Làm thế nào một điện trở một triệu megohm có thể hữu ích?


35

Tôi đã từng bảo trì định kỳ trên một hệ thống máy dò cho các hạt năng lượng thấp. Mạch của nó bao gồm một điện trở một triệu megohm . Đó là trong một viên gạch rắn được làm kín có thể là Bakelite , khoảng 4 "x2" x0.5 ". Ý tôi là, không có sự kháng cự nào giữa bạn và tôi ngay bây giờ? Làm thế nào đó là một điều hữu ích?

/ chỉnh sửa thêm 2016.12.13

Có vẻ như tôi đã vô tình chơi một trò chơi câm, không nói thiết bị này dùng để làm gì. Vì tất cả các hướng dẫn công nghệ đã được đánh dấu phân loại, tôi không thoải mái khi nói thiết bị là gì. Những hướng dẫn sử dụng bây giờ đã hơn 55 tuổi. Thêm vào đó bất cứ ai cũng có thể liên kết từ hồ sơ của tôi, đi đến trang web của tôi và xem sơ yếu lý lịch của tôi. Điều này sẽ cho thấy tôi là một nhà điều hành lò phản ứng trên tàu ngầm hạt nhân. Thông tin, ít nhất là nói chung, cực kỳ khó có thể được phân loại, và sự nghiệp của tôi chưa bao giờ. Vì vậy, tôi đã quyết định chỉ nói nó.

Tôi đang nói về hệ thống phát hiện neutron mức năng lượng thấp trên phụ của tôi. Nó đã hoạt động trong khi lò phản ứng đã ngừng hoạt động. Chúng tôi đã tắt tính năng này trong quá trình khởi động và bật lại khi kết thúc tắt máy. Chúng tôi cũng có một hệ thống phát hiện phạm vi trung gian riêng biệt (được sử dụng trong quá trình khởi động và tắt máy) và hệ thống phát hiện công suất cao được sử dụng trong quá trình vận hành.

Xin lỗi nếu thiếu thông tin này đã gây phiền toái cho mọi người. Điều đó làm tôi bực bội, cảm giác như tôi đang nói xung quanh những điều mà tôi chỉ nên nói.


8
Ý tôi là, không có ít sự kháng cự giữa bạn và tôi ngay bây giờ? Có thể, nhưng mức kháng cự đó là 1) không ở dạng rất có thể sử dụng 2) có giá trị rất khó lường. Rõ ràng để hoạt động đúng của thiết bị này như vậy cần một điện trở cao. Miễn là chúng ta không biết máy dò hoạt động như thế nào, chúng ta chỉ có thể đoán tại sao điện trở 10 M ohm không thực hiện được công việc.
Bimpelrekkie

4
@FakeMoustache Tôi không hoàn toàn tin vào sơ đồ khi lần đầu tiên nhìn thấy nó. Nghĩ rằng đó là một sai lầm.
RichF

@Peter_Mortensen, cảm ơn bạn đã thêm liên kết cho Bakelite cũng như các chỉnh sửa khác của bạn.
RichF

1
Hãy nhớ rằng không có gì quá bất thường đối với điện trở / tụ điện / cuộn cảm có giá trị gần với các đặc tính mạch "tự nhiên" được sử dụng chỉ để đảm bảo rằng mạch hoạt động có thể dự đoán được, so với đi bonkers bởi vì, giả sử, điện trở trong trường hợp này trường hợp cao bất thường, bởi vì tất cả các ngôi sao được căn chỉnh.
Hot Licks

@HotLicks cảm ơn bạn đã thông tin. Nó trực tiếp cung cấp một lý do cho câu hỏi của tôi, "Làm thế nào đó là một điều hữu ích?". Nếu bạn đã đưa ra nó như một câu trả lời, tôi sẽ bình chọn nó. Trong trường hợp cụ thể của hệ thống cảm biến được đề cập, tôi nghĩ Andy_aka có khả năng đã đúng. Nó có rất nhiều ý nghĩa rằng nó sẽ là điện trở phản hồi của bộ khuếch đại transimpedance.
RichF

