Чим може бути корисний резистор на мільйон мегаом?


35

Раніше я періодично проводив технічне обслуговування в детекторній системі для частинок низької потужності. Його схема включала резистор на мільйон мегаом . Це було з герметичної цегляної цегли, виготовленої, можливо, з бакеліту , приблизно 4 "x2" x0.5 ". Я маю на увазі, чи не існує меншого опору між вами і я зараз? Як це було корисною справою?

/ редагувати додати 2016.12.13

Здається, я ненавмисно грав у тупій грі, не кажучи, для чого це обладнання. Оскільки всі технічні посібники були позначені класифікованими, мені було незручно заявляти, що таке обладнання. Цим посібникам зараз більше 55 років. Плюс хтось міг зв’язатись із мого профілю, зайти на мій сайт і побачити моє резюме. Це показало б, що я оператор реактора на ядерній підводній лодці. Інформація, принаймні загалом, навряд чи все ще класифікується, а моєї кар’єри ніколи не було. Отже, я вирішив це просто сказати.

Я кажу про систему детекторів нейтронів низького рівня потужності на моєму підрозділі. Він був активним під час вимкнення реактора. Ми вимкнули це під час запуску, і знову в кінці вимикання. У нас також були окремі системи детектування проміжного діапазону (використовувані під час пуску та вимикання) та система виявлення високої потужності, яка використовується під час роботи.

Вибачте, якщо ця нестача інформації засмутила людей. Мене це засмучувало, відчуваючи, що я розмовляв навколо речей, які я просто повинен сказати.


8
Я маю на увазі, чи немає меншого опору між вами і я зараз? Можливо, але цей опір 1) не в дуже зручній формі 2) має дуже непередбачуване значення. Очевидно, для правильної роботи цього пристрою потрібен такий високий опір. Поки ми не знаємо, як працює детектор, ми можемо лише здогадуватися, чому 10 МОм резистор не зробив би цю роботу.
Bimpelrekkie

4
@FakeMoustache Я не повністю повірив схемі, коли я вперше побачив це. Думав, що це помилка.
RichF

@Peter_Mortensen, дякую за додавання посилання на Bakelite, а також за інші ваші зміни.
RichF

1
Майте на увазі, що для резистора / конденсатора / індуктора значення, близьке до "природних" характеристик ланцюга, не слід використовувати лише для того, щоб переконатися, що схема поводиться передбачувано, а не за допомогою моторошок, оскільки, скажімо, опір у цьому Випадок надзвичайно високий, тому що всі зірки були вирівняні.
Гарячі лизання

@HotLicks дякую за інформацію. Це прямо дає одну причину мого запитання: "Чим це було корисно?". Якби ви запропонували це як відповідь, я б його проголосував. У конкретному випадку згаданої системи зондування, я думаю, що Andy_aka, ймовірно, має право. Має багато сенсу, що це був би резистор зворотного зв’язку підсилювача перемикання.
RichF

Відповіді:


4

Тип детектора був детектором нейтронного діапазону джерела. Найбільш поширені для цієї мети детектори - пропорційний лічильник BF3 або пропорційний лічильник B-10. Вони використовуються у більшості водних реакторів під тиском для зондування потокового нейтронного потоку. Тут немає нічого класифікованого. Це стандартний прилад для виявлення нейтронів. Детектори розміщуються поза серцевини і вимірюють витікання теплових нейтронів з ядра. Це призводить до дуже швидкого (сотень часу відгуку за міркоскондику) наближення рівня потужності основної енергії. Під рівнем потужності я маю на увазі рівень ядерної енергії. При ураженні урану в середньому виробляються два нейтрони. Виміривши кількість нейтронів, можна визначити, збільшуються чи зменшуються ядерні реакції та визначають швидкість поділу.

Датчики діапазону джерела використовуються при відключенні реактора або під час запуску. Зважаючи на характер конструкції детектора, він повинен бути відключений при високому рівні потужності або він буде зруйнований. При більш високих рівнях потужності занадто багато нейтронів для підрахунку окремих імпульсів, використовуються інші методи.

