Beütésszám átlagmérő k



Hasonló dokumentumok
Elektronika Oszcillátorok

Négyszög - Háromszög Oszcillátor Mérése Mérési Útmutató

1. Visszacsatolás nélküli kapcsolások

Mûveleti erõsítõk I.

Analóg elektronika - laboratóriumi gyakorlatok

Bevezetés az elektronikába

SZABADALMI LEÍRÁS (11) (19) HU MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG SZOLGALATI TALÁLMÁNY. Nemzetközi osztályjelzet: A bejelentés napja: (22)

Logaritmikus erősítő tanulmányozása

Koincidencia áramkörök

Műveleti erősítők. 1. Felépítése. a. Rajzjele. b. Belső felépítés (tömbvázlat) c. Differenciálerősítő

Orvosi jelfeldolgozás. Információ. Információtartalom. Jelek osztályozása De, mi az a jel?

M ű veleti erő sítő k I.

1. Egy lineáris hálózatot mikor nevezhetünk rezisztív hálózatnak és mikor dinamikus hálózatnak?

Feszültségérzékelők a méréstechnikában

Hálózati egyenirányítók, feszültségsokszorozók Egyenirányító kapcsolások

Teljesítményerősítők ELEKTRONIKA_2

25.B 25.B. 25.B Impulzustechnikai alapáramkörök Impulzusok elıállítása

10.1. ANALÓG JELEK ILLESZTÉSE DIGITÁLIS ESZKÖZÖKHÖZ

Jelgenerátorok ELEKTRONIKA_2

X. ANALÓG JELEK ILLESZTÉSE DIGITÁLIS ESZKÖZÖKHÖZ

Billenő áramkörök (multivibrátorok)

Attól függően, hogy a tranzisztor munkapontját melyik karakterisztika szakaszon helyezzük el, működése kétféle lehet: lineáris és nemlineáris.

Ideális műveleti erősítő

<mérésvezető neve> 8 C s z. 7 U ki TL082 4 R. 1. Neminvertáló alapkapcsolás mérési feladatai

2.Előadás ( ) Munkapont és kivezérelhetőség

Műveleti erősítők alapkapcsolásai A Miller-effektus

Hobbi Elektronika. Bevezetés az elektronikába: Műveleti erősítők - 2. rész

Elektronika Előadás

( ;. f'.'.(/o Díj. EAICSOLÜSI ELREHDEZÉS SUGARSZEIJIÍYEZEa?TsáQJÍÉ[iÓ KÉSZÜLÉK EATEÍÍÉTER IDŐÁlMBDŐJiÖJAK TRAKZIEíSMEUTES VÁLTÁSÁRA

Áramkörök számítása, szimulációja és mérése próbapaneleken

Teljesítmény-erősítők. Elektronika 2.

MUNKAANYAG. Juhász Róbert. Impulzustechnikai fogalmak - impulzustechnikai áramkörök. A követelménymodul megnevezése:

FÉLVEZETŐ ESZKÖZÖK II. Elektrotechnika 5. előadás

Bevezetés az elektronikába

Elektronika 2. TFBE1302

A/D és D/A konverterek vezérlése számítógéppel

I M P U L Z U S T E C H N I K A

Gingl Zoltán, Szeged, :47 Elektronika - Műveleti erősítők

Analóg elektronika - laboratóriumi gyakorlatok

ÁGAZATI SZAKMAI ÉRETTSÉGI VIZSGA TÁVKÖZLÉSI ISMERETEK KÖZÉPSZINTŰ GYAKORLATI VIZSGA MINTAFELADATOK

Műveleti erősítők. Előzetes kérdések: Milyen tápfeszültség szükséges a műveleti erősítő működtetéséhez?

