Регистрирующие схемы при работе с газоразрядными счетчиками

Регистрирующие схемы при работе с газоразрядными счетчиками

При работе с газоразрядными счетчиками использу­ются следующие типы регистрирующих схем:

а) Схемы регистрации общего числа импульсов за некоторый интервал времени.

б) Схемы, измеряющие скорость счета п, то есть среднее число импульсов в цепи счетчика в единицу вре­мени.

Для измерения общего числа импульсов за опреде­ленный промежуток времени обычно используются элек­тромеханические счетчики. На рис. 31 изображена фото­графия одного из таких счетчиков. Он состоит из элек­тромагнита и счетного механизма с указателем числа со­считанных импульсов. При протекании импульса тока через обмотку электромагнита к его сердечнику притя­гивается подвижный якорек и показания счетного меха­низма увеличиваются на единицу.

Важнейшей характеристикой электромеханического счетчика является его «мертвое» время — минимальный интервал времени между двумя импульсами, за которое подвижные части счетчика возвращаются в исходное по­ложение. Это время ограничивает частоту (скорость счета) регистрируемых импульсов. «Мертвое» время для существующих электромеханических счетчиков состав­ляет около 0,01 сек. Если импульсы следуют с интерва­лом меньше «мертвого» времени, электромеханический счетчик перегружается и перестает их регистрировать.

Увеличение скорости счета возможно путем введения в регистрирующее устройство пересчетных схем. Послед­ние позволяют подавать на электромеханический счетчик не каждый импульс, а один из группы их, причем каж­дая группа содержит вполне определенное количество импульсов. При наличии пересчетной схемы электроме­ханический счетчик регистрирует не число импульсов, а число их групп. Количество импульсов в группе назы­вается коэффициентом пересчета. При выборе доста­точно большого коэффициента пересчета можно практи­чески до нуля свести потери импульсов, связанные с инерционностью электромеханического счетчика.

Для создания пересчетных устройств используются электронные схемы, получившие название триггерных.

Триггер срабатывает (на его выходе появляется им­пульс напряжения) только после каждого второго им­пульса, поданного на его вход. Иначе говоря, отдельный триггер имеет коэффициент пересчета 2, поэтому его на­зывают бинарной пересчетной ячейкой.

На рис. 32 показан общий вид пересчетной установки типа ПС-64, которая состоит из 6 бинарных пересчетных ячеек и, следовательно, имеет коэффициент пересчета, равный 26 = 64.

В современных пересчетных устройствах используют не только бинарные пересчетные ячейки, но и декадные. Декадная пересчетная ячейка имеет коэффициент пере­счета 10. Поэтому если пересчетное устройство состоит из трех последовательно включенных декадных ячеек, то его коэффициент пересчета равен 103 = 1000.

Необходимо отметить, что при работе с регистрирую­щими схемами, в которых используется в качестве реги­стратора электромеханический счетчик, величину скоро­сти счета п можно определить только путем вычислений

N — общее число зарегистрированных импульсов.

Устройства, непосредственно регистрирующие вели­чину скорости счета п, получили название измерителей скорости счета.

Эти устройства весьма удобны тем, что они позво­ляют найти величину п путем отсчета показаний стре­лочного прибора.

По своей схеме и принципу действия измеритель ско­рости счета аналогичен частотомеру, который находи г широкое применение в электротехнике и радиотехнике для измерения частоты переменного тока. Однако вход­ным сигналом измерителя скорости счета является не си­нусоидальное напряжение, а последовательность прямо­угольных’ импульсов напряжения.

Следует заметить, что при одной и той же скорости счета, но при различной длительности и амплитуде им­пульсов показания измерителя скорости счета будут ме­няться. Для того чтобы избежать подобных погрешно­стей (они могут быть большими при работе со счетчи­ками, имеющими различные характеристики), на вход измерителя скорости счета должны подаваться им­пульсы стандартизованные по амплитуде и длительно­сти. Поэтому импульсы напряжения, снимаемые с вы­хода счетчика ядерных частиц, прежде чем поступить на вход измерителя скорости счета, обычно проходят через формирующую схему (нормализатор), с помощью кото­рой импульсам придается прямоугольная форма, а также стандартизуется их длительность и амплитуда. В каче­стве нормализатора могут использоваться разнообраз­ные электронные схемы. Наиболее часто для этих целей используются мультивибраторы.

Основным элементом измерителя скорости счета яв­ляется интегрирующая цепочка, состоящая из парал­лельно соединенных конденсатора Со и сопротивле­ния i?o. Одна из возможных схем интегрирующей це­почки показана на рис. 33, а. Появляющийся в анодной цепи нормализатора импульс заряжает конденсатор Со через диод Д. До прихода следующего импульса конден­сатор может разряжаться только через сопротивле­ние /?о, так как диод в обратном направлении тока не пропускает. Сопротивление Ro выбирается достаточно большим, чтобы разряд происходил медленно. Следую­щий импульс снова подзарядит конденсатор, и так до тех пор, пока не установится равновесие между числом подзаряжающих импульсов и скоростью разряда емко­сти Со на сопротивление Rо, которому будет соответство­вать среднее значение напряжения Uо на интегрирующей цепочке. Это напряжение тем больше, чем больше амп­литуда подзаряжающих импульсов и скорость их следо­вания. Но амплитуды импульсов после нормализатора постоянны, следовательно, величина напряжения Uо бу­дет пропорциональна скорости счета. Напряжение на интегрирующей цепочке измеряется ламповым вольтмет­ром, который по существу представляет собой усилитель постоянного тока с достаточно большим входным сопро­тивлением. Иногда интегрирующую цепочку включают непосредственно в анодную цепь лампы нормализатора, как показано на рис. 33, б.