เครื่องตรวจจับรังสีอย่างง่าย
ฉันตัดสินใจใช้ห้องไอออไนซ์ขนาดเล็กที่มีแอมพลิฟายเออร์ปัจจุบันที่สร้างจากทรานซิสเตอร์แบบผสมเป็นเซ็นเซอร์
แต่เมื่อฉันเชื่อมต่อฐานของทรานซิสเตอร์แบบผสมเข้ากับสายเซนเซอร์โดยตรง ก็แทบไม่มีกระแสสะสมเลย คาดว่าจะเห็นกระแสรั่วไหลบ้างเนื่องจาก “ฐานลอย” และเพิ่มขึ้นเป็นหมื่น ฉันไม่รู้ว่าทรานซิสเตอร์ npn แบบคอมโพสิตทั้งหมดดีเท่ากับ MPSW45A เหล่านี้หรือไม่ แต่กระแสรั่วไหลต่ำอย่างน่าประหลาดใจ และอัตราขยายดูสูงมาก อาจจะ 30,000 โดยมีกระแสเบสหลายสิบพิโคแอมป์ (ฉันตรวจสอบเกนโดยใช้ตัวต้านทานทดสอบ 100 MΩ ที่เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟที่มีแรงดันเอาต์พุตที่ได้รับการควบคุม)
ทันใดนั้นฉันก็เห็นโอกาสในการใช้ส่วนประกอบทั่วไปเหล่านี้เพื่อสร้างเซ็นเซอร์ที่มีความไวสูง ฉันได้เพิ่มทรานซิสเตอร์อีกอันตามที่แสดงด้านล่าง
ใครต้องการตัวต้านทานอคติ! ฉันใช้กระป๋องที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 10 ซม. โดยมีรูที่ด้านล่างสำหรับลวดเสาอากาศและอลูมิเนียมฟอยล์เพื่อปกปิดส่วนที่เปิดอยู่ฉันรู้ได้อย่างรวดเร็วว่าตัวต้านทานที่เชื่อมต่อกับฐาน 2N4403 (10k) เป็นความคิดที่ดีที่จะป้องกันความเสียหายจากการลัดวงจร ประสิทธิภาพของวงจรนี้ยอดเยี่ยมมากและตรวจพบตารางเรืองแสงทอเรียมของหลอดโคลแมนได้อย่างง่ายดาย! แล้วทำไมไม่เพิ่มทรานซิสเตอร์แบบผสมอีกตัวล่ะ? ดูเหมือนตลก แต่นี่คือสิ่งที่ฉันคิดขึ้นมา:
ฉันใช้แรงดันไฟฟ้า 9V แต่ขอแนะนำให้ใช้แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นเล็กน้อยเพื่อให้ได้ศักย์ไฟฟ้าที่เพียงพอในห้องไอออไนเซชัน มีการเพิ่มตัวต้านทานเพื่อป้องกันไฟฟ้าลัดวงจรโดยไม่ตั้งใจ ซึ่งอาจทำลายทรานซิสเตอร์หรือแอมป์มิเตอร์ได้อย่างรวดเร็ว ในระหว่างการทำงานปกติจะมีผลเพียงเล็กน้อยต่อการทำงานของวงจร
วงจรนี้ทำงานได้ดีมากและหลังจากผ่านไป 5-10 นาทีในการทรงตัว ก็สามารถตรวจจับตารางเรืองแสงได้ในระยะประมาณสิบเซนติเมตร แต่วงจรไวต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและค่าที่อ่านได้ของแอมป์มิเตอร์เพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิในห้องเพิ่มขึ้นเล็กน้อย ดังนั้นฉันจึงตัดสินใจเพิ่มการชดเชยอุณหภูมิด้วยการสร้างวงจรที่เหมือนกัน แต่ไม่มีสายเซ็นเซอร์เชื่อมต่อกับฐานทรานซิสเตอร์ และเชื่อมต่ออุปกรณ์วัดระหว่างจุดเอาท์พุตของทั้งสองวงจร:
สิ่งนี้ดูสับสนเล็กน้อย แต่จริงๆ แล้วทำได้ค่อนข้างง่าย วงจรนี้ประกอบในกระป๋องแผ่นเดียวกับที่ใช้ในโครงการ JFET โครงการใดโครงการหนึ่งที่อธิบายไว้ข้างต้น และทุกส่วนของวงจรถูกติดตั้งบนแผงวงจร 8 พิน ผู้อ่านที่ชาญฉลาดจะสังเกตเห็นว่าจริง ๆ แล้วฉันใช้ตัวต้านทาน 2.4 kOhm และ 5.6 kOhm แต่ความแตกต่างของค่าเหล่านี้ไม่ได้สร้างความแตกต่างมากนักฉันยังใช้ตัวเก็บประจุแบบบล็อกที่เชื่อมต่อแบบขนานกับแบตเตอรี่ด้วยค่าเช่น 10 uF สายเซ็นเซอร์เชื่อมต่อโดยตรงกับฐานของทรานซิสเตอร์และผ่านรูที่เจาะไว้ที่ด้านล่างของกระป๋อง วงจรค่อนข้างไวต่อสนามไฟฟ้า ดังนั้นการมีเครื่องห่อหุ้มวงจรเช่นนี้จึงเป็นความคิดที่ดี
ปล่อยให้วงจร "อุ่นเครื่อง" สักครู่หลังจากจ่ายแรงดันไฟฟ้า หลังจากนั้นค่าที่อ่านได้ของแอมป์มิเตอร์ควรลดลงเหลือค่าที่ต่ำมาก หากการอ่านค่าของแอมป์มิเตอร์เป็นลบ ให้เปลี่ยนสายเซ็นเซอร์ไปที่ฐานของทรานซิสเตอร์ตัวอื่น และกลับขั้วของการเชื่อมต่อของแอมป์มิเตอร์ หากมีแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวต้านทาน 2.2k ที่เห็นได้ชัดเจน อาจสูงถึง 1 โวลต์ ให้ลองทำความสะอาดทุกอย่างด้วยตัวทำละลายและทำให้แห้งสนิท เมื่อค่าที่อ่านได้ของแอมมิเตอร์ต่ำและคงที่ ให้นำแหล่งกำเนิดกัมมันตภาพรังสี เช่น ตารางเรืองแสง ไปที่หน้าต่างที่ปิดด้วยฟอยล์ และค่าที่อ่านได้จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ในฐานะอุปกรณ์วัด คุณสามารถใช้โวลต์มิเตอร์แบบดิจิทัลที่มีสเกลสูงถึง 1 V หรือแอมมิเตอร์ที่มีสเกล 100 μA มิเตอร์ที่แสดงด้านล่างมีสเกลที่สำเร็จการศึกษาในหน่วยของกัมมันตภาพรังสีแล้ว และค่าที่อ่านได้ประมาณ 2.2 เกิดจากการสัมผัสกับตะแกรงไฟฟ้าจากหลอดไส้
นี่เป็นเซ็นเซอร์ธรรมดาเมื่อพิจารณาถึงความไวของมัน! นักทดลองที่กระตือรือร้นอาจลองใช้ทรานซิสเตอร์ตัวอื่น ซึ่งส่วนใหญ่เป็นทรานซิสเตอร์แบบผสม เช่น MPSA18 หรือแม้แต่ออปแอมป์กระแสไฟฟ้าที่ควบคุมแรงดันไฟฟ้า เช่น CA3080 ที่มีการป้อนกลับแบบลูปเปิด
] ชั้นเรียนปริญญาโทที่คล้ายกัน
น่าสนใจเป็นพิเศษ
ความคิดเห็น (26)
