Динамо-машины  Статические характеристики элементов 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 [ 101 ] 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127

p,=arctgri

Как и в случае идеализированных магнитных усилителей, параметры схем с такими фотоэлементами не зависят от изменений величины напряжения питания, пока рабочие участки ограничиваются спрямленными частями вольт-амперных характеристик. В данном случае это наглядно видно по графику, приведенному на рис. 182, а.

Совершенно иной вид имеют вольт-амперные характеристики газонаполненного фотоэлемента, показанные на рис. 182, б. Они несколько напоминают начальные участки вольт-амперных характеристик ПТР [см. рис. 52 и также см. выражение (71)] и в первом приближении могут быть аппроксимированы пучком прямых, проходящих через начало координат:

иф = ПфА1-КЕох)1ф, (348)

где г,-ф - внутреннее дифференциальное сопротивление газонаполненного фотоэлемента при нулевом входном сигнале, которое в данном случае является функцией интенсивности входного излучения:

Г1ф = ПфЛ1-КЕех) (349)

Рис. 183. Спрямление вольт-амперных характеристик точечного фотодиода

и при сделанном выше допущении (аппроксимирующие прямые проходят через начало координат) одновременно и статическим сопротивлением. Поэтому Пф является темповым сопротивлением.

Однако при более точной аппроксимации нужно учесть, что в области низких напряжений, в особенности при слабых интенсив-ностях излучения, есть небольшой участок, на котором характеристики идут почти параллельно оси напряже шя. Этот участок на рис. 182, б заключен в штриховую окружность и так же показан отдельно в увеличенном масштабе. Наличие этого участка приближенно может быть учтено перенесением центра пучка из начала координат в точку {Цф, 0). Тогда уточненное аппроксимирующее выражение вместо (348) будет иметь вид

кЕ,А V

(350)

где г.ф и К будут несколько отличаться от значений г. и К и не будут, строго говоря, иметь того же физического смысла.

Особенностью вольт-амперных характеристик фоторезисторов (см. рис. 182, в) является резко нелинейная зависимость между фототоком и интенсивностью излучения, т. е. чувствительность

фоторезистора не остается постоянной. Это семейство может быть аппроксимировано выражением

\п,- 1ф- (351)

Величина полного сопротивления, совпадающего с дифференциальным сопротивлением, равна

Гф=г,ф-(352)

где = ---темповая проводимость фоторезистора;

п и т - параметры фоторезистора. Заметим, что во многих случаях т 2.

При расчете схем с фотоприемниками и источниками излучений в исходную систему уравнений, помимо уравнения (344) электрической цепи и уравнений (346)-(351), фотоприемника, добавляются уравнения, характеризующие применяемый источник: яркостная характеристика (например, на рис. 179) и вольт-амперная характеристика. Вольт-амперная характеристика инжек-ционного диода достаточно точно описывается выражением

где А и а - постоянные коэффициенты.

В заключение отметим, что все примененные виды аппроксимаций соответствуют принципу компенсации (см. п. 14, гл. VIH) и потому могут быть использованы для расчета схем сложной конфигурации.

В динамическом отношении все фотоэлементы, если их нельзя полагать для данных условий безынерционными, с достаточной степенью точности могут замещаться апериодическими звеньями. Следует лишь помнить, что постоянная времени фотоэлементов может существенно зависеть от параметров схемы, их температуры, а также от спектра воздействующего излучения.

5. ПРИМЕНЕНИЕ РАДИОИЗОТОПОВ В ЭЛЕМЕНТАХ АВТОМАТИКИ

Как известно, почти у всех элементов существует по нескольку видов атомов, называемых изотопами, которые отличаются атомными весами и обладают почти одинаковыми химическими и физическими свойствами. При облучении различных химических элементов потоками ядерных частиц удается получить по несколько радиоактивных изотопов (радиоизотопов), которые являются неустойчивыми изотопами. Они претерпевают радиоактивные превращения, сопровождающиеся излучениями.

Различают три вида радиоактивных излучений :

а-лучи - положительно заряженные ионы гелия, которые

очень активно ионизируют газы, проникающая способность их

мала;

Р-лучи - поток электронов (отрицательные Р-лучи) или позитронов (положительные Р-лучи). Эти лучи ионизируют газы значительно слабее а-лучей, но проникающая способность их значительно выше;

у-лучи - электромагнитные колебания с длинами волн, диапазон которых распространяется от десятых до тысячных долей ангстрема (lA = 10~ см).

Проникающая способность у-лучей зависит от энергии данного радиоизотопа но она обычно выше проникающей способности лучей рентгена. Для полного поглощения у-лучей может потребоваться лист свинца толщиной в несколько сантиметров, а в воздухе эти лучи распространяются на сотни метров. Однако у-лучи очень слабо ионизируют газы, причем весьма существенно, что при ионизации сравнительно малых объемов газа значительную роль играют процессы поглощения излучения стенками сосуда; следовательно, интенсивность ионизации зависит от материала стенок.

а-излучения наблюдаются преимущественно у тяжелых естественных радиоактивных элементов. Искусственные радиоизотопы дают Р и у-излучения различного спектра. Поглощение этих видов излучения при направленном излучении происходит в первом приближении по экспоненциальному закону.

J Je-f, (353)

где JQ - активность при отсутствии поглотителя;

J - активность после прохождения через слой поглотителя

(твердого, жидкого и газообразного) толщиной X; р, - коэффициент поглощения, имеющий для Р- и у-лучей различную величину Значения коэффициента поглощения зависят как от природы поглотителя, так и от энергии излучения. Значения этого коэффициента в некотором приближении прямо пропорциональны плотности поглощающей среды. Радиоактивные излучения испытывают преломление и отражение на границе двух сред с различными плотностями.

Ионизирующие свойства радиоактивных излучений в соединении с явлениями поглои.1,ения (а также отражения) этих излучений могут быть использованы для построения самых разнообразных

В настоящее время намечается использование в автоматике не только самих излучений, но и нейтронных потоков, которые могут быть получены с помощью этих излучений.

Энергия излучения возрастает с уменьшением длины волны.

Для расходящегося пучка необходимо учитывать также и ослабление за счет увеличения расстояния от источника.