Термочувствительные преобразователи (терморезисторы).

Принцип действия преобразователей основан на зависимости электрического сопротивления проводников или полупроводников от температуры.

Между терморезистором и исследуемой средой в процессе измерения происходит теплообмен. Так как терморезистор при этом включён в электрическую схему, с помощью которой производится измерение его сопротивления, то по нему протекает ток, в результате происходит выделение теплоты.

Интенсивность теплообмена, а следовательно, и температура терморезистора зависят от геометрических размеров и формы, от конструкции защитной арматуры, от состава, плотности, теплопроводности, вязкости и других физических свойств газовой или жидкой среды, окружающей терморезистор, а также от температуры и скорости перемещения среды.

Таким образом, зависимость температуры и сопротивления терморезистора от перечисленных выше факторов может быть использована для измерения различных неэлектрических величин, характеризующих газовую или жидкую среду.

При конструировании преобразователя стремятся к тому, чтоб теплообмен терморезистора со средой в основном определялся измеряемой неэлектрической величиной.

Для измерения температуры наиболее распространены терморезисторы, выполненные из платиновой или медной проволоки.

Стандартные платиновые терморезисторы применяются для измерения температуры в диапазоне от –26 до +1100°С, медные - от -200 до +200°С (ГОСТ 6651-78).

В платиновых терморезисторах используется проволока без изоляции, наматываемая на каркас из слюдяных пластин. В медных терморезисторах применяется проволока, изолированная эмалью или шелком и наматываемая на пластмассовый каркас.

Допустимое значение тока, протекающего по терморезистору при включении его в измерительную схему должно быть таким, чтобы изменение сопротивления терморезистора за счет нагрева не превышало 0,1% начального сопротивления. Для стандартных терморезисторов имеются градуировочные таблицы (ГОСТ 6651-78).

Аналитически зависимость сопротивления от температуры для платиновых терморезисторов выражается следующими уравнениями:

R(t) = R₀[1 + At +Bt² + Ct³(t - 100)] при - 200°С £ t £ 0°С;

R(t) = R₀(1 + At + Bt²) при 0°С £ t £ +650°С;

R₀ - сопротивление при t =0°С, A = 3,97*10^-3 К^-1, B = -5,85*10^-7 К^-2, C = 4,22*10^-12 К^-3.

Для медного преобразователя:

R(t) = R₀(1 + at) при - 50°£ t £ +180°С;

a = 4,26*10^-3 К^-1

Для измерения температуры применяются также полупроводниковые терморезисторы (термисторы) различных типов. Термисторы характеризуются большей чувствительностью (ТКС термисторов отрицательный и в 10 - 15 раз превышает ТКС меди и платины) и имеют более высокие номиналы сопротивлений (до1 МОм) при весьма малых размерах.

Недостатком термисторов является плохая воспроизводимость характеристик и нелинейность функции преобразования, которая имеет вид:

R(t) = R₀e^{B(1/T – 1/To)}

где B – коэффициент температурной чувствительности термистора.

Термисторы работают в диапазоне температур от -60 до +120°С (Г0СТ 10688-75).

Терморезисторы применяются в приборах для анализа газовых смесей. Многие газовые смеси отличаются друг от друга и от воздуха по теплопроводности. Теплопроводность смеси, состоящей из двух газов, не вступающих в реакцию друг с другом,

λ₁₂ = a(λ₁ – λ₂)/100 + λ₂

где a - процентное содержание первого (искомого) компонента; λ₁ и λ₂ - теплопроводность соответственно первого и второго компонентов.

Таким образом, измеряя теплопроводность газовой смеси λ₁₂, можно судить о процентном содержании искомого компонента.

В приборах для газового анализа – газоанализаторах - для измерения теплопроводности используют перегревный платиновый терморезистор 1, помещенный в камеру 2 с анализируемым газом.

Конструкция терморезистора, его арматура и камера, а также значение нагревающего тока I выбираются таким образом, чтобы теплообмен со средой осуществлялся в основном за счет теплопроводности газовой среды.

Для исключения влияния внешней температуры, кроме рабочей, используется компенсационная камера с терморезистором, заполненная постоянным по составу газом.

Терморезисторы используются в приборах для измерения скорости газового потока - термоанемометрах. Установившаяся температур, перегревного терморезистора, помещенного на пути газового потока, зависит от скорости потока. В этом случае основным путем теплообмена терморезистора со средой будет конвективный. Изменение сопротивления терморезистора за счет уноса теплоты движущейся средой функционально связано со скоростью среды.

