DE533354C

DE533354C - Method for measuring electron currents

Info

Publication number: DE533354C
Application number: DEJ33787D
Authority: DE
Original assignee: ROBERT JAEGER DR
Current assignee: ROBERT JAEGER DR
Priority date: 1928-03-14
Filing date: 1928-03-14
Publication date: 1931-09-11

Description

Verfahren zur Messung von Elektronenströmen Zweck des Verfahrens und der dazu dienenden Vorrichtung ist die bequeme, direkte und genaue Messung 'von elektrischen Strömen, die zu klein sind, um sie mit einem Galvanometer zu messen, und bei denen ein hoher innerer Widerstand des Meßinstruments zulässig ist. Solche Ströme sind z. B. Elektronenströme, Photoströme, Ionisationsströme, wie sie im wesentlichen bei der Dosimetrie der Röntgenstrahlen Verwendung finden, u. ä.Method for measuring electron currents Purpose of the method and the device used for this purpose is the convenient, direct and precise measurement 'of electrical currents too small to measure with a galvanometer, and where a high internal resistance of the measuring instrument is permissible. Such Currents are e.g. B. electron currents, photocurrents, ionization currents, as they are essentially are used in the dosimetry of X-rays, and the like.

Die bisher zur Messung solcher Ströme benutzten Verfahren sind im wesentlichen die folgenden beiden: Entweder man trifft die Anordnung so, daß durch den zu messenden Strom ein Elektrometer entladen wird und mißt dessen Ablaufzeit mit einer Stoppuhr. Aus der zuvor vorzunehmenden Spannungseichung des Elektrometers und der ebenfalls besonders zu ermittelnden Kapazität der Gesamtanordnung ist sodann der Strom zu errechnen.The methods used to date to measure such currents are in the following two essentials: Either the arrangement is made in such a way that through An electrometer discharges the current to be measured and measures its expiry time with a stopwatch. From the voltage calibration of the electrometer to be carried out beforehand and the capacity of the overall arrangement, which is also to be specially determined, is then to calculate the current.

Oder aber man leitet den zu messenden Strom durch einen hohen Ohmschen Widerstand bekannter Größe und mißt den Spannungsabfall an seinen Enden mit einem Elektrometer, Röhrengalvanometer oder einem ähnlichen Gerät. Der zu messende Strom ergibt sich dann nach dem Ohmschen Gesetz.Or you can pass the current to be measured through a high ohmic one Resistance of known size and measures the voltage drop at its ends with a Electrometer, tube galvanometer, or similar device. The current to be measured then results from Ohm's law.

Drittens findet sich in der Fachliteratur eine Abart der letztgenannten Methode beschrieben, bei welcher mit dem hochohmigen Widerstand eine regulierbare Spannungsquelle in Reihe geschaltet wird, und zwar in solchem Sinne, daß der Spannungsabfall dadurch kompensiert werden kann. In diesem Falle zeigt das Elektrometer keinen Ausschlag. Der Kompensationsstrom ist gleich dem zu messenden Strom und wird nach dem Ohmschen Gesetz berechnet. Theoretisch könnte man bei dem letztgenannten Verfahren auch die Kompensationsspannung konstant lassen und anstatt dessen den Ohmschen Widerstand regulieren. Doch scheitert dies daran, daß regulierbare Ohmsche Widerstände genügender Höhe nicht existieren.Thirdly, there is a variant of the latter in the specialist literature Method described in which with the high-ohmic resistance an adjustable Voltage source is connected in series in such a way that the voltage drop can thereby be compensated. In this case the electrometer shows no deflection. The compensation current is equal to the current to be measured and is based on the ohmic Law calculated. Theoretically, one could also use the Leave the compensation voltage constant and instead use the ohmic resistance regulate. But this fails because adjustable ohmic resistances are more sufficient Height does not exist.

Es sind ferner Kompensationsmethoden bekannt, bei denen der zu messende Strom verändert wird.There are also compensation methods known in which the to be measured Electricity is changed.

