Jednoduchý detektor žiarenia
Ako senzor som sa rozhodol použiť malú ionizačnú komoru s prúdovým zosilňovačom postaveným na zloženom tranzistore.
Ale keď som základňu zloženého tranzistora pripojil priamo k drôtu snímača, nebol tam prakticky žiadny kolektorový prúd. Očakával som, že uvidím nejaký únikový prúd v dôsledku „plávajúcej základne“ a zisku desiatok tisíc. Neviem, či sú všetky kompozitné npn tranzistory také dobré ako tieto MPSW45A, ale zvodový prúd bol prekvapivo nízky a zisk vyzeral veľmi vysoko, možno 30 000, so základným prúdom niekoľko desiatok pikoampov. (Zisk som skontroloval pomocou testovacieho odporu 100 MΩ pripojeného k zdroju napájania s regulovaným výstupným napätím.)
Zrazu som videl príležitosť použiť tieto bežné komponenty na výrobu skutočne citlivého snímača. Pridal som ďalší tranzistor, ako je znázornené nižšie
Kto potrebuje predpätie?! Použil som plechovú dózu s priemerom asi 10 cm s otvorom v spodnej časti pre anténny drôt a hliníkovou fóliou na zakrytie otvorenej časti.Rýchlo som si uvedomil, že odpor pripojený k základni 2N4403 (10k) je dobrý nápad, aby sa zabránilo poškodeniu skratom. Výkon tohto obvodu bol vynikajúci a ľahko detekoval tóriovú mriežku žiarovky Coleman! Tak prečo nepridať ďalší zložený tranzistor? Vyzeralo to vtipne, ale prišiel som na toto:
Použil som 9V napájacie napätie, ale na získanie dostatočného potenciálu v ionizačnej komore by som odporučil použiť mierne vyššie napätie. Na ochranu pred náhodnými skratmi, ktoré by mohli rýchlo zničiť tranzistor alebo ampérmeter, boli pridané odpory. Počas bežnej prevádzky majú malý vplyv na činnosť okruhu.
Tento obvod fungoval naozaj dobre a po 5-10 minútach, ktoré trvalo stabilizovať, dokázal rozpoznať žhaviacu mriežku vo vzdialenosti asi desať centimetrov. Ukázalo sa však, že obvod je citlivý na zmeny teploty a hodnoty ampérmetra sa zvýšili s miernym zvýšením teploty v miestnosti. Preto som sa rozhodol pridať teplotnú kompenzáciu zostrojením identického obvodu, ale bez vodiča snímača pripojeného k tranzistorovej báze a pripojením meracieho zariadenia medzi výstupné body oboch obvodov:
Vyzerá to trochu mätúce, ale v skutočnosti je to celkom jednoduché. Obvod bol zostavený do rovnakého plechu, aký bol použitý v jednom z projektov JFET opísaných vyššie, a všetky časti obvodu boli namontované na 8-kolíkovej doske plošných spojov. Bystrý čitateľ si všimne, že som skutočne použil odpory 2,4 kOhm a 5,6 kOhm, ale tieto rozdiely v hodnotách nerobia veľký rozdiel.Použil som aj blokovací kondenzátor zapojený paralelne s batériou, s hodnotou napríklad 10 uF. Vodič snímača je priamo pripojený k základni tranzistora a prechádza otvorom vyvŕtaným v spodnej časti plechovky. Obvod je dosť citlivý na elektrické polia, takže mať takýto obal obvodu je dobrý nápad.
Po pripojení napájacieho napätia nechajte obvod niekoľko minút „zahriať“, potom by mala hodnota ampérmetra klesnúť na veľmi nízke hodnoty. Ak je údaj ampérmetra záporný, prepojte vodič snímača na bázu iného tranzistora a prepólujte pripojenie ampérmetra. Ak dôjde k výraznému poklesu napätia na odporoch 2,2 k, možno až do jedného voltu, skúste všetko vyčistiť rozpúšťadlom a úplne vysušiť. Keď je údaj ampérmetra nízky a stabilný, prineste rádioaktívny zdroj, ako je žiariaca mriežka, k okienku pokrytému fóliou a údaj by mal rýchlo stúpať. Ako merací prístroj môžete použiť digitálny voltmeter so stupnicou do 1 V alebo ampérmeter so stupnicou 100 μA. Glukomer zobrazený nižšie už má stupnicu odstupňovanú v jednotkách rádioaktivity a údaj okolo 2,2 je spôsobený vystavením žeraviacej mriežke.
Ide o jednoduchý snímač vzhľadom na jeho citlivosť! Aktívny experimentátor môže vyskúšať iné tranzistory, s najväčšou pravdepodobnosťou zložené, ako je MPSA18, alebo dokonca napäťovo riadený prúdový operačný zosilňovač, ako je CA3080 s otvorenou spätnou väzbou.
] Podobné majstrovské kurzy
Obzvlášť zaujímavé
Komentáre (26)
