Wykorzystanie elektrometru Keithley 6517A w układzie kompensacji Townsend'a

• Autorzy: Knyziak A. B.

Warianty tytułu

EN

Use of a Keithley 6517A electrometer in the Townsend compensation circuit

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W niniejszym artykule przedstawiono możliwość wykorzystania elektrometru firmy Keithley typ 6517A w metodzie zerowej, która jest najdokładniejszą z metod pomiaru małych prądów DC i ładunków elektrycznych. Metoda ta eliminuje główne źródła błędów jak prąd upływowy i zjawisko absorpcji dielektrycznej ładunku elektrycznego. W artykule przedstawiono i omówiono dokładnie metodę zerową. Metoda ta została porównana z innymi znanymi metodami pomiaru małych prądów DC i ładunków elektrycznych. Wyniki tych porównań zostały przedstawione i omówione w artykule. Dzięki zerowej metodzie można otrzymać względną niepewność standardową około 0,003% dla prądu o wartości 3 pA i stabilność długoterminową około 0,01%. Na podstawie uzyskanych wyników i doświadczeń budowane są obecnie systemy pomiarowe w Głównym Urzędzie Miar, np. systemy pomiarowe dla stanowisk wzorca pierwotnego dawki pochłoniętej w wodzie i kermy w powietrzu.

EN

A ionization chamber is the most widely used type of dosimeter for precise measurements. The typical values of charge or current to be measured by ionization chambers can be estimated from the fact that an exposure of 1 R (Roentgen is now a historical unit of the exposure dose) generates a charge of 2.58∙10-10 C in 1 cm3 of room temperature air at pressure 1 atm. In most practical cases, ionization currents are very small, in the range from 1 µA to 0.1 fA, so their measurement requires careful technique and appropriate instrumentation. Making a measurement with a ionization chamber requires a high-voltage power supply and an electrometer. The electrometer measures current or charge in the range 200 fA to 1 µA (current mode) and 2 pC to 10 mC (charge mode) with the maximum resolution of 1 fA or 10 fC and the accuracy better than 0.5%. Its long term stability is 0.1% per year. These parameters are insufficient for measurements in which there are used ionization chambers as the primary standard. There are also problems with the calibration of these electrometers on a satisfactory level. This paper presents the possibility of using a digital Keithley 6517A electrometer in the null method which is the most accurate method measuring very low DC currents and electrical charges. This method eliminates the leakage current and the capacitor dielectric absorption phenomenon. The null method is presented and discussed. This method is compared with the known measuring methods and the results of comparison are summarized and discussed. Thanks to the null method there can be achieved the relative standard uncertainty of 0.003% for the current about 3 pA and the long term stability about 0.01%. The results of the research are used at the Central Office of Measures in the Laboratory of Ionizing Radiation and Color Standards. Based on these studies new measuring systems are being built at the Central Office of Measures, e.g. a measuring system for the primary standards of absorbed dose to water and air kerma.

Słowa kluczowe

PL

metoda zerowa; prąd jonizacyjny

EN

null metod; ionization current

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 60, nr 3
• Strony: 164--166
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz.,

Twórcy

autor

Knyziak A. B.

• Główny Urząd Miar, Zakład Promieniowania i Drgań, Elektoralna 2, 00-139 Warszawa

Bibliografia

• [1] Referowski Z.: Opracowanie państwowych wzorców pierwotnych dawki ekspozycyjnej promieniowania fotonowego, Polski Komitet Normalizacji i Miar, Warszawa 1974.
• [2] Aglincew K. K.: Dozymetria promieniowania jonizującego, Państwowe Wydawnictwa Naukowe, Warszawa 1961.
• [3] Knyziak A. B.: Porównanie metod pomiarów małych prądów jonizacyjnych, Przegląd Elektrotechniczny, Nr 10/2009.
• [4] Allisy-Roberts P. J., Kessler C., Burns D. T., Kokociński J., Derlaciński M.: Comparisons of the standards for air kerma of the GUM and the BIPM for 60Co and 137Cs gamma radiation, Metrologia, nr 48, 2011.
• [5] Low level measurements Handbook 6th Edition, Keithley Instruments Inc., 2006.
• [6] Model 6517A Electrometer User’s Manual, Keithley Instruments Inc., 1996.