Ядерная электроника - Цитович А.П.
Скачать (прямая ссылка):
последние выбирают из условия
Ui > CjxR3,
где Rz — сумма выходного сопротивления эммитериого повторителя и сопротивления диода Д{ (сопротивление цепи, через которую идет заряд емкости Сд).
Стандартизованные по амплитуде импульсы Um сообщают на-.копительной емкости Ch заряд
Я ~ Сд (Um ^вых)»
где UBhIX — выходное напряжение. При поступлении за 1 с п сигналов дозирующая емкость передает в интегрирующую цепь заряд
Q^nCjx(Um-Usiblx). (3.23)
Учитывая, что заряд в 1 с равен току, протекающему через сопротивление Rll1
/ = (3.24)
приравнивая (3.23) и (3.24) и обозначая т = CjxRmi находим выражения для выходного напряжения и тока, текущего через Rvl:
Uohtx = U'm -2— ; I= У?- —. (3.25)
I H- пт Rll 1 -|- пх
Для получения лучшей линейности схему рассчитывают на малые выходные напряжения UBblx<^Um. В этом случае можно считать, что в накопительную емкость поступают заряды <7~С/тСд, тогда
^Bbix ~ nUmCjiRvi
и
і — TdJmCvf
т. е. в интенсиметре с дозирующей схемой выходное напряжение и ток в интегрирующей цепи линейно определяются скоростью счета п и не зависят от длительности стандартизованных по амплитуде сигналов. Емкость дозирующего конденсатора Cjx или сопротивление резистора Rvl определяет чувствительность схемы. На практике обычно пользуются набором этих элементов. В схему вводят также несколько накопительных конденсаторов; их емкости .выбирают из условия необходимой точности измерений.
173
В реальных схемах интенсиметров часто используют линеаризирующие цепи, благодаря которым величина поступающего в накопительный конденсатор заряда не зависит от уровня выходного напряжения, и линейность схемы повышается.
3.7.3. ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ ИНТЕНСИМЕТР
С помощью измерителей средней частоты импульсов часто определяют сильно различающиеся по величине интенсивности излучений. Такие измерения ведут на реакторах, ускорителях, в установках дозиметрии и т. д. Применять линейные интенсиметры в этом случае не очень удобно, так как во время измерений приходится изменять чувствительность прибора. Большими возможностями обладают логарифмические интенсиметры, чувствительность которых пропорциональна логарифму средней частоты. В простых схемах интенсиметров логарифмическую зависимость получают заменой сопротивления интегрирующей цепи элементом с логарифмической характеристикой, например диодом. Однако стабильность таких схем не очень высока. Поэтому большее распространение получила схема интепсиметра с логарифмической аппроксимацией. Хорошее приближение к логарифмическому закону в этой схеме обеспечивается параллельным включением нескольких отличающихся своими параметрами схем с дозирующими емкостями (рис. 3.48). Постоянные времени X = CjlR этих схем составляют геометрическую прогрессию
Логарифмическая зависимость выходного напряжения от скорости счета в такой схеме может быть представлена расчетным и графическим способом.
Используя выражение (3.25), запишем, установившееся значение выходного напряжения любой і-й схемы, полагая, что оно измеряется от некоторого уровня, соответствующего скорости поступления импульсов По, в виде
Рис. 3.48. Интегрирующая схема интепсиметра с логарифмической аппроксимацией
174
Вход
I*.'114'могрим неограниченную последовательность параллельно нк.моченных схем с дозирующей емкостью, постоянные времени которых возрастают по геометрической прогрессии
T. = 10 T0 (- OO І + оо),
где T0 — постоянная времени схемы при 1 = 0. Вводя обозначения //г()^[х; ЯоТо = ^» выходное напряжение всей логарифмической схемы представим в виде суммы
jj ____ jj І (і ехр (Mn 10) (Li0 ехр (г In 10) 1
вых т L 1 + [г ехр (і In 10) I + [X0 exP (* 10) J ’
иычисление которой При |io = 0, /о = 1 И T0=I с приводит к выражению для напряжения
Um Ig^+ 10-3 Umsm{2n\gn)
или для тока
и,
-ELlg*+ 10-
K
sin (2я Ig п).
(3.26)
(3.27)
Вторые члены в этих выражениях представляют собой погреш-IHи* Ti» логарифмической аппроксимации.
Относительная погрешность отклонения величины выходного напряжения или тока от логарифмического значения при скорости счета ti составляет, %
6 =
sin (2л Ig п) Ign
При п 1 ими./с 6 = 0,63 %; при п^8 имп./с 6^0,08,%.
В реальном нитенеиметрс используют ограниченное число схем г дозирующими емкостями. Хорошая аппроксимация достигается уже при четырех-пити схемах. В этом нетрудно убедиться, суммируя характеристики отдельных ячеек. На рис. 3.49 приведены кривые выходных токов четырех ячеек и суммарная логарифмическая кри- ^ пая. і=ц.
Заметим, что суммирование то-ков в схеме, приведенной на рис.
3.48, выполняется на Rz, которое значительно меньше сопротивления R, в ячейках с дозирующими емкостями.
Рис. 3.49. Счетные характеристики отдельных ячеек и всей схемы логарифмического ни гсисиметра
1,25 2J5 5 12,5 25 50
125250500 1250 HiUMnJz
175
В автоматических >становках, предназначенных для длительных измерений, интенсиметры обычно работают на самописцы. В тех случаях, когда результаты измерений должны быть получены в цифровой форме, например для последующей обработки па вычислительной машине, выходные аналоговые величины (напряжения и токи) должны быть предварительно преобразованы в соответствующие коды. Для этого применяют аналого-цифровые преобразователи (АЦП).