Мета резистора великого значення - відчути струм і розвинути напругу. Причиною, в якій вона була укладена в бакеліт, було те, що в ній був потенціал високої напруги. Камера BF3 або B10 вимагала напруги зміщення 1500-3000 В постійного струму для роботи в пропорційній області. Зазвичай напруга зміщення становить 2500 В постійного струму. Нейтронні імпульси від даного типу детекторів складають близько 0,1 пікоколюм (рС). Струм - куломи в секунду. Імпульс 0,1 пк через резистор 1 Т Ом видасть напругу 100 мВ. Потім ця напруга може бути посилена і підрахована. Оскільки імпульсів за рахунок нейтронів більше, ніж імпульсів за рахунок фонового гамма-випромінювання, імпульси нейтронів відрізняються від фонової гами на основі висоти імпульсу.

Виміряти 1 Том дуже важко, але зазвичай це робиться на цих детекторах. Будь-який струм витоку може маскувати нейтронні сигнали та сприяти помилкам вимірювання. Для вимірювання мільйона, мільйонів Ом джерело живлення високої напруги виробляє напругу зсуву через детектор. Плаваючий амперметр послідовно з'єднується з напругою зміщення і проводиться вимірювання високого бічного струму. Минуло кілька годин, щоб струм стабілізувався. Коли ви ходите навколо або навіть махаєте рукою над обладнанням, це впливає на вимірювання. Оскільки опір в 1 мільйон, мільйонів Ом можна досягти за допомогою камери та кабелю в діаметрі декількох дюймів, я вважаю, що опір між вами нам буде значно більшим.


Ого!! Дивовижна така детальна, якісна відповідь, яку можна отримати, якщо він не намагається приховати інформацію! Спасибі, користувачеві. Я забув багато деталей, тому що минуло понад 35 років з часу роботи з цими матеріалами.
RichF

36

Раніше я періодично обслуговував детекторні системи для частинок низького рівня енергії

Ну, заряд цих частинок може бути зарядом на електрон (1,60217662 × 10 -19 кулонів), і якщо щомісяця збиралося 1000 електронів, струм складе 1,60217662 × 10 -16 ампер.

12

У таблиці нижче подано уявлення про значення резистора, необхідного для отримання 1 вольта для заданого струму: -

введіть тут опис зображення

Зауважимо, 1 пА - це приблизно 62 мільйони електронів в секунду.

Я думаю про дуже чутливу газо-мас-спектрометрію тут і схему колектора іонних променів, але, можливо, ваша машина мала щось інше з підрахунком фотонів?


2
Я здогадуюсь, що ці екзотичні резистори будуть доступні лише в умовах жорстких допусків, таких як +/- 0,001% або щось таке, і коштуватимуть цілого капіталу. Якщо воно було в горщику з матеріалу, подібного до бакеліту, то, можливо, лазерна обробка не була доступною в той час.
Wossname

5
е, ну, ласкаво просимо, Енді :) розгублений Не очікував явної вдячності за редагування вмісту, що не пропускає! Гарного дня!
Маркус Мюллер

1
Дякую за відповідь. Вибачте, що розпливчасто, але я не знаю, скільки можу сказати
RichF

3
Я щойно читав про підсилювачі трансимпанції у Вікіпедії. У ньому сказано, що вони зазвичай реалізовувалися за допомогою операційних підсилювачів. Наше обладнання загалом використовувало їх досить велику кількість, так що, ймовірно, тут використовувались.
RichF

2
У відповідній записці я роблю благородну газову спектрометрію як свою щоденну роботу, і детектор чашки Фарадея, який ми використовуємо на одному інструменті, має резистор 10 ^ 10 Ом для свого підсилювача транзимпації. Подібний детектор на іншому, подібному інструменті, який потребує більшої чутливості, має резистор 10 ^ 13 Ом.
heypete

18

ΩΩ

Ω

Звичайно, все повинно бути "просто так", щоб досягти такого рівня витоку, це не лише питання плескати все разом на дешевій друкованій платі. (Фото з Keysight).

