ГМИ методичка

Приложение 4

ТермоЭДС для различных материалов в паре с платиной

Приложение 5

Порядок работы с прибором Р-4833

Универсальный измерительный прибор Р-4833, имеющийся в лаборатории, может использоваться как для напряжений с высокой степенью точности (до 10–5 В), так и для измерения сопротивлений. Таким образом, прибор Р-4833 соединяет в себе возможности потенциометра ПП-63 и моста постоянного тока МО-62. При выполнении работы студентам рекомендуется пользоваться этим прибором.

302

Для измерения сопротивления в приборе Р-4833 применяется мостовая схема, не имеющая принципиальных отличий от моста МО-62 (Приложение 2). Для измерения малых напряжений (например, ЭДС термопар) применяется компенсационная схема (рис. 2), имеющая, однако, одну особенность. С целью повышения точности измерения в приборе Р-4833 применена компенсация ЭДС с помощью двух последовательно соединенных контуров, каждый из которых имеет два регулируемых резистора (R2 и R4 в первом контуре, R6 и R8 – во втором). Значения этих резисторов подобраны так, что ввод каждого следующего резистора приводит к увеличению компенсирующего напряжения на величину в десять раз меньше, чем ввод предыдущего. Сопротивление R1 и R5 используются для установки рабочего тока в первом и втором контурах. Значение рабочего тока контролируется измерительным прибором, который подключается последовательно с нормальным элементом питания (НЭ) к сопротивлениям R3 или R7. При правильной регулировке рабочего тока происходит компенсация напряжения на R3 или R7 и измерительный прибор показывает нулевое значение тока.

В приборе используется один измерительный гальванометр, подключаемый к различным участкам схемы с помощью кнопочных переключателей.

Рис. 2. Схема потенциометра прибора Р-4833

303

Измерение сопротивлений от 10–4 до 102 Ом (например, сопротивления термопары или термобатареи).

1.1. Перед включением прибора внимательно изучите расположение кнопок управления. Кнопка «откл.» должна быть нажата,

а кнопки «МО-2», «МО-4», «П», «ПmV», «Л», «», «R˄», «▲˄»,

▼,и▼▼–отжаты.Остальныекнопкиидругиеорганыуправления могут находиться в любом положении.

1.2.Убедитесь в том, что стрелка гальванометра стоит в нулевомположении.Впротивномслучаеоткорректируйтеееспомощью механического корректора на гальванометре.

1.3.Включите вилку прибора в сетевую розетку и нажмите кнопку «Сеть». При этом загорается индикаторная лампочка над кнопкой. Нажмите кнопки «Г» и «БМ» (рекомендуется нажимать одновременно во избежание выключения сети), подключив тем самым к схеме встроенный гальванометр к батарее моста.

1.4.Нажмите кнопки «МО–4» и .

1.5.Подключите измеряемое сопротивление к зажимам «П1», «П2», зажим «П1» соедините с зажимом «Т1», а зажим «П2» соедините с зажимом «Т2» с помощью специальных проводов, прилагаемых к прибору.

1.6.Установите на переключателе плеч (▲ × N) выбранный множитель (N = 1).

1.7.Нажмитекнопку▼испомощьюдекадныхпереключателей

внижней части прибора установите стрелку гальванометра в нулевое положение. Рекомендуется начинать установку с самых грубых

переключателей (слева на приборе), переходя последовательно к более точным. Затем отожмите кнопку ▼ и нажмите кнопку ▼▼. Повторите установку стрелки на ноль, начиная с того переключателя, которым закончили грубую настройку. Результат измерения получается суммированием показаний декадных переключателей

сучетом множителя N.

1.8.Поставьте все кнопки в нейтральное положение (см. п. 1). Отсоедините измеряемое сопротивление и выключите прибор из сети.

Измерение сопротивлений от 102 до 106 Ом (например, сопротивления терморезистора).