So schaltet man z. B. dem Strom eines festen Bronsonwiderstandes den zu messenden Strom, z. B. den Ionisierüngsstrom einer Kammer, entgegen und ändert den Abstand der ionisierenden Radiumpräparate so lange, bis Kompensation erreicht ist oder bei dem Vergleich verschiedener Präparate gleicher Ablauf am Elektrometer beobachtet wird.So you switch z. B. the current of a fixed Bronson resistor current to be measured, e.g. B. the Ionisierüngsstrom a chamber, against and changes the distance between the ionizing radium preparations until compensation is reached or when comparing different preparations the same procedure on the electrometer is observed.

Abgesehen davon, daß hierbei das Entfernungsgesetz eingeht, ist diese Methode zur Ausmessung von Röntgenstrahlquellen nur schwer anwendbar, da meist die an einer bestimmten Stelle vorhandene Dosis gemessen werden soll und außerdem der Platz bei dieser Anwendung meist beschränkt ist. Nach einem anderen Vorschlag ändert man den zu messenden Strom, den man ebenfalls einem festen Bronsonwiderstand entgegenschaltet, durch Regulierung einer vor der Meßkammer oder Zelle angebrachten Blende. Im Gegensatz zu diesen bisher bekannten Methoden soll die im folgenden beschriebene neue Methode die Möglichkeit geben, eine an einer bestimmten Stelle fest vorgegebene Strahlung oder einen gegebenen Strom auszumessen. Die Erfindung bezweckt außerdem, die notwendigen Hilfsmessungen, wie Ermittlung der Spannungsempfindlichkeit des Elektrometers, der Höhe des Meßwiderstandes, der Kapazität, der Charakteristik der Verstäxkerröhre usw., entbehrlich zu machen. Dies wird dadurch erreicht, daß dem zu messenden Strom ein regulierbarer bekannter Strom gleicher Größe entgegengeschaltet wird, der gemäß vorliegender Erfindung durch einen stetig regelbaren Stromstandard (Bronsonwiderstand) definiert wird. Ein Beispiel eines solchen regelbaren Stromnormals zeigt Abb. z.Apart from the fact that the law of distance is included here, this is Method for measuring X-ray sources is difficult to use, since mostly the is to be measured at a certain point existing dose and also the Space is usually limited in this application. After another suggestion changes the current to be measured, which is also connected to a fixed Bronson resistor, by regulating a diaphragm placed in front of the measuring chamber or cell. in the In contrast to these previously known methods, the one described below is intended new method give the possibility of a fixed predetermined at a certain point To measure radiation or a given current. The invention also aims the necessary auxiliary measurements, such as determining the voltage sensitivity of the Electrometer, the level of the measuring resistor, the capacitance, the characteristics of the Amplifier tube, etc., to make dispensable. This is achieved in that the A controllable known current of the same magnitude is connected in the opposite direction to the current to be measured is, according to the present invention by a continuously controllable current standard (Bronson resistance) is defined. An example of such a controllable current standard shows fig.

Bei diesem sind zwei voneinander hochisolierte konzentrische Zylindersysteme vorgesehen, die auf den Grundplatten i und z montiert sind. Die Zylinderflächen sind, abgesehen von der äußersten und innersten, auf beiden Seiten z. B. mit Uranoxyd oder einer anderen radioaktiven Substanz belegt, so daß, wenn zwischen i und 2 eine ausreichende Spannung angelegt wird, ein- bestimmter und zeitlich konstanter Sättigungsstrom von- dem einen Zylinderpaar zum anderen fließt. Dieser kann in beliebigem Betrag durch -die auf der Grundplatte 3 angebrachten Abschirrnungszylinder abgedeckt werden. In der auf der Abbildung angedeuteten Stellung würde der Strom völlig abgeschirmt sein, während er durch Herausziehen der Zylinder 3 bis auf seinen Maximalwert reguliert werden kann. Um den Strom bis - auf Null abdecken zu können, müssen die Abschirmungsplatten oder Zylinder dicht über der Belegung entlang geführt werden oder in Fugen laufen, so daß sie wie der Deckel einer Schublade die Platten vollkommen abschließen und jedes Entweichen von Ionen verhindern, An dem verschiebbaren System ist eine zwecltentsprechende Teilung (Skr., Röntgendosisleistung, Strom in Ampere, Lichtstärke usw.) vorgesehen. Die Vorrichtung kann so angeordnet werden, daß sich eine lineare Abhängigkeit des Sättigungsstromes von der Einstellung des Abschirmungssystems ergibt.This has two concentric cylinder systems that are highly isolated from each other provided, which are mounted on the base plates i and z. The cylinder surfaces are, apart from the outermost and innermost, on both sides z. B. with uranium oxide or another radioactive substance occupied, so that if between i and 2 a Sufficient voltage is applied, a specific and temporally constant saturation current flows from one pair of cylinders to the other. This can be in any amount -be covered by the separating cylinders attached to the base plate 3. In the position indicated in the figure, the current would be completely shielded while it regulates by pulling out the cylinder 3 up to its maximum value can be. In order to be able to cover the current down to zero, the shielding plates or cylinders are guided close to the occupancy or run in joints, so that, like the lid of a drawer, they completely close the plates and Prevent any escape of ions. It is essential to use the movable system Division (Skr., X-ray dose rate, current in amperes, light intensity, etc.) provided. The device can be arranged so that there is a linear dependence of the Saturation current results from the setting of the shielding system.