введіть тут опис зображення

Майте на увазі, що навіть при 1fA (1mV поперек 1T) все ще досить багато електронів в секунду - більше ніж 6000 хлопців. Також буде багато шуму Джонсона-Найкіста в резисторі, що має високе значення, кілька мВ при кімнатній температурі за пропускну здатність 1 кГц. Keysight приладу показано вище , як стверджують, дозволити 0.01fA або приблизно 60 електронів в секунду (струм зміщення специфікації не захоплював , хоча).


3
Система виявлення точно не була дешевою! Також не було жодних друкованих плат. 🗿 Дякую за інформацію.
RichF

Щоб заощадити пошук: Keysight B2987A . Стартова ціна: 11 241 дол.
сутінки

12

Інші відповіді пояснили використання резистора в ланцюзі, але ця частина все ще не відповідає:

Я маю на увазі, чи немає меншого опору між вами і я зараз?

Припустимо, ми стоїмо на відстані 1 метра один від одного (замість половини шляху навколо земної кулі) один від одного. Є два шляхи для поточного між нами:

  1. Через повітря . Опір повітря для об'єму 2х0,5х1 метрів становить приблизно 10 16 Ом.
  2. Через поверхню підлоги, яку ми можемо вважати, відносно схожа на поверхню ПХБ . В цьому і полягає різниця: залежно від того, наскільки чистою є поверхня, її опір на відстані 1 метра може коливатися від 10 9 Ом до 10 17 Ом.

Тож опір ізоляції понад 10 12 Ом, безумовно, досяжний, але не заданий. Працюючи навколо цього пристрою, ви, ймовірно, не повинні залишати відбитки пальців на будь-яких ізоляторах.


4
Не залишати відбитків пальців - це справді важливо, але колишній колега сказав мені років тому без спеціального очищення резистора високого значення, налаштування схеми для вимірювання випромінювання було неможливим.
Уве

6
Я завжди вважав, що головна причина, в якій резистор був завалений цією цеглою, полягає саме в тому, щоб мінімізувати можливі проблеми з відбитками пальців, вологістю, пилом, справді
маючи на

4

Відповіддю може бути довгий постійний час витоку.

Це питання, безумовно, було дуже зацікавлене і багато цікавих відповідей, але, здається, жодна не пояснює, чому потрібен такий високий опір.

Ми розглядаємо постійний струм як постійний потік зарядів в секунду [C / s] і, отже, не має частотного спектру.

Але що, якщо вимірюється струм, - це лише невеликі передачі заряду, які відбуваються при передачі від детектора дуже низької ємності протягом інтервалів секунд, хвилин або годин.

Навіть крок у статичному Е-Полі без потоку струму чи випадкових розрядів у галактичному просторі, який може мати дуже довгі інтервали. Фонове поле E потрібно анулювати, тоді як накопичення заряду може відбуватися протягом тривалого інтервалу для подій.

Або розгляньте конструкцію моніторингу статичних полів високої напруги, які зараз є мікроскопічними напругами в нанорозмірних вафельних з'єднаннях для виготовлення вафельних виробів або технологічної лінії для моніторингу в режимі реального часу запобігання ОУР у чистому приміщенні з кремнієвими доріжками, здатними розряджатись при 100 уВ на нанометр. Будь-яка зміна E-полів, що повільно піднімається від будь-яких частинок пилу, що рухаються по підлозі від руху операторів, які надягають на свої шкарпетки липкі підошви в чистому приміщенні, можуть бути шкідливими, навіть якщо надягати ремінці / носки на ногах, що розсіюються.

Якщо у вас є нульові пилові частинки, в цьому середовищі не може бути накопичення заряду і навпаки.

Враховуйте, що проблеми виготовлення вафельних виробів та крихітних статичних розрядів E-Field можуть пошкодити пластини від іонного забруднення та розряду ОУР.

