연산 증폭기를 사용한 포토 튜브 실험
저는 포토 튜브로 플랑크의 상수를 찾기위한 실험을하고 있습니다. 다음 회로를 만들고 어두운 방에있는 포토 튜브에 LED 조명을 비추었지만 몇 가지 문제가있었습니다.
커패시터가 없을 때 전압계의 판독 값은 매우 불안정했습니다 (주로 1V에서 3V까지). 내가 맞다면 포토 튜브의 차단 전압에 도달 할 때까지 전하가 축적되어야합니다.
커패시턴스 (1uF 및 0.1uF로)를 줄이면 값이 다시 불안정 해졌습니다. 또한 작은 커패시턴스로 빛의 강도를 낮추면 전압계 판독 값이 크게 증가했습니다.
입사되는 빛이 없을 때에도 전압은 커패시터 없이도 약 500mV를 읽습니다.
이 회로의 결함은 무엇이며 위 문제의 원인은 무엇입니까? 전압 팔로워에 사용한 연산 증폭기는 LMC6081이며 단일 전원으로 작동합니다. 저는 완전히 전기 회로 초보자라서 기초부터 설명 해주시면 좋겠습니다.
답변
별도의 커패시터가 필요하지 않습니다.
연결 한 실습 설명에서 :
물리적으로 분리 된 양극과 음극은 원통형 커패시터의 절반처럼 작동합니다. 들어오는 빛은 전류원으로 작용하여이 커패시터 (C)를 전자로 충전합니다. 이 커패시터의 총 전하 (Q)와 전위차는 정전기의 기본 방정식 인 Q = CV에 의해 결정됩니다.
커패시터는 포토 튜브의 고유 한 부분입니다. 당신의 임무는 플레이트와 포토 튜브의 막대 사이에 축적 된 전하를 측정하는 것입니다.
그것은 매우 작은 커패시턴스 가 될 것 입니다. 입력에 누설 전류 가 매우 낮은 opamp가 필요합니다 .
충전 전류는 몇 마이크로 암페어입니다. 그보다 훨씬 낮은 누설을 가진 opamp가 필요합니다.
귀하의 LMC6081는 그 요구를 충족하는 것 - 그것은 picoampere 범위에서 입력 teraohm 범위에서 임피던스, 누설이 있습니다.
이 작업을 수행하려면 이러한 종류의 작업을 위해 설계된 설정이 필요합니다.
나는 내가 그것에 달려 있지 않다는 것을 안다. 나는 이런 종류의 (극단적 인 높은 임피던스 측정)에 대해 조금 읽었으며 필요한 기술이 없다는 것을 알고 있습니다.
- 처리중인 임피던스 에서 PCB 의 지문 이 저항 역할을하여 측정을 망칠 수 있습니다.
- 일반적으로 절연체라고 생각하는 많은 것들이 다루고있는 임피던스와 비교할 때 도체처럼 보이기 시작합니다.
- opamp의 입력 핀은 전기장에 반응합니다. 포토 튜브에 대한 연결을 짧게 유지하고 차폐해야합니다.
- 가드 링을 살펴보세요. 필요합니다.
Analog Devices의이 기사에서는 회로를 구축 할 때 고려해야 할 사항에 대해 자세히 설명합니다.
Planck의 상수 비용을 결정하는 데이 실험을 위해 상업적으로 이용 가능한 실험실 설정이 수백 달러에 이르는 이유가 있습니다 .
그들에게 많은 것이 들어갑니다. 계속 진행하면 비싸게 만드는 이유에 대해 모두 알게 될 것입니다.