Электроизмерительные лампы

В ряде случаев, связанных с геофизической разведкой, встречается необходимость измерения постоянных или медленно меняющихся токов малых величин, доходящих до 10^–14–10^–15А, например, при измерении тока ионизационных камер, характеризующего интенсивность радиоактивных излучений при радиометрической разведке.

Первая лампа используемого при этом усилителя должна обладать большим входным сопротивлением и малым сеточным током. Анализ работы усилителя показывает, что сеточная цепь лампы не будет вносить существенных искажений в результаты измерения, если ее сеточный ток не превышает 10^–13–10^–15А. У обычных электронных ламп сеточный ток при отрицательном сеточном напряжении составляет 10^–7–10^–9А. Поэтому обычные лампы не удовлетворяют требованиям электрометрических схем и приходится применять специальные лампы с меньшими сеточными токами, называемые электрометрическими.

Появление сеточных токов при отрицательном сеточном напряжении вызывается:

1) проводимостью междуэлектродной изоляции, через которую проходит ток утечки;

2) тепловой эмиссией и фотоэмиссией электронов с управляющей сетки;

3) попаданием на отрицательную сетку положительных ионов, возникающих в результате ионизации электронами атомов оставшегося в баллоне газа, и в результате распыления катода;

4) падением на сетку электронов из потока электронов, идущего к аноду.

Положительными составляющими сеточного тока считают те, направление которых соответствует движению электронов внутри лампы к сетке от других электродов. Первые три составляющие, образующие отрицательный ток, складываются, а из их суммы I вычитается последняя положительная составляющая сеточного тока. При работе с достаточно большими отрицательными напряжениями сетки с этой составляющей тока I можно не считаться.

Конструкции и режимы питания электрометрических ламп выбираются такими, при которых достигается уменьшение сеточного тока. Снижение токов утечки достигается креплением сетки внутри лампы на специальных изоляторах с развитой поверхностью, тщательной очисткой баллона и покрытием его веществами, уменьшающими утечку по стеклу. Термоэлектронную эмиссию с сетки уничтожают почти полностью, применяя катоды, работающие при низкой температуре.

Фотоэмиссия за счет света, попадающего в баллон извне, исключается путем тщательного затемнения лампы при работе. Электрометрические лампы рассчитываются для работы при анодных напряжениях 5–10 В. Такие напряжения определяют практически отсутствие ионизации молекул остаточного газа, что сводит к нулю ионный ток. При столь малых анодных напряжениях одновременно уменьшается и ток утечки в цепи «анод – сетка».

Рис. 71. Схема включения электрометрического тетрода

Для улучшения параметров электрометрических ламп, работающих при малых анодных напряжениях, эти лампы снабжаются дополнительным электродом. Этот электрод устанавливается между катодом и управляющей сеткой и носит название катодной сетки (рис. 71). Последняя получает положительный потенциал относительно катода и частично компенсирует отрицательный объемный заряд электронов в области катода. Катодная сетка полезна для преграждения доступа к управляющей сетке положительным ионам с катода, что имеет практическое значение для ламп с оксидным катодом, у которых такая эмиссия значительна.

Дата добавления: 2015-05-06