Достоинствами термоанемометров являются высокая чувствительность и быстродействие. Эти приборы позволяют измерять скорости менее 1 м/с и могут быть применены в диапазоне частот от 0 до 50 кГц (при использовании схемы, с помощью которой температура терморезистора автоматически поддерживается почти неизменной).

§ 7. Электролитические преобразователи -основаны на зависимости электрического сопротивления раствора электролита от его концентрации. В основном они применяются для измерения концентраций растворов.

На рисунке показаны графики зависимостей удельной электрической проводимости некоторых растворов электролитов от концентрации растворенного вещества. В определенном диапазоне изменения концентрации зависимость электрической проводимости (сопротивления) от концентрации однозначна и может быть использована для определения последней.

Преобразователь, применяемый в лабораторных условиях для измерения концентрации, представляет собой сосуд с двумя электродами (электролитическая ячейка).

Для промышленных непрерывных измерений преобразователи выполняются проточными, причем часто используются конструкции, в которых роль второго электрода играют стенки сосуда (металлического).

Размеры, форма сосуда и электродов выбираются с учетом желаемого диапазона изменения сопротивления ячейки при изменении концентрации раствора и с учетом расхода раствора. Выбор материала сосуда и электродов зависит от природы электролита.

Электрическая проводимость растворов сильно зависит от температуры.

В первом приближении эта зависимость выражается уравнением:

g =g₀(1 + bt),

где g₀ - электрическая проводимость при начальной температуре (18°С), b - температурный коэффициент электрической проводимости (для растворов кислот, оснований и солей b = 0,016 ÷ 0,024 1/К).

Таким образом, при использовании электролитических преобразователей возникает задача по устранению влияния температуры. Эта задача решается путем стабилизации температуры раствора с помощью холодильника (нагревателя) или применения схем температурной компенсации. Для температурной компенсации обычно используются медные терморезисторы, так как температурные коэффициенты меди и растворов электролитов имеют противоположные знаки.

При прохождении постоянного тока через преобразователь происходит электролиз раствора, что приводит к искажению результатов измерения. Поэтому измерения сопротивления раствора обычно проводятся на переменном токе (700 - 1000 Гц) чаще всего с помощью мостовых схем.

§ 8. Индуктивные преобразователи -основаны на зависимости индуктивности или взаимной индуктивности обмоток на магнитопроводе от положения, геометрических размеров и магнитного состояния элементов их магнитной цепи.

Индуктивность обмотки, расположенной на магнитопроводе:

L_i = ω_i²/ Z_M

где Z_M - магнитное сопротивление магнитопровода; ω_i- число витков обмотки.

Взаимная индуктивность двух обмоток, расположенных на том же магнитопроводе;

M = ω₁ω₂/ Z_M

где ω₁₂ - число витков первой и второй обмоток, Z_M - магнитное сопротивление, определяемое выражением Z_M = (R_M² + X_M²)^1/2

где R_M = Σl_i /μμ₀ s_i + δ/μ₀ s - активная составляющая магнитного сопротивления (рассеиванием магнитного потока пренебрегаем); l_i, s_i, μ_i - соответственно длина, площадь поперечного сечения и относительная магнитная проницаемость i-го участка магнитопровода; μ₀ - магнитная постоянная; δ - длина воздушного зазора; s - площадь поперечного сечения воздушного участка магнитопровода; Х_М = Р/(ωФ²) - реактивная составляющая магнитного сопротивления; Р - потери в магнитопроводе, обусловленные вихревыми токами и гистерезисом; ω - угловая частота; Ф - магнитный поток в магнитопроводе.

Приведенные соотношения показывают, что индуктивность и взаимную индуктивность можно изменять, например, воздействуя на длину δ, сечение воздушного участка магнитопровода s, на потери в магнитопроводе и т. д.

Этого можно достичь, например, перемещением подвижного сердечника (якоря) 1 относительно непод-вижного введением немагнитной металлической пластины 3 в воздушный зазор и т.д.

На рис. схематически показаны различные типы индуктивных преобразователей.

Индуктивный преобразователь (рис. а) с переменной длиной воздушного зазора δ характеризуется нелинейной зависимостью L = f(δ). Такой преобразователь обычно применяется при перемещениях якоря на расстояние 0,01 - 5 мм. Значительно меньшей чувствительностью, но линейной зависимостью L = f(s) отличаются преобразователи с переменным сечением воздушного зазора (рис. б). Эти преобразователи используются при перемещениях якоря до 10 - 15 мм.

Якорь в индуктивном преобразователе испытывает усилие притяжения со стороны электромагнита, которое определяется производной от энергии магнитного поля по перемещению якоря: F = dW_M/dδ = d(LI²/2)/dδ , где W_M - энергия магнитного поля; L -индуктивность преобразователя; I - ток, проходящий через обмотку преобразователя.

