Als Sensor entschied ich mich für eine kleine Ionisationskammer mit einem Stromverstärker auf Basis eines Verbundtransistors.
Als ich jedoch die Basis des Verbundtransistors direkt mit dem Sensorkabel verband, gab es praktisch keinen Kollektorstrom. Ich erwartete aufgrund der „schwebenden Basis“ einen gewissen Leckstrom und einen Gewinn von Zehntausenden. Ich weiß nicht, ob alle zusammengesetzten NPN-Transistoren so gut sind wie diese MPSW45A, aber der Leckstrom war überraschend niedrig und die Verstärkung schien sehr hoch zu sein, vielleicht 30.000, bei einem Basisstrom von mehreren zehn Pikoampere. (Ich habe die Verstärkung mithilfe eines 100-MΩ-Testwiderstands überprüft, der an ein Netzteil mit geregelter Ausgangsspannung angeschlossen ist.)
Plötzlich sah ich eine Möglichkeit, diese gemeinsamen Komponenten zu nutzen, um einen wirklich empfindlichen Sensor herzustellen. Ich habe einen weiteren Transistor hinzugefügt, wie unten gezeigt
Wer braucht Vorspannungswiderstände?! Ich habe eine Blechdose mit einem Durchmesser von etwa 10 cm und einem Loch im Boden für den Antennendraht und Aluminiumfolie verwendet, um den offenen Teil abzudecken.Mir wurde schnell klar, dass ein an den 2N4403-Sockel (10k) angeschlossener Widerstand eine gute Idee ist, um Kurzschlussschäden vorzubeugen. Die Leistung dieser Schaltung war ausgezeichnet und das Thorium-Glühgitter einer Coleman-Lampe war leicht zu erkennen! Warum also nicht einen weiteren Verbundtransistor hinzufügen? Es schien lustig, aber hier ist, was ich mir ausgedacht habe:
Ich habe eine 9-V-Versorgungsspannung verwendet, würde aber empfehlen, eine etwas höhere Spannung zu verwenden, um ausreichend Potenzial in der Ionisationskammer zu erhalten. Zum Schutz vor unbeabsichtigten Kurzschlüssen, die einen Transistor oder Amperemeter schnell zerstören könnten, wurden Widerstände hinzugefügt. Im Normalbetrieb haben sie kaum Einfluss auf den Betrieb der Schaltung.
Diese Schaltung funktionierte wirklich gut und nach den 5-10 Minuten, die zur Stabilisierung benötigt wurden, konnte sie das Leuchtgitter in einer Entfernung von etwa zehn Zentimetern erkennen. Es stellte sich jedoch heraus, dass der Stromkreis empfindlich auf Temperaturänderungen reagierte und die Amperemeterwerte stiegen mit einem leichten Anstieg der Temperatur im Raum. Daher beschloss ich, eine Temperaturkompensation hinzuzufügen, indem ich einen identischen Schaltkreis konstruierte, jedoch ohne den mit der Transistorbasis verbundenen Sensordraht, und ein Messgerät zwischen den Ausgangspunkten beider Schaltkreise anschloss:
Das sieht etwas verwirrend aus, ist aber eigentlich ganz einfach zu bewerkstelligen. Die Schaltung wurde in der gleichen Dose zusammengebaut, die auch in einem der oben beschriebenen JFET-Projekte verwendet wurde, und alle Teile der Schaltung wurden auf einer 8-Pin-Platine montiert. Dem aufmerksamen Leser wird auffallen, dass ich tatsächlich Widerstände mit 2,4 kOhm und 5,6 kOhm verwendet habe, diese Werteunterschiede machen aber keinen großen Unterschied.Ich habe auch einen parallel zur Batterie geschalteten Blockkondensator mit einem Wert von beispielsweise 10 uF verwendet. Der Sensordraht ist direkt mit der Basis des Transistors verbunden und verläuft durch ein Loch im Boden der Blechdose. Der Schaltkreis reagiert sehr empfindlich auf elektrische Felder, daher ist es eine gute Idee, eine solche Schaltkreishülle zu haben.
Lassen Sie den Stromkreis nach dem Anlegen der Versorgungsspannung einige Minuten lang „aufwärmen“. Danach sollte der Messwert des Amperemeters auf sehr niedrige Werte sinken. Wenn der Messwert des Amperemeter negativ ist, schalten Sie das Sensorkabel an die Basis eines anderen Transistors und kehren Sie die Polarität des Amperemeter-Anschlusses um. Wenn an den 2,2-k-Widerständen ein merklicher Spannungsabfall auftritt, der bis zu einem Volt betragen kann, versuchen Sie, alles mit Lösungsmittel zu reinigen und vollständig zu trocknen. Wenn der Messwert des Amperemeters niedrig und stabil wird, bringen Sie eine radioaktive Quelle, beispielsweise ein Glühgitter, an das mit Folie bedeckte Fenster. Der Messwert sollte schnell ansteigen. Als Messgerät können Sie ein digitales Voltmeter mit einer Skala von bis zu 1 V oder ein Amperemeter mit einer Skala von 100 μA verwenden. Das unten gezeigte Messgerät verfügt bereits über eine in Radioaktivitätseinheiten eingeteilte Skala, und der Wert von etwa 2,2 ist auf die Einwirkung des Glühgitters zurückzuführen.
Dies ist angesichts seiner Empfindlichkeit ein einfacher Sensor! Ein aktiver Experimentator könnte andere Transistoren ausprobieren, höchstwahrscheinlich zusammengesetzte Transistoren wie den MPSA18 oder sogar einen spannungsgesteuerten Strom-Operationsverstärker wie den CA3080 mit offener Rückkopplung.
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