1. Feladat. 1. ábra. Megoldás

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Példaképpen állítsuk be az alábbi értékek eléréséhez szükséges alkatrészértékeket. =40 és =2

DR. KOVÁCS ERNŐ MŰVELETI ERŐSÍTŐK MÉRÉSE

Hobbi Elektronika. Bevezetés az elektronikába: Térvezérlésű tranzisztorok (FET)

Egyszerű áramkör megépítése és bemérése

Impulzustechnikai áramkörök elemzése

FIZIKA II. Egyenáram. Dr. Seres István

Mérési utasítás. P2 150ohm. 22Kohm

Szimmetrikus bemenetű erősítők működésének tanulmányozása, áramköri paramétereinek vizsgálata.

azonos sikban fekszik. A vezetőhurok ellenállása 2 Ω. Számítsuk ki a hurok teljes 4.1. ábra ábra

XI. DIGITÁLIS RENDSZEREK FIZIKAI MEGVALÓSÍTÁSÁNAK KÉRDÉSEI Ebben a fejezetben a digitális rendszerek analóg viselkedésével kapcsolatos témákat

Bevezetés a méréstechnikába és jelfeldolgozásba 7. mérés RC tag Bartha András, Dobránszky Márk

A 2013/2014. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny döntő forduló FIZIKA II. KATEGÓRIA FELADATOK. Különösen viselkedő oszcillátor vizsgálata

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Billenőkörök. Mindezeket összefoglalva a bistabil multivibrátor az alábbi igazságtáblázattal jellemezhető: nem megen

EGYENÁRAMÚ TÁPEGYSÉGEK

Tranzisztoros erősítő vizsgálata. Előzetes kérdések: Mire szolgál a bázisosztó az erősítőkapcsolásban? Mire szolgál az emitter ellenállás?

Lineáris és kapcsoló üzemű feszültség növelő és csökkentő áramkörök

Hőmérsékleti sugárzás

Méréstechnika. Rezgésmérés. Készítette: Ángyán Béla. Iszak Gábor. Seidl Áron. Veszprém. [Ide írhatja a szöveget] oldal 1

A 2009-es vizsgákon szereplő elméleti kérdések

8. Laboratóriumi gyakorlat INKREMENTÁLIS ADÓ

7. Laboratóriumi gyakorlat KIS ELMOZDULÁSOK MÉRÉSE KAPACITÍV ÉS INDUKTÍV MÓDSZERREL

Elektronika 2. TFBE5302

Áramköri elemek. 1 Ábra: Az ellenállások egyezményes jele

Érzékelők és beavatkozók

Fizika Vetélkedő 8 oszt. 2013

Négyzetes detektor és frekvencia kétszerező fca 795 szorzó áramkörrel

Hobbi Elektronika. Bevezetés az elektronikába: Tápegységek, feszültségstabilizátorok

Foglalkozási napló a 20 /20. tanévre

Elektronika Előadás. Műveleti erősítők táplálása, alkalmazása, alapkapcsolások

Bevezető fizika (infó), 8. feladatsor Egyenáram, egyenáramú áramkörök 2.

Hobbi Elektronika. Bevezetés az elektronikába: Egyszerű tranzisztoros kapcsolások

E23 laboratóriumi mérés Fizikai Tanszék

5. Laboratóriumi gyakorlat. A p-n ÁTMENET HŐMÉRSÉKLETFÜGGÉSE

A gamma-sugárzás kölcsönhatásai

Analóg elektronika - laboratóriumi gyakorlatok

9. Gyakorlat - Optoelektronikai áramköri elemek

5. MÉRÉS LC OSZCILLÁTOROK VIZSGÁLATA

FIZIKA. Váltóáramú hálózatok, elektromágneses hullámok

ELEKTRONIKA I. (KAUEL11OLK)

Elektrosztatika Mekkora két egyenlő nagyságú töltés taszítja egymást 10 m távolságból 100 N nagyságú erővel? megoldás

Analóg elektronika - laboratóriumi gyakorlatok

Digitális mérések PTE Fizikai Intézet

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

1. A mérés tárgya: Mechatronika, Optika és Gépészeti Informatika Tanszék D524. Műveleti erősítők alkalmazása

Vizuális segédlet az Elektrotechnika II. laboratóriumi mérési gyakorlataihoz

Mérés és adatgyűjtés

9. Laboratóriumi gyakorlat NYOMÁSÉRZÉKELŐK

Műveleti erősítők - Bevezetés

Elektronikai műszerész Elektronikai műszerész

Versenyző kódja: 7 27/2012. (VIII. 27.) NGM rendelet MAGYAR KERESKEDELMI ÉS IPARKAMARA. Országos Szakmai Tanulmányi Verseny.