Широко распространены индуктивные дифференциальные преобразователи (рис. в), в которых под воздействием измеряемой величины одновременно и притом с разными знаками изменяются два зазора двух электромагнитов. Дифференциальные преобразователи в сочетании с соответствующей схемой (обычно мостовой) имеют более высокую чувствительность, чем обычные преобразователи, дают возможность уменьшить нелинейность функции преобразования, испытывают меньшее влияние внешних факторов. В этих преобразователях результирующее усилие на якорь со стороны электромагнитов меньше, чем в недифференциальных.

Применяются также индуктивные дифференциальные преобразователи трансформаторного типа (рис. г), в которых две секции первичной обмотки включены согласно, а две секции вторичной обмотки - встречно. При питании первичной обмотки переменным током и при симметричном положении якоря относительно электромагнитов э.д.с. на выходных зажимах равна нулю. При перемещении якоря возникает сигнал на выходных зажимах.

Для преобразования сравнительно больших перемещений (до 50-100 мм) применяются индуктивные преобразователи с незамкнутой магнитной цепью. На рис. д схематически показано устройство дифференциального трансформаторного индуктивного преобразователя с незамкнутой магнитной цепью, используемого. для передачи показаний различных неэлектрических приборов (манометров, дифференциальных манометров).

Если ферромагнитный сердечник преобразователя подвергать механическому воздействию F, то вследствие изменения магнитной проницаемости материала сердечника μ изменится магнитное сопротивление цепи, что повлечет за собой изменение индуктивности L и взаимной индуктивности M обмоток. На этом принципе основаны магнитоупругие преобразователи (рис. е).

Конструкция преобразователя определяется главным образом значением измеряемого перемещения. Габариты преобразователя выбирают, исходя из необходимой мощности выходного сигнала и других технических требований.

По сравнению с другими преобразователями перемещения индуктивные преобразователи отличаются значительными по мощности выходными сигналами, простотой и надежностью в работе.

Недостатком их является наличие обратного воздействия преобразователя на измеряемый объект (воздействие электромагнита на якорь) и влияние инерции якоря на частотную характеристику прибора.

§ 8. Вихретоковые индуктивные преобразователи - основаны на изменении индуктивности и взаимоиндуктивности катушек при приближении к ним проводящего тела.

Глубина проникновения электромагнитной волны в материал определяется формулой Z = (2/ωμγ)^1/2.

На низких частотах (50 Гц) для меди и алюминия значение Z_0,05 составляет около 10 мм, на высоких частотах (500 кГц) глубина проникновения уменьшается до 0,1 мм. Индекс 0,05 свидетельствует о том, что на эту глубину приходится 95% электромагнитных волн.

Присутствие вблизи витка с переменным током проводящей среды приводит к изменению его первоначального поля и электрических параметров, т. е. его активного и реактивного сопротивления: активное сопротивление витка увеличивается за счет роста потерь в проводящей среде, а индуктивное сопротивление уменьшается.

Значение вносимых сопротивлений Rвн Xвн зависит при постоянной частоте питания и геометрических размерах обмотки от расстояния δ от обмотки до пластины, электрической проводимости и толщины пластины, пока толщина не превышает величины d = 2Z.

Вихретоковые преобразователи находят самое широкое применение в области бесконтактного контроля линейных размеров тонких пластин и толщины покрытий (индукционная толщинометрия) и обнаружения дефектов - поверхностных царапин и трещин. Для этих целей используются накладные (рис. а), экранные (рис. б) и щелевые (рис. в) датчики.

Применять вихретоковые датчики для измерения перемещения, очевидно, имеет смысл только в тех случаях, когда датчик не должен иметь ферромагнитных включений, так как чувствительность вихретокового преобразователя к перемещению в 5-20 раз меньше чувствительности такого же по габаритам индуктивного преобразователя с катушкой, помещенной в магнитопровод с перемещающимся сердечником. Кроме того, вихретоковые преобразователи имеют большие погрешности, обусловленные главным образом температурными изменениями электрической проводимости проводящего тела.

§ 9. Магнитоупругие преобразователи - основаны на изменении магнитной проницаемости μ ферромагнитных тел в зависимости от возникающих в них механических напряжений (магнитоупругий эффект), обусловленный воздействием на ферромагнитные тела механических сил (растягивающих, сжимающих, изгибающих, скручивающих). Изменение магнитной проницаемости Δμ/μ для различных материалов составляет 0,5-3% при изменении σ на 1 Мпа.