Abb.2 zeigt die Schaltring bei einer Messung des Ionisationsstromes, der z. B. infolge von Röntgenstrahlung in der Kammer K entsteht; Bi ist-die Ionisierungsspannung, R ein hochohmiger Widerstand, dessen Kenntnis belanglos ist, E ein Elektrometer oder Elektroskop. Dem zu messenden Strom wird der aus der Batterie B2 gespeiste Ionisierungsstrom des variablen Standards St entgegengeschaltet, wobei dieser so einreguliert wird, daß E auf Null einsteht. Abb.3 zeigt eine ähnliche Messung mit dem Röhrengalvanometer. Die Buchstaben bedeuten wieder das gleiche, B$ ist die Gittervorspannung, Tl die Verstärkerröhre, BA,die Anodenbatterie und G das Galvanometer, das nur als Indikator für die Kompensation dient. Kenntnis des hochohmigen Widerstandes und der Röhrencharakteristik ist auch hier nicht notwendig.Fig.2 shows the switching ring when measuring the ionization current, the z. B. arises as a result of X-rays in the chamber K; Bi is the ionization voltage, R is a high-ohmic resistor, the knowledge of which is irrelevant, E an electrometer or electroscope. The current to be measured is counteracted by the ionization current of the variable standard St fed from the battery B2, this being adjusted so that E is zero. Fig. 3 shows a similar measurement with the tube galvanometer. The letters mean the same thing again, B $ is the grid bias, Tl the amplifier tube, BA the anode battery and G the galvanometer, which only serves as an indicator for the compensation. Knowledge of the high resistance and the tube characteristics is not necessary here either.

Die Regulierung des Kompensationsstromes kann auch durch Veränderung der Spannung des Standards geschehen. Auch in diesem Fall wird die zu messende Größe direkt abgelesen, indem das Voltmeter in Röntgendosisleistung in r pro Sekunde (bei Messung mit einer Ionisierungskammer), Ampere, Lichtstärke (bei Messung mit einer photoelektrischen Zelle) u. dgl. geeicht ist.The compensation current can also be regulated by changing the tension of the standard happen. In this case too, the quantity to be measured becomes read directly from the voltmeter in X-ray dose rate in r per second (at Measurement with an ionization chamber), ampere, light intensity (when measuring with a photoelectric cell) and the like.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Procedure for measuring electron, photo, Ionization currents and the like, in particular for purposes of X-ray dose measurement, thereby characterized that a continuously controllable or adjustable radioactive current standard, which works with saturation voltage (e.g. Bronson resistor) the current to be measured switched in the opposite direction and regulated in such a way that the current to be measured is supplied to one Electrometer, tube galvanometer, etc., is compensated so that the X-ray dose rate, - the current to be measured, the light intensity and the like directly or indirectly at the Setting of the current standard provided with an appropriately calibrated scale can be read. '

2. Apparatus for performing the method according to claim z, characterized in that movable diaphragms for regulating the current in the current standard are provided.

3. Modification of the method according to claim i, characterized in that the regulation of the standard current is not done by a diaphragm system, but by changing the voltage applied to it and that a voltmeter is used to measure this voltage, - on which the dose reading in amperes , Luminous intensity and the like can be read directly. -