Câu trả lời:


4

Loại máy dò là máy phát neutron phạm vi nguồn. Các máy dò phổ biến nhất được sử dụng cho mục đích này là bộ đếm tỷ lệ BF3 hoặc bộ đếm tỷ lệ B-10. Chúng được sử dụng trong hầu hết các lò phản ứng nước điều áp để cảm nhận thông lượng neutron excore. Không có gì được phân loại ở đây. Đây là thiết bị phát hiện neutron tiêu chuẩn. Các máy dò được đặt bên ngoài lõi và đo neutron nhiệt rò rỉ ra khỏi lõi. Điều này tạo ra một xấp xỉ rất nhanh (hàng trăm giây thời gian phản hồi) của mức công suất lõi. Theo cấp độ sức mạnh, tôi đang đề cập đến cấp độ năng lượng hạt nhân. Khi phân hạch urani, trung bình hai neutron được tạo ra. Bằng cách đo số lượng neutron, bạn có thể xác định xem các phản ứng hạt nhân đang tăng hay giảm và suy ra tốc độ phân hạch.

Các máy dò phạm vi nguồn được sử dụng khi tắt lò phản ứng hoặc trong quá trình khởi động. Do bản chất của việc xây dựng máy dò, nó phải được tắt ở mức năng lượng cao nếu không nó sẽ bị phá hủy. Ở các mức công suất cao hơn, có quá nhiều neutron để đếm các xung riêng lẻ và các phương pháp khác được sử dụng.

Mục đích của điện trở giá trị lớn là cảm nhận dòng điện và phát triển điện áp. Lý do nó được bọc trong bakelite là vì có tiềm năng điện áp cao trên nó. Buồng BF3 hoặc B10 yêu cầu điện áp phân cực 1500-3000 Vdc để hoạt động trong khu vực tỷ lệ. Thông thường điện áp phân cực là 2500 Vdc. Các xung neutron từ loại máy dò này theo thứ tự khoảng 0,1 picropumb (pC). Hiện tại là coulombs mỗi giây. Xung 0,1 pC trên điện trở ohm 1 T sẽ tạo ra điện áp 100 mV. Điện áp này sau đó có thể được khuếch đại và đếm. Do các xung do neutron lớn hơn các xung do bức xạ gamma nền, nên các xung neutron được phân biệt với gamma nền dựa trên chiều cao xung.

Rất khó để đo 1 Tohm nhưng điều này thường được thực hiện trên các máy dò này. Bất kỳ dòng rò nào cũng có thể che đi các tín hiệu neutron và gây ra lỗi cho phép đo. Để đo một triệu, triệu ohms, một nguồn cung cấp điện cao áp tạo ra điện áp phân cực trên máy dò. Một ampe kế nổi được kết nối nối tiếp với điện áp phân cực và phép đo dòng điện bên cao được thực hiện. Phải mất vài giờ để hiện tại để ổn định. Đi bộ xung quanh hoặc thậm chí từ bỏ bàn tay của bạn trên thiết bị ảnh hưởng đến việc đo lường. Vì mức kháng cự 1 triệu, triệu ohms có thể đạt được bằng cách sử dụng buồng và cáp có đường kính vài inch, tôi sẽ ước tính điện trở giữa chúng tôi sẽ lớn hơn đáng kể.


Chà !! Thật đáng kinh ngạc là loại câu trả lời chi tiết, chất lượng mà người ta có thể nhận được nếu anh ta không cố gắng che giấu thông tin! Cảm ơn, người dùng. Tôi đã quên rất nhiều chi tiết vì đã hơn 35 năm kể từ khi làm việc với công cụ này.
RichF

36

Tôi đã từng bảo trì định kỳ trên một hệ thống máy dò cho các hạt mức năng lượng thấp

Chà, điện tích trên các hạt đó có thể là điện tích trên một electron (1.60217662 × 10 -19 coulomb) và nếu có 1000 electron được thu thập mỗi giây thì dòng điện sẽ là 1.60217662 × 10 -16 amps.

