Принцип устройства и работы электрометра — 2

Принцип устройства и работы электрометра — 2

Резкое снижение анодного напряжения лампы при­водит к уменьшению крутизны ее характеристики S и, следовательно, падению коэффициента усиления по току, который определяется произведением 5 • R. В большин­стве электрометрических ламп уменьшение крутизны характеристики за счет снижения анодного напряжения частично компенсируется путем введения второй так на­зываемой катодной сетки, расположенной между управ­ляющей сеткой и катодом. На катодную сетку подается положительное напряжение порядка нескольких вольт, благодаря чему область пространственного заряда, за­нимаемая электронами около катода, расширяется, что эквивалентно увеличению эффективной площади катода. Катодная сетка, имея положительный потенциал, пре­пятствует также собиранию на управляющей сетке обра­зующихся около катода положительных ионов, чем до­стигается дополнительное снижение величины отрица­тельного сеточного тока.

Для уменьшения составляющей сеточного тока вслед­ствие утечек по баллону лампы вывод управляющей сетки делается через специальный колпачок, располо­женный вдали от выводов остальных электродов. Креп­ление сетки внутри лампы производится на специальных кварцевых или стеклянных изоляторах с большим сопро­тивлением. Баллон лампы изготовляется из специального стекла с низкой проводимостью.

Утечки по внешней поверхности баллона могут сильно возрасти при наличии на ней следов влаги.

Совершенно недопустимо нахождение лампы в открытом виде в помещении с большой влажностью. Даже в поме­щении с относительной влажностью 60—65% через не­сколько часов после того, как лампа была открыта, токи утечки сильно возрастают и, что самое неприятное, ста­новятся неустойчивыми.

Обычно в приборах электрометрическая лампа поме­щается в специальный герметизированный отсек или за­ливается церезином. Перед установкой в прибор лампа должна тщательно промываться в спирте для удаления следов жира, затем в дистиллированной воде, досуха протираться и в течение суток выдерживаться в сушиль­ном шкафу для удаления следов влаги. В последнее время поверхность баллона стали обрабатывать специ­альными кремнеорганическими соединениями, которые препятствуют оседанию влаги.

Уменьшение фотоэлектронной и термоэлектронной эмиссии сетки в электрометрических лампах достигается уменьшением температуры нагрева катода. При этом значительно падает эмиссия катода, что также ведет к ухудшению усилительных свойств лампы.

Принятие всех этих мер позволяет в десятки тысяч раз снизить ток сетки электрометрической лампы, доводя его до величины 10-13-f-10-14 ампера.

В табл. 9 приведены параметры некоторых электро­метрических ламп. Напряжения и токи соответствуют типовому режиму включения этих ламп.

Таблица 9 Типовой режим и параметры некоторых электрометрических ламп

Тип лампы

Напряжение накала, вольт

Ток накала, ма

Смещение на уп­равляющей сетке, вольт

Анодное напря­жение, вольт

Анодный ток, мка

Напряжение на катодной сетке, вольт

Сеточный ток, ампер

Крутизна, мка/в

Примечание

СИ-2

 

3

110

—4

10

500

6

Ю-13

300

Тет­
                    род

ЭМ-1

 

3

110

—4

10

300

6

ю-14

55

То же

ЭМ-2

 

2

80

—4

10

300

6

10“13

55

ЭМ-3

 

3

120

—3

6

300

4

Ю-14

40

 

ЭМ-4

 

1,3

24

—1,7

8

100

10 13

100

Триод

 

 

На рис. 20 приведена принципиальная схема усили­теля ионизационных токов камеры. В анодной цепи лампы включен микроамперметр М, параллельно кото­рому присоединена цепь компенсации, состоящая из ре­остата RK и батареи Ек.

Обычно начальное смещение Ug0 на управляющей сетке лампы выбирается так, чтобы рабочая точка нахо­дилась на прямолинейном участке анодно-сеточной ха­рактеристики (точка А на рис. 19). Тогда изменение

 

81

анодного тока, а следовательно, и изменение показаний микроамперметра будет прямо пропорционально изме­нению ионизационного тока камеры. Но при таком ре­жиме работы лампы через микроамперметр проходит начальный анодный ток, величина которого может быть довольно значительной. ,При наличии цепи компенсации, включенной, как показано на рис. 20, ток от батареи Ек течет в направлении, обратном анодному току лампы. Путем регулировки сопротивления RK можно добиться полной компенсации начального анодного тока, и пока­зания микроамперметра будут равны нулю. Такая регу­лировка обычно называется «установкой нуля». Наличие цепи компенсации позволяет также включать в анодную цепь чувствительные измерители тока, пределы измере­ний которых значительно ниже величины начального анодного тока.