2.1.Проделайте все операции по п.п. 1.1–1.3.

2.2.Нажмите кнопки «МО-2» и .

2.3.Подключите измеряемое сопротивление к зажимам «П1»

и «П2».

304

2.4. Выполните операции по п.п.1.6–1.8.

Измерение ЭДС и напряжения.

3.1.Проделайте операции по п.п.1.1–1.2.

3.2.Нажмитекнопки«П»,«Г»и«НЭ»,подсоединив темсамым

ксхеме встроенный гальванометр, батарею питания и нормальный элемент.

3.3.Включите вилку прибора в сетевую розетку и нажмите кнопку «сеть». При этом загорается индикаторная лампочка над кнопкой.

3.4.Нажмите кнопку ▲1, подсоединив к схеме первый контур потенциометра.

3.5.Проведите установку рабочего тока первого контура. Нажмите кнопку ▼ и установите гальванометр в нулевое положение, вращая ручки «РАБОЧИЙ ТОК», «1▲» и «1▲▲». Затем отожмите кнопку ▼, нажмите кнопку ▼▼ и повторите настройку. Отожмите кнопку ▼▼.

3.6.Нажмите кнопку ▲2, подсоединив к схеме второй контур потенциометра.

3.7.Проведите установку рабочего тока второго контура. Нажмите кнопку ▼ и установите гальванометр в нулевое положение, вращая ручки «РАБОЧИЙ ТОК», «2▼», и «2▼▼». Затем отожмите кнопку ▼, нажмите кнопку ▼▼ и повторите настройку. Отожмите кнопку ▼▼.

3.8.Подключите источник ЭДС (например, термопару) к зажи-

мам «–Х», «mV».

3.9.ПроведитеизмерениеЭДС.Нажмитекнопку«»и,вращая

ручкидекадныхпереключателей«×10(mV)»,«×(mV)»,«×0,1(mV)»

и «× 0,01 (mV)», установите стрелку гальванометра на нулевую отметку при нажатой кнопке ▼, а затем при нажатой кнопке ▼▼. Значение измеренного напряжения равно сумме показаний декадных переключателей.

Внимание! При подключении термопары (термобатареи)

кклеммам необходимо соблюдать полярность. Так как полярность ЭДС заранее неизвестна, может случиться так, что компенсация не происходит (стрелка гальванометра зашкаливает все время в одну сторону). В этом случае перемените полярность подключенных

ксхеме проводов.

3.10.Закончив все измерения, отключите прибор от сети, поставьте кнопки в нейтральное положение (см. п. 1.1) и отключите термопару от прибора.

305

Приложение 6

Нормативно-технические характеристики первичных актинометрических преобразователей

306

Приложение 7

Блокинг-генератор

Блокинг-генераторявляетсяширокоупотребляемымэлементом электроники. Поскольку импульсатор, применяемый в анеморумбометре М-63 является модернизованным блокинг-генератором, рассмотрим принцип его действия. Принципиальная схема блокинг-ге- нератора изображена на рис. 3.

Задающим элементом блокинг-генератора является колебательный контур L2–С, включенный в базовую цепь транзистора VT. Возникающие в контуре гармонические колебания усиливаются транзистором. Следовательно, в коллекторной цепи транзистора (положительный полюс источника питания – L1 + L2 – коллектор – эмиттер – R2 – общий провод) возникают колебания тока той же частоты. Особенностью блокинг-генератора является то обстоятельство, что катушка L1 соединена трансформаторной положительной связью с катушкой L3 колебательного контура. Таким образом, в контуре поддерживаются незатухающие колебания. Частота этих колебаний зависит от параметров контура и равна 1/(LC)–0,5. Следовательно, на резисторе R2, выполняющем функцию нагрузки

Рис. 3. Принципиальная схема блокинг-генератора

307

транзистора, создаются колебания напряжения той же частоты, которые снимаются с резистора на выход генератора. Подчеркнем, что обратная связь (L1 + L2) – L3 должна быть положительной, что достигается соответствующим включением L1 + L2 в цепь. При обратном включении (перемене местами выводов катушки) обратная связь становится отрицательной, и, следовательно, блокинг-генера- тор не работает.