Mérési útmutató Periodikus, nem szinusz alakú jelek értékelése, félvezetős egyenirányítók

= Φ B(t = t) Φ B (t = 0) t

Versenyző kódja: 31 15/2008. (VIII. 13) SZMM rendelet MAGYAR KERESKEDELMI ÉS IPARKAMARA. Országos Szakmai Tanulmányi Verseny

Elektromechanikai rendszerek szimulációja

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Analóg-digitál átalakítók (A/D konverterek)

Átírás:

Beütésszám átlagmérő k A beütésszám átlagmérők elsősorban a radioaktív sugárforrások intenzitásának ellenőrzésére és mérésére szolgálnak Természetesen használhatjuk más jeladók esetében is, amikor például nem periodikus a jelforrás, és nekünk elegendő információ a jelek időbeli átlagdarabszáma is A sugárvédelmi műszerekben, valamint egyszerűbb nukleáris mérési, ellenőrzési folyamatoknál gyakran kerülnek felhasználásra (pl folyamatos vastagságmérés valamely mozgó anyagnál) Az esetek többségében a ábra szerinti áramkört alkalmazzák D D ' ábra Az ábrán egy beütésszám átlagmérő elvi kapcsolási vázlatát láthatjuk Ez az alapáramkör - amelynek bővített és javított változatát a nukleáris műszertechnikában használják a szakirodalomból ismert lehet, bár nem feltétlenűl ezen a néven, hanem ( a hasonló működési elvét tekintve ) nagyvonalakban, mint egy kétfokozatú feszültségsokszorozó Az impulzustechnikai alapelveket alkalmazva az áramkör működése aránylag könnyen megérthető A bemenő impulzus negatívba ugrásakor a kondenzátor + ' (ahol ', vagy pozitív) feszültségre töltődik, amikor pedig a bemeneti feszültség zérus értékű lesz, a kondenzátoron feszültség marad Egy impulzus hatására a kondenzátor : = ( - + ' ) nagyságú töltést juttat az - áramkörbe, (ahol egy időállandójú exponenciális kisülés indul meg, egészen a következő töltő impulzusig) 33 -- készült:35

Így az ellenálláson másodpercenkénti " n " darab pozitív ugrás esetén: = n ( - + ' ) feszültség keletkezik Létrehozhatunk egy olyan kapcsolást is,amikor ' =, ilyenkor a fenti képlet alapján, az áramkör kimenetén az érkező beütésszám-átlag függvényében a következő értékű lesz a feszültség : n = Υ Υ Υ nυ Υ Látható, hogy a kimenő egyenfeszültség a másodpercenkénti impulzusszámnak nem lineáris függvénye Ennek oka az, hogy ebben az áramkörben az kimenőfeszültség növekedésével egyidejűleg a kondenzátor egyre kisebb mértékben képes csak kisülni, vagyis egyre kevesebb töltést tud átadni a D diódán keresztül a kondenzátornak Lineáris függvénykapcsolatot nyerhetünk, ha az ' = értéket választunk, vagyis eredő töltésváltozását állandó értékben tartjuk Ehhez az szükséges, hogy az feszültséget lemásolva ' értékeként használjuk fel E feszültség lemásolására és egyidejűleg a D dióda szerepének betöltésére egy emitterkövetőt alkalmazhatunk (lásd ábra) Figyeljünk arra, hogy a ( T szilícium npn ) tranzisztor emitter, bázis, kollektor kivezetései közül melyiket használjuk majd, mint a dióda katódja illetve anódja Teljesen törvényszerű az is, hogy a beütésszám átlagmérő kimenőfeszültsége véletlenszerű eloszlásban érkező impulzussorozat esetén ingadozni fog Az ingadozás nagyságának megbecsléséhez feltesszük, hogy minden egyes - időben Poisson eloszlást követő - bejövő impulzus a kimenetre nagyságú töltést juttat Ha az áramkör lineáris működés szakaszában van, akkor a áram középértéke: n (Megj: A következő oldalon található ábrán a zárójelben megadott értékek a valós áramkör esetén különbözhetnek!) Az alábbi gondolatmenet, csak azoknak írodott, akik kicsit részletesebben akarják megismerni, hogy mitől függ a ratemeter kimenő jelének ingadozása Az alább következő összefüggéseket, csak a későbbi tanulmányokban megszerzett ismeretek alapján lehet következetesen levezetni, ezért itt most bizonyítás és alapos részletezés nélkül - csak néhány fontosabb lépést leírva - közöljük az eredményt, amelyre viszont szükségünk van a ratemeter kimenetén megjelenő jel időfüggésének megértésénél 33 -- készült:35

