .т, и регистрирует их как неодновременные, если интервал между ними больше т. Пусть, далее, загрузка одного из счетчиков равна Nx,

а другого — ѵѴ2 (под загрузкой понимается число импульсов, регистрируемых счетчиком в единицу времени). Пусть в неко­ торый момент времени tx первый счетчик зарегистрировал очеред­ ное прохождение частицы. Если второй счетчик в промежуток

tx— X < t < ty + т также зарегистрирует прохождение частицы, произойдет случайное совпадение отсчетов в счетчиках. При загрузке первого счетчика Ny полное время, в течение которого отсчеты вто­ рого счетчика оказываются случайно совпавшими с отсчетами пер­ вого, составит, очевидно, в секунду Ny2т. За это время второй счетчик сработает Асл раз:

Число случайных совпадений, таким образом, пропорционально разрешающему времени установки и п р о и з в е д е н и ю з а г р у ­ з о к обоих счетчиков. Если, в частности, оба счетчика работают от одного радиоактивного источника (измеряя, например, случаи одно­ временного испускания двух частиц), то число случайных совпадений оказывается пропорциональным квадрату интенсивности источника, в то время как число истинных событий пропорционально, конечно, первой степени интенсивности. При работе на совпадения нельзя, таким образом, применять особенно сильные источники; нужно внимательно исследовать число совпадений, которые являются слу­ чайными.

ных частиц, «Наука», 1966.

VIII. НЕКОТОРЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ, ВЫПУСКАЕМЫЕ ПРОМЫШЛЕННОСТЬЮ

§1. Усилитель постоянного тока (микрорентгенометр

'типа «Кактус»)

Прибор типа «Кактус» служит для измерения токов от 10“11 до 2 - КГ7А и является балансным двухкаскадным усилителем постоян­ ного тока. Первый каскад усиления содержит двойную электроме­ трическую лампу 2Э2П, сеточный ток которой не превышает ІО-14 А. Этот каскад вместе со входными высокомегомными сопротивлени­ ями собран в выносном герметичном блоке. Выносной блок монти­ руется, как правило, вместе с ионизационной камерой. На выходе усилителя включен стрелочный прибор, расположенный на лице­ вой панели. Показания прибора линейно связаны с величиной измеряемого тока.

На передней панели прибора рис. 336 находятся следующие ор­ ганы управления: / — тумблер включения прибора «Сеть», 2 ~ пе­ реключатель «Поддиапазоны» на пять положений, с помощью ко­ торого производится дистанционное переключение высокомегомных сопротивлений в цепи управляющей сетки входной лампы, 3 — тумблер «Установка нуля» — «Работа» (в положении «Установка нуля» с помощью специального реле управляющая сетка входной лампы отключается от собирающего электрода ионизационной ка­ меры и заземляется), 4 — ручка «Установка нуля», 5 — кнопка «Проверка» (при нажатии этой кнопки на управляющую сетку

Рис. 336. Передняя панель усилителя постоянного тока типа «Кактус».

входной лампы подается постоянное напряжение 0,25 В), 6 — ручка «Сигнал», служащая для включения схемы световой и зву­ ковой сигнализации, срабатывающей, когда измеряемый ток на 20% превышает максимальное значение, указанное на шкале при­ бора, тумблер 7 включает высокое напряжение (250 В) на иониза­ ционную камеру, 8 — сигнальная лампочка.

Порядок включения прибора, а) Перед включением в сеть уста­

в положение «Установка нуля»; колодку на трансформаторе по­ ставьте в положение, соответствующее напряжению питающей сети.

б) Подключите прибор к сети, включите тумблер «Сеть» и дайте прибору прогреться в течение 15-f-20 минут.

в) После прогрева установите стрелочный прибор на нуль при помощи регулятора «Установка нуля»,