Чувствительность бета-радиометра с блоком детектирования № 2

Радионуклид	Тип пробы	Чувствительность, кг/с×Бк, л/с×Бк
^90Sr+^90Y	вода молоко кефир сыпучие среды	6,3×10^-2 5,7×10^-2 5,7×10^-2 4,4×10^-2
^137Сs	вода молоко кефир сыпучие среды	3,5×10^-2 2,9×10^-2 2,9×10^-2 2,1×10^-2
^60Со	вода молоко кефир сыпучие среды	8,1×10^-2 7,2×10^-2 7,2×10^-2 4,1×10^-2
^40К	молоко сыпучие среды	4,7×10^-2 3,6×10^-2

РАБОТА № 14. ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ И ЭЛЕКТРОННОГО ОСЦИЛЛОГРАФА

Актуальность работы:

Электронно-лучевой осциллограф представляет собой измерительный прибор, служащий для визуального наблюдения электрических сигналов. Его основным элементом является электронно-лучевая трубка, входящая в состав различных устройств автоматики, радиоэлектроники и медицинской техники.

В медицинской практике визуальная индикация и контроль за различными динамическими процессами, происходящими вживоморганизме например, деятельность сердца, легких, мозговое кровообращение, артериальное давление производится с использованием электронно-лучевой аппаратуры. Предварительно эти процессы преобразуются в электрические сигналы.

Цель работы:  

1. Ознакомление с устройством электронно-лучевой трубки, принципом управления электронным лучом и работой осциллографа;

2. Получение осциллограмм переменного, одно- и двухполупериодного выпрямленного токов;

3. Изучение фигур Лиссажу.

Целевые задачи:

знать: устройство электронно-лучевой трубки, постоянный и переменный ток, этапы выпрямления переменного тока.

уметь: пользоваться осциллографом, собирать схему для получения постоянного тока из переменного, собрать схему для получения фигур Лиссажу.

План подготовки конспекта:

1. Основные теоретические сведения (цель, приборы и принадлежности, ответы на вопросы к входному тестированию).

2. Зарисовать схему соединения для получения выпрямленного тока. Зарисовать переменный ток, однополупериодный ток, двухполупериодный ток, выпрямленный ток со сглаженными пульсациями.

3. Зарисовать схему для получения фигур Лиссажу и зарисовать их.

Вопросы для подготовки к входному тестированию:

1. С какой целью из электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) откачивают воздух?

2. Как появляются электроны в ЭЛТ?

3. Что заставляет электроны двигаться по направлению к экрану?

4. Почему электронный пучок отклоняется электродами в ту или иную сторону?

5. Почему электроны не "прилипают" к положительно заряженной пластине?

6. Какая роль отводится генератору развертки в электронных ос­циллографах?

7. Поясните принцип действия делителя напряжения?

8. Что нужно сделать, чтобы изображение исследуемого сигнала было неподвижнымна экране?

Аппаратурное оформление:

Электронный осциллограф, генератор звуковой частоты, источник переменного тока, выпрямитель переменного тока, монтажные провода.

Теоретические сведения.

Электронно-лучевой осциллограф представляет собой измерительный прибор, служащий для визуального наблюдения электрических сигналов. Его основным элементом является электронно-лучевая трубка, входящая в состав различных устройств автоматики, радиоэлектроники и медицинской техники. Кинескоп бытового телевизора - одна из разновидностей электронно-лучевых трубок.

В медицинской практике визуальная индикация и контроль за различными динамическими процессами, происходящими вживоморганизме например, деятельность сердца, легких, мозговое кровообращение, артериальное давление и т.п, производится с использованием электронно-лучевой аппаратуры. Предварительно эти процессы преобразуются в электрические сигналы.

Электронно-лучевая трубка (рис. 13.1) представляет собой вакуумную колбу 9, внутри которой находится ряд электродов, фокусирующих электронный пучок на экране 8 трубки и сообщающих электронам необходимую скорость. Совокупность этих электродов называется электронной пушкой.

Рис. 14.1 Устройство электронно-лучевой трубки

 

Электронная пушка состоит из: 1 - накаливаемого катода, нагреваемого накальным трансформатором Тн и, в результате термоэлектронной эмиссии, испускающего электроны; 2 - управляющего электрода-модуля-тора, поле которого сжимает поток электронов и направляет в отверстие анода; 3 - анод (ускоряющий электрод), представляющий собой цилиндр, внутри которого расположено несколько диафрагм с отверстиями в центре, на который подается высокое напряжение, ускоряющее электроны.

Интенсивность электронного пучка и соответственно яркость светящегося пятна на флуоресцирующем экране 8, регулируется потенциометромR₁. Регулировка фокусирующего действия поля, осуществляется с помощью потенциометра r.₂.

Далеевторой анод - 4, представляет собой короткий цилиндр, закрытый со стороны экрана диафрагмой с отверстием в центре, на который подается высокое напряжение положительной полярности, также является ускоряющим электродом;

Помимо электронной пушки внутри трубки находятся вертикально - 5 и горизонтально отклоняющие - 6 пластины (иначе называемые пластинами времени); проводящий слой - 7 (третий анод), отводящий электроны накапливающиеся на экране.

Сущность процесса управления электронным лучом показана на рис. 14.2.

 

Рис. 14.2 Управление электронным лучом

 

Электрон (о) влетающий в пространство между отклоняющими пластинами, отклоняется в сторону положительно заряженной пластины. При подаче переменного напряжения на вертикально отклоняющие пластины 5 электронный луч будет совершать периодические колебания в вертикальной плоскости. При этом на экране будет наблюдаться вертикальная линия, высота которой будет определяться величиной напряжения приложенного к отклоняющим пластинам.

Для регистрации периодических сигналов осциллограф содержит генератор развертки, от которого на горизонтально отклоняющие пластины электронной трубки подается пилообразное напряжение, регулируемое по амплитуде и частоте (рис. 14.3 ) называемое напряжением развертки " Up".

 

Рис. 14.3 Осциллограмма напряжения развертки

t ₁ - время нарастания напряжения; t ₂ - время сброса напряжения.

 

На участке t ₁ луч плавно перемещается в горизонтальной плоскости от одного края экрана к другому, а на участке t ₂ возвращается в первоначальное положение.

При подаче исследуемого сигнала (U_и - синусоидального напряжения) на пластины 5 (''У") и напряжения развертки на пластины 6 ("X") на экране будет наблюдаться синусоида, если частоту повторения сигнала и частоту напряжения развертки синхронизовать, т.е. установить равными друг другу.  

Если отключить генератор развертки и при этом подать на вертикальные пластины "Y" переменное напряжение от блока питания частотой f ₁  = 50 Гц, а на горизонтальные пластины "X" напряжение от генератора частотой f кратной f₁, то электронный луч будет участвовать в сложном движении, вычерчивая на экранефигуры Лиссажу. Форма фигур будет опре­деляться фазовыми и частотными соотношениями переменных напряжений, воздействующими на пластинах "X" и " У ".

Все контрольные органы и органы управления осциллографа сгруппированы на лицевой панели, а их функции обозначены надписями. Внешний вид прибора показан нарис. 14.4.

Перед экраном осциллографа размещена сетка с шагом 5мм и, для удобства регистрации, линза с 1,25 кратным увеличением.