Приложение 8

Триггер, как элемент электронных схем

В состав многих электронных схем, в том числе и схемы анеморумбометра М-63м, входит триггер – электронная схема на двух транзисторах (рис. 4). Эта схема имеет два входа (S-вход и R-вход) и два выхода (S- и R-выходы соответственно). Коллектор транзистора VT1 соединен с базойVT2 через резистор R2. Коллектор транзистора VT2 соединен с базойVT1 через резистор R3. В данной схеме применены p-n-p-транзисторы.

Следовательно, если транзисторVT1 открыт, то напряжение на его коллекторе близко к нулю, через открытый транзистор проходит ток. Этот нулевой потенциал сообщается базе VT2 через R2 и,

Рис. 4. Принципиальная схема триггера (а) и его обозначение на схемах (б)

308

следовательно, VT2 закрывается. Коллектор VT2 должен теперь иметь отрицательный потенциал, так как VT2 закрыт и его коллектор соединен с отрицательным полюсом питания через R4. Этот отрицательный потенциал сообщается базе VT1 через R3 и поддерживаетVT1 в открытом состоянии. Такое состояние триггера устойчиво, так как транзисторы «поддерживают друг друга» и оно может сохраняться неопределенно долгое время.

Но легко видеть, что триггер является абсолютно симметричной системой и, следовательно, возможно другое состояние, когда VT1 закрыт, а VT2 открыт. Оно столь же устойчиво, как и предыдущее. Перевести триггер из одного состояние в другое можно, подав положительный импульс на R-вход или отрицательный импульс на S-вход. Тогда транзистор VT1 закроется и это вызовет отпирание VT2. Следовательно, даже после окончания импульса триггер останется в новом состоянии. Перевести триггер в прежнее состояние можно, подав кратковременный отрицательный импульс на R-вход, или положительный импульс на S-вход.

Видно, что управлять состоянием триггера можно с помощью как положительных, так и отрицательных импульсов, как по R, так и по S-входу. Будем говорить, что триггер «перебрасывается в другое состояние» или «опрокидывается». Чтобы подчеркнуть, какой именно вход вызвал опрокидывание триггера, говорят: «триггер срабатывает по R-входу» (или по S-входу). При изменении состояния триггера изменяется потенциал его выходов. Легко видеть, что потенциалы выходов противоположны по знаку.

Таким образом, триггер сохраняет память о том, какой импульс перевел его в последнее состояние. Это позволяет применять триггеры в качестве элементов оперативной памяти.

Приложение 9

Порядок работы с прибором ДРГБ-01

Дозиметр ДРГБ-01 позволяет измерять следующие величины. 1. Значение мощности эквивалентной дозы γ-излучения (режим F), выраженное в мкЗв/час. Этот режим предполагает возможность как однократного, так и циклического (периодического) изме-

рения с периодом 20 с.

309

2. Значение удельной активности объектов, обусловленное присутствием в них β- и γ-излучающих радионуклидов, выраженное в КБк/кг (режим А).

Значение поверхностной плотности потока β-частиц, обусловленное загрязнением. В настоящей работе предполагается использование дозиметра только в первых двух режимах. Передняя панель дозиметра показана на рис. 5.

Порядок работы с дозиметром в режиме F (измерение мощности дозы γ-излучения).

1.Не сдвигая пластиковый экран с задней крышки, сориентируйте прибор, держа его в руках на высоте около 1,5 м над исследуемым участком почвы.

2.Включите прибор, передвинув переключатель (2) в крайнее правое положение. При этом на цифровом индикаторе (1) появля-

Рис. 5. Передняя панель дозиметра ДРГБ-01

310