Магнитоупругие преобразователи можно разбить на две основные группы. К первой группе относят преобразователи, в которых используется изменение магнитной проницаемости чувствительного элемента в одном направлении; магнитный поток в них направлен в большей части магнитной цепи вдоль линии действия усилия. В преобразователях этой группы под действием измеряемой силы изменяется индуктивность обмотки (рис. а) или индуктивность между обмотками (рис. б). В первом случае реализуется цепь преобразований P =>σ => μ => Z_M => L => Z, во втором – Р => σ => μ => Z_M => M => E₂.

Ко второй группе относят преобразователи, в которых используется изменение магнитной проницаемости одновременно в двух взаимно перпендикулярных направлениях (магнитная анизотропия материала чувствительного элемента). В этих преобразователях магнитный поток направлен под углом 45^о к линии действия измеряемого усилия (рис. в). В ненагруженном состоянии преобразователя силовые линии первичной обмотки (рис. г) располагаются симметрично и не сцепляются со вторичной обмоткой, в результате чего ЭДС вторичной обмотки равна нулю. После приложения усилия вследствие изменения магнитной проницаемости материала магнитные силовые линии вытягиваются в сторону большей проницаемости, сокращаются в направлении меньшей проницаемости и, сцепляясь со вторичной обмоткой, индуктируют в ней ЭДС, пропорциональную приложенному к преобразователю усилию (рис. д). При изменении знака нагрузки изменяется и фаза выходной ЭДС. Из-за начальной магнитной анизотропии материала при отсутствии нагрузки уже существует некоторая ЭДС. Для ее уменьшения в датчиках из листового материала чередуют листы с взаимно перпендикулярными направлениями проката, кроме этого, специальным образом располагают отверстия, выбирая угол между обмотками; используют дополнительную обмотку или магнитный шунт.

Магнитоанизотропные свойства проявляются и при скручивании ферромагнитных тел. Этот эффект, называемый эффектом Видемана, заключается в том, что при прохождении тока через стержень, на который воздействует крутящий момент, в стержне, кроме кругового магнитного потока, возникает продольный магнитный поток, наводящий в обмотке, намотанной на стержень (рис. а), ЭДС, пропорциональную крутящему моменту. При скручивании ферромагнитного стержня, находящегося в продольном магнитном поле (рис б), в стержне появляется винтовая составляющая потока, которую можно считать результатом суперпозиции продольного и кругового потоков. Круговой поток наводит в контуре, образованном стержнем и подключенным к нему милливольтметром, ЭДС, пропорциональную потоку и зависящую от крутящего момента.

Магнитоупругие датчики применяют для измерения сил, давлений, крутящих моментов. Мощность, развиваемая датчиком, как правило, достаточна для непосредственного включения указателя без предварительного усиления. Датчик представляет собой жесткий элемент, имеющий собственную частоту колебаний в диапазоне 1-10 кГц и позволяющий измерять как статические, так и высокочастотные динамические величины. Механическое напряжение в материале датчика составляет 10 –50 МПа. Датчик обладает высокой надёжностью и предел измерений 250 Н или 10⁷ Па.

§ 10. Емкостные преобразователи -основаны на зависимости электрической емкости конденсатора от размеров, взаимного расположения его обкладок и от диэлектрической проницаемости среды между ними.

Для двухобкладочного плоского конденсатора электрическая емкость

C = εε₀S/δ

где ε₀ -диэлектрическая постоянная; ε - относительная диэлектрическая проницаемость среды между обкладками, S - активная площадь обкладок; δ - расстояние между обкладками.

Из выражения для емкости видно, что преобразователь может быть построен с использованием зависимостей C= f₁(ε), C=f₂(S), C = f₃(δ).

На рис. схематически показано устройство различных емкостных преобразователей. Преобразователь на рис. а представляет собой конденсатор, одна пластина которого перемещается под действием измеряемой величины хотносительно неподвижной пластины. Изменение расстояния между пластинами ведет к изменению емкости .

Функция преобразования С = f₃(δ) нелинейна. Чувствительность преобразователя резко возрастает с уменьшением расстояния δ, поэтому целесообразно уменьшать начальное расстояние между пластинами. При выборе начального расстояния между пластинами необходимо учитывать пробивное напряжение воздуха (10 кВ/см). Такие преобразователи используются для измерения малых перемещений (менее 1мм).

Малое рабочее перемещение пластин приводит к появлению погрешности от изменения расстояния между пластинами при колебаниях температуры. Соответствующим выбором размеров деталей преобразователя и материалов эту погрешность можно значительно снизить.