12

Bảng dưới đây đưa ra ý tưởng về giá trị điện trở cần thiết để tạo ra 1 volt cho dòng điện đã cho: -

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Lưu ý, 1 pA là khoảng 62 triệu electron mỗi giây.

Tôi đang nghĩ về một phép đo phổ khối khí rất nhạy ở đây và mạch thu tia ion nhưng có lẽ máy của bạn là một cái gì đó khác để làm với việc đếm photon?


2
Tôi đoán những điện trở kỳ lạ này sẽ chỉ có sẵn ở những dung sai chặt chẽ như +/- 0,001% hoặc thứ gì đó và sẽ tiêu tốn cả gia tài. Nếu nó được trồng trong một vật liệu giống như bakelite thì có lẽ việc cắt laser không có sẵn tại thời điểm đó.
Wossname

5
uh, tốt, bạn được chào đón, Andy :) bối rối Không mong đợi sự biết ơn rõ ràng đối với chỉnh sửa phi nội dung! Chúc một ngày tốt lành!
Marcus Müller

1
Cảm ơn vì đã trả lời. Xin lỗi vì mơ hồ, nhưng tôi không biết mình có thể nói bao nhiêu
RichF

3
Tôi vừa đọc lên các bộ khuếch đại transimpedance trên Wikipedia. Nó nói rằng họ thường được thực hiện bằng cách sử dụng các bộ khuếch đại hoạt động. Thiết bị của chúng tôi nói chung đã sử dụng một số lượng khá lớn trong số chúng, vì vậy đó có khả năng là những gì đang được sử dụng ở đây.
RichF

2
Một lưu ý liên quan, tôi thực hiện phép đo phổ khối khí cao quý như công việc hàng ngày của mình và máy dò Faraday Cup mà chúng tôi sử dụng trên một thiết bị có điện trở 10 ^ 10 Ohm cho bộ khuếch đại transimpedance của nó. Một máy dò tương tự trên một thiết bị khác, tương tự đòi hỏi độ nhạy cao hơn có điện trở 10 ^ 13 Ohm.
heypete

18

ΩΩ

Ω

Tất nhiên mọi thứ phải là 'chỉ như vậy' để có được mức độ rò rỉ đó, đó không chỉ là vấn đề đập tất cả mọi thứ vào một PCB giá rẻ. (Ảnh từ Keysight).

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Hãy nhớ rằng ngay cả ở mức 1fA (1mV trên 1T) vẫn còn khá nhiều điện tử mỗi giây - hơn 6.000 của các bạn nhỏ. Cũng sẽ có rất nhiều nhiễu Johnson-Nyquist trong một điện trở có giá trị cao, vài mV ở nhiệt độ phòng trên băng thông 1kHz. Công cụ Keysight hiển thị ở trên được tuyên bố là giải quyết 0,01fA hoặc khoảng 60 electron mỗi giây (thông số kỹ thuật hiện tại không thiên vị).


3
Hệ thống phát hiện chắc chắn không hề rẻ! Cũng không có PCB để có. Cảm ơn bạn đã thông tin.
RichF

Để tiết kiệm cho bạn một tìm kiếm: Keysight B2987A . Giá khởi điểm: $ 11.241.
duskwuff

12

Các câu trả lời khác đã giải thích việc sử dụng điện trở trong mạch, nhưng phần này vẫn chưa được trả lời:

Ý tôi là, không có ít sự kháng cự giữa bạn và tôi ngay bây giờ?

