Цепи емкостной разрядки

Рис. 5.18. Измерительная цепь емкостной разрядки

Основные компоненты измерительной цепи емкостной разрядки показаны схематично на рис. 5.18. Ионизационная камера и емкость включены параллельно и подключены к электростатическому вольтметру. Вольтметр показан в виде двух изогнутых пластин с небольшим зазором между ними, одна из которых зафиксирована, а вторая может двигаться. По мере того, как напряжение между пластинами увеличивается, силы электростатического притяжения между ними становятся сильнее, и пластины стягиваются друг к другу преодолевая натяжение пружины. Перед облучением ключ замыкается и устанавливается напряжение , так что измеритель показывает нулевое значение на шкале. Когда ключ размыкается, заряд на емкости (плюс собственная емкость камеры, проводов и т.д.) поддерживает напряжение смещения на постоянном уровне. В идеальной цепи, показанной здесь, единственная возможность емкости разрядится заключается в протекании тока через ионизационную камеру. Когда камера облучается, образуется ионизационный ток, который разряжает емкость. Полный заряд , протекший через ионизационную камеру во время облучения задается уравнением (принимая 100% эффективность сбора заряда):

(5.1),

где – полная емкость конденсатора и цепи, – начальное напряжение зарядки конденсатора, – напряжение, оставшееся на конденсаторе после облучения. Уменьшение напряжения ведет к изменению показаний на шкале вольтметра. Для удобства считывания показаний, значение C выбирается таким образом, чтобы измерительная шкала отображала суммарное количество падающего излучения в каких-либо удобных единицах (например, рентгенах).

Стрелочные приборы работают по описанному выше принципу. Вместо заряженных пластин на рис. 5.18, может быть натянут тонкий платиновый провод (аналогично положительно заряженной пластине) вблизи со вторым стационарным электродом (отрицательно заряженная пластина). При увеличении напряжения между электродом и проводом электростатические силы между ними заставляют провод слегка изгибаться. Степень изгиба определяется оптически посредством микроскопической системы. Градуированная шкала позволяет измерить изгиб. За исключением цепи с источником напряжения, вся остальная цепь рисунка 5.18 заключается в небольшое устройство в виде карандаша, которое может заряжаться при временном подключении к источнику питания. Главный недостаток такой системы заключается в необходимости перезарядки емкости после каждого облучения. При многократных измерениях перезарядка может быть трудоемкой.