ábra 33-3- készült:35

(A kimenőfeszültség ingadozásának megbecsléséhez abból indulunk ki, hogy a t és t + dt időtartamok között n_ dt impulzus beérkezése várható, melyek hatására egy későbbi t időpontban mérhető töltés nagysága: t n dte t t feltéve, hogy a dt intervallumban érkező részecskeszám négyzetes eltérése ndt-vel arányos ( milyen eloszlásnál igaz ez? ) a kimeneten mérhető töltésingadozás: t t t n dte Ha tudni kívánjuk, hogy a mérés megkezdése óta beérkezett részecskék a szórást hogyan befolyásolják, akkor ezt az értéket t időpontig történő integrálással határozhatjuk meg: Ebböl az összefüggésből már könnyüszerrel a szórást,) vagyis kimenőfeszültség relatív szórására azt kapjuk, hogy t t t n e dt n Itt az " " jel az arányosságot fejezi ki n Az időállandó alkalmas megválasztásával, tehát tetszőlegesen kicsiny mértékű kimenőfeszültség ingadozást állíthatunk elő (A nagy beütésszám n is csökkenti a szórást) Természetesen ezen időállandó egyidejűleg a kimenőfeszültség változásának maximális sebességét is megszabja, vagyis nagyobb időállandó kisebb ingadozást és kisebb működési sebességet ( nagyobb beállási időt ) eredményez 33-4- készült:35

A mérőberendezés A mérés feladata a beütésszám átlagmérő áramkör tulajdonságainak vizsgálata Ezt a vizsgálatot mind periodikus, mind véletlenszerű jelekkel elvégezzük A breadboard típusú áramkörön felépített kapcsolás ( ábra ) egy monostabil multivibrátorral kezdődik, melynek feladata az átlagmérő áramkör számára szükséges szélességű uniformizált impulzus előállítása Érthető, hogy erre szükség van, mert ha nem egyformák az impulzusok, akkor az összegyűjtött töltésmennyiség nem a bejövő darabszámmal lenne arányos, hiszen az első részben leírt képletek csak akkor igazak, ha minden impulzus egyforma (időhossz * feszültség) területű Az ábrán jól felismerhetők a D, D,,, alkatrészek A K "kapcsoló" (a próbapanelen egy alakú átkötés) állásától függően az átlagmérő "egyszerű" (nem lineáris) üzemmódban (K-), illetve linearizált üzemmódban (K-) működhet Az első esetben a D dióda anódjának potenciálja nulla (' = ), míg a másiknál a T tranzisztor visszamásolja a kimeneti feszültséget (' = ) A fent említett áramköri-részlet (tulajdonképpeni átlagmérő) elé épült a,, D elemekből álló impulzusformáló áramkör, a T,, -ből épített invertáló erősítő, valamint az 555-ös timer áramkörrel (és 3,, 3 elemekkel) megvalósított monostabil multivibrátor Az átlagmérő kimenő feszültsége () egy Schmitt áramkört hajt meg, amely a felső küszöbfeszültség ( = k ) elérésekor bebillen, s a LED fényjelzése által figyelmeztet, hogy a (be) bemeneten a beütésszám elérte a riasztási értéket (f f rbe ) A Schmitt-trigger visszabillen, ha az feszültség k alá csökken (a bemeneten f f rki ) A periodikus jeleket olyan impulzusgenerátorból vesszük, amelynél a kimenőjel frekvenciája és amplitúdója egyaránt szabályozható A véletlenszerű jelek előállítására radioaktív sugárforrást használunk Az izotóp sugárzását egy szcintillációs fej ( vagy egy GM-csöves detektor ) érzékeli és alakítja át elektromos jellé 33-5- készült:35