Giả sử chúng ta đang đứng cách nhau 1 mét (thay vì một nửa vòng trái đất) cách nhau. Có hai con đường cho hiện tại giữa chúng ta:

  1. Qua không trung . Sức cản không khí cho thể tích 2x0,5x1 mét là khoảng 10 16 ohms.
  2. Thông qua bề mặt sàn, mà chúng ta có thể giả sử là tương đối giống với bề mặt PCB . Đây là nơi tạo ra sự khác biệt: tùy thuộc vào mức độ sạch của bề mặt, điện trở của nó trong khoảng cách 1 mét có thể dao động từ 10 9 ohms đến 10 17 ohms.

Vì vậy, điện trở cách điện trên 10 12 ohms chắc chắn có thể đạt được, nhưng không phải là nhất định. Khi làm việc xung quanh thiết bị đó, có lẽ bạn nên tránh để lại dấu vân tay của mình trên bất kỳ chất cách điện nào.


4
Không để lại dấu vân tay thực sự quan trọng, nhưng một đồng nghiệp cũ đã nói với tôi nhiều năm trước mà không làm sạch đặc biệt điện trở có giá trị cao, việc điều chỉnh mạch đo bức xạ là không thể.
Uwe

6
Tôi luôn cho rằng lý do chính khiến điện trở được đặt trong viên gạch đó là đặc biệt để giảm thiểu các vấn đề tiềm ẩn với dấu vân tay, độ ẩm, bụi, thực sự có nghĩa là nhìn chằm chằm, v.v.
RichF

4

Câu trả lời có thể là tạo ra hằng số thời gian rò rỉ dài.

Chắc chắn đã có rất nhiều quan tâm đến câu hỏi này và rất nhiều câu trả lời thú vị, nhưng dường như không ai giải thích được tại sao cần phải có một sức đề kháng cao như vậy.

Chúng tôi nghĩ rằng dòng điện một chiều là dòng điện tích không đổi mỗi giây [C / s] và do đó không có phổ tần số.

Nhưng những gì, nếu đo dòng điện, chỉ là những lần chuyển điện tích nhỏ xảy ra được truyền từ một máy dò điện dung rất thấp trong khoảng thời gian vài giây, phút hoặc giờ.

Ngay cả một bước trong Trường điện tử tĩnh không có dòng phóng điện ngẫu nhiên hoặc dòng điện ngẫu nhiên trong không gian thiên hà có thể có những khoảng thời gian rất dài. Trường E nền phải được loại bỏ trong khi tích lũy phí có thể xảy ra trong một khoảng thời gian dài cho các sự kiện.

Hoặc xem xét thiết kế giám sát các trường E tĩnh điện áp cao hiện có điện áp cực nhỏ trong các mối nối wafer cỡ nano trong chế tạo wafer hoặc dây chuyền xử lý để theo dõi thời gian thực về phòng chống nhiễm trùng trong phòng sạch với các rãnh silicon có khả năng phóng điện ở 100 uV mỗi nanomet. Bất kỳ thay đổi nào trong trường E tăng chậm từ bất kỳ hạt bụi nào di chuyển trên sàn từ chuyển động của người vận hành mang giày bốt sạch sẽ dính trên tất đều có thể gây hại ngay cả khi đeo dây buộc lành / ngón chân trên sàn nhà.

Nếu bạn có các hạt bụi bằng không, không thể có sự tích lũy phí và ngược lại trong thị trường này.

Hãy xem xét rằng những thách thức của việc chế tạo wafer và phóng điện trường E-tĩnh nhỏ có thể làm hỏng wafer do ô nhiễm ion và phóng điện từ vật lý.

như với bất cứ điều gì phương châm của Test Engineers là ...

Nếu không thể đo lường nó, bạn không thể kiểm soát nó.

Có lẽ bạn đã hiểu đáp ứng tần số rất thấp hoặc hằng số thời gian rất dài là cần thiết với tốc độ xả được kiểm soát với điện trở rất lớn.

Không phải mọi cảm biến trường điện tử hoặc photon hoặc electron hoặc positron là 1pF và có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn, vì có nhiều ứng dụng khác nhau cho điện áp sạc tĩnh hoặc phát hiện trường E với thay đổi tần số rất thấp. Chúng tôi chỉ có thể suy đoán những gì máy dò NÀY được sử dụng cho.