як ні з чим девіз тестових інженерів ...

Якщо ви не можете його виміряти, ви не можете контролювати це.

Можливо, ви вже розумієте, що дуже низька частотна характеристика або потрібна дуже тривала константа часу з контрольованою швидкістю розряду з дуже великим опором.

Не кожне електронне поле, фотон, електрон або позитронний датчик має 1pF і може бути більшим чи меншим, оскільки існує багато різних застосувань для статичного напруги заряду або детектування поля E з дуже низькими змінами частоти. Ми можемо лише припускати, для чого використовується ЦЕЙ детектор.

Тому я вважаю, що цей опір необхідний для вирізання статичних електронних полів з відсічкою, які справді є статичними та неодночасними, так що протягом більш тривалого інтервалу часу, ніж T = RC, у доброякісному середовищі він може спадати до нуля, коли події, що трапляються швидше, ніж ця тривала тривала константа може накопичуватися як напруга заряду в дуже малому детекторі суб-пФ.

Ми знаємо, що з'єднання напруги полів E від серії до ємності сенсорного шунта перетворюється так само, як резистивний дільник напруги, за винятком як ємнісний дільник напруги. тому чим менша ємність детектора, тим краще для низького загасання.

схематичні

імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab

'ПІСЛЯЙТЕ МНЕ, ХОЧУ Я ЗНАЧИТИ СКАЗ

Keithley B2987A примітний тим, що може вимірювати опір до 10 ПОм (1016 Ω)

введіть тут опис зображення

Ось імовірна схема TIA, але підсилювач не буде звичайним внутрішнім компенсованим OpAmp із продуктом лише 1 ~ 10 МГц GBW. Мати високий коефіцієнт посилення для імпульсу <50 МГц

введіть тут опис зображення


Це цікаве додаток для дуже високої стійкості. Нічого з цього мені не звучить звично, але я не працював над обладнанням, згаданим в ОП з середини до кінця 80-х. (Обладнання, ймовірно, було спроектовано наприкінці 50-х або на початку 60-х років.) Оскільки воно відчувало низький рівень потужності, можливо, потрібна була тривала константа часу. Ви відкидаєте ідею, що 1 TΩ є резистором зворотного зв’язку підсилювача транзимпації? Я думаю, ти, швидше за все, відповідаєш - для чого можуть використовуватися такі великі резистори?
RichF

Тоні, я щойно відвідав вашу сторінку профілю. Його компактна унікодова діаграма копіюваних символів EE чудова! Дуже смішно було те, що для мого коментаря я здійснив пошук в Google, щоб знайти символ Ω. Ваших було б набагато легше знайти. 😎
RichF

Так, це може бути використане для отримання вигоди, але цікавою частиною є велика реакція R, що передбачає дуже низьку пропускну здатність TIA. Тоді як для зондування E-Field або зондування заряду ПК, це означає, що для широкосмугового ВПЧ дуже низьке відсічення, що є більш корисним. Для цього для цього потрібно буде не забруднювати повзучість на всіх струмопровідних поверхнях, і потенційно це може мати дуже високі напруги в кВ або МВ, що накладають великі розміри, а також можуть бути використані для зменшення напруги в напрузі HiV, але, як правило, подільники кришок використовується для дільників змінного та постійного струму для постійного струму. Тож його можна було використовувати для HVDC, який був популярний наприкінці 60-х. © ®
Тоні Стюарт Сунніскігуй EE75

Це чутливе обладнання відповідало б рахунку за "дуже низьку пропускну здатність". У той час як загальна система працювала в режимі роботи, цей специфічний зондуючий пристрій було вимкнено. Тільки коли система вийшла з ладу, її було включено. Назвемо це "поза метром". 🤖 Висока напруга не була проблемою. ⚡️
RichF

Чи використовувався він із детектором Tempest RF E-Field? щоб забрати CRT-пікселі по всій вулиці.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.