Vì vậy, tôi đề nghị mức kháng cự này là cần thiết để cắt bỏ các Trường điện tử tĩnh thực sự tĩnh và không thay đổi theo thời gian, để trong khoảng thời gian dài hơn T = RC, trong môi trường lành tính, nó có thể phân rã thành 0 trong khi các sự kiện xảy ra nhanh hơn hằng số thời gian dài này có thể được tích lũy dưới dạng điện áp sạc vào máy dò pF phụ rất nhỏ.

Chúng ta biết rằng sự ghép điện áp của các trường E từ loạt đến điện dung shunt cảm biến được biến đổi giống như một bộ chia điện áp điện trở ngoại trừ như một bộ chia điện áp điện dung. vì vậy điện dung của máy dò càng nhỏ thì càng tốt cho suy hao thấp.

sơ đồ

mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab

'LỪA ĐẢO TÔI, KHI TÔI TÌM HIỂU SKY

(1016 Ω)

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Đây là mạch TIA có khả năng nhưng amp sẽ không phải là OpAmp bù nội bộ thông thường chỉ với sản phẩm GBW 1 ~ 10 MHz. Để có mức tăng cao cho xung <~ 50 MHz

nhập mô tả hình ảnh ở đây


Đây là một ứng dụng thú vị cho sức đề kháng rất cao. Không ai trong số này nghe có vẻ quen thuộc với tôi, nhưng tôi chưa làm việc với các thiết bị được đề cập trong OP từ giữa đến cuối thập niên 80. (Thiết bị có thể được thiết kế vào cuối những năm 50 hoặc đầu thập niên 60.) Vì nó cảm nhận được mức năng lượng thấp, nên một hằng số thời gian dài có thể là cần thiết. Bạn có từ chối ý tưởng 1 TΩ là điện trở phản hồi của bộ khuếch đại transimpedance không? Tôi cảm thấy bạn có nhiều khả năng trả lời chung - điện trở có giá trị cao như vậy có thể được sử dụng để làm gì?
RichF

Tony, tôi vừa truy cập trang hồ sơ của bạn. Biểu đồ unicode nhỏ gọn của các ký tự EE có thể sao chép là tuyệt vời! Điều buồn cười là vì nhận xét của tôi, tôi đã thực hiện một tìm kiếm Google để tìm ký tự. Bạn sẽ dễ dàng tìm thấy hơn nhiều. 😎
RichF

Vâng, nó có thể được sử dụng để đạt được, nhưng phần thú vị là phản hồi R lớn ngụ ý TIA băng thông rất thấp. Trong khi đối với cảm biến E-Field hoặc cảm biến điện tích pC, nó ngụ ý mức cắt rất thấp đối với HPF băng rộng, hữu ích hơn. nó sẽ không bị nhiễm bẩn trên các bề mặt dẫn điện để đạt được điều này và có khả năng có điện áp rất cao trong kV hoặc MV áp đặt kích thước lớn và cũng có thể được sử dụng cho HiV giảm quy mô điện áp, nhưng thường thì các bộ chia Cap được sử dụng cho các bộ chia AC và R cho DC. Vì vậy, nó có thể được sử dụng cho HVDC phổ biến vào cuối thập niên 60. © ®
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

Thiết bị cảm biến này sẽ phù hợp với hóa đơn cho "băng thông rất thấp". Trong khi toàn bộ hệ thống được cấp nguồn, eqpt cảm biến đặc biệt này đã bị tắt. Chỉ khi hệ thống ngừng hoạt động, nó mới được bật. Chúng ta hãy gọi nó là một "off mét". Điện áp cao không phải là vấn đề. ⚡️
RichF

Có phải nó được sử dụng với máy dò E-Field Tempest không? để lấy các pixel CRT trên đường phố.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.