В емкостных преобразователях возникает усилие притяжения между пластинами, определяемое производной от энергии электрического поля W по перемещению подвижной пластины,

F = dW/dδ, W = CU²/2

Применяются дифференциальные преобразователи (рис. б), у которых имеется одна подвижная и две неподвижные пластины. При воздействии измеряемой величины х у этих преобразователей одновременно изменяются емкости С₁ и С₂.

На рис. в показано устройство дифференциального емкостного преобразователя с переменной активной площадью пластин. Такой преобразователь целесообразно использовать для измерения сравнительно больших линейных (более 1 мм) и угловых перемещений. В этих преобразователях легко получить требуемый характер функции преобразования путем профилирования пластин.

Преобразователи с использованием зависимости С = f(ε) применяются для измерения уровня жидкостей, влажности веществ, толщины изделий из диэлектриков и т. д. Для пример (рис. г) дано устройство преобразователя емкостного уровнемера. Емкость между электродами, опущенными в контролируемый сосуд, зависит с уровня жидкости, так как изменение уровня ведет к изменению диэлектрической проницаемости среды между электродами. Изменением конфигурации пластин можно получить желаемый характер зависимости показаний прибора от объема жидкости.

Для измерения выходного параметра емкостных преобразователей применяются равновесные и неравновесные мостовые схемы и схемы с использованием резонансных контуров. Последние позволяют создавать приборы с высокой чувствительностью, способные реагировать на перемещения порядка 10^-7 мм.

Цепи с емкостными преобразователями обычно питаются током повышенной частоты (до десятков МГц), что вызвано желанием увеличить мощность, рассеиваемую в преобразователе: P = U²ωC (а следовательно, и мощность, попадающую в измерительный прибор), и необходимостью уменьшить шунтирующее действие сопротивления изоляции.

Достоинства - простота устройства, высокая чувствительность и возможность получения малой инерционности преобразователя.

Недостатки - влияние внешних электрических полей, паразитных емкостей, температуры, влажности, относительная сложность схем включения и необходимость в специальных источниках питания повышенной частоты.

§ 11. Ионизационные преобразователи.Преобразователи основаны на явлении ионизации газа или люминесценции некоторых веществ под действием ионизирующего излучения.

Если камеру, содержащую газ, подвергнуть облучению, например, β -лучами, то между электродами, включенными в электрическую цепь, потечет ток. Этот ток зависит от приложенного к электродам напряжения, от плотности и состава газовой среды, размера камеры и электродов, свойств и интенсивности ионизирующего излучения и т. д. Эти зависимости используются для измерения различных неэлектрических величин (плотности и состава газовой среды, геометрических размеров деталей и т. д.)

В качестве ионизирующих агентов применяют α, β и γ - лучи радиоактивных веществ, значительно реже - рентгеновские лучи и нейтронное излучение.

Для измерения степени ионизации используются преобразователи ионизационные камеры и ионизационные счетчики, работающие на различных участках вольт -амперной характеристики газового промежутка между двумя электродами. На рис. показана зависимость тока в камере с постоянным составом газа от приложенного напряжения и интенсивности излучения.

На участке I характеристики ток увеличивается прямо пропорционально напряжению, затем рост его замедляется, и на участке II ток достигает насыщения. Это указывает на то, что все ионы, образующиеся в камере, достигают электродов. На участке III ионизационный ток снова начинает расти, что вызывается вторичной ионизацией при ударениях первичных электронов и ионов о нейтральные молекулы. При дальнейшем увеличении напряжения (участок IV) ионизационный ток перестает зависеть от первоначальной ионизации и наступает непрерывный разряд (участок V), который уже не зависит от воздействия радиоактивного излучения.

Ионизационные камеры работают на участках I и II вольт -амперной характеристики, а ионизационные счетчики - на участках III и IV.

Кроме ионизационных камер и счетчиков, в качестве ионизационных преобразователей применяются сцинтилляционные (люминесцентные) счетчики. Принцип действия этих счетчиков основан на возникновении в некоторых веществах (активированные серебром сернистый цинк, сернистый кадмий и др.) под действием радиоактивных излучений световых вспышек (сцинтилляций) которые в счетчиках регистрируются фотоумножителями. Яркость этих вспышек, а следовательно, и ток фотоумножителя определяются радиоактивным излучением.

Выбор типа ионизационного преобразователя зависит в значительной мере от ионизирующего излучения.

Альфа - лучи (ядра атома гелия) обладают большой ионизирующей способностью, но имеют малую проникающую способность. В твердых телах α - лучи поглощаются в очень тонких слоях (единицы-десятки микрометров). Поэтому при использовании α – лучей излучатель необходимо помещать внутри преобразователя.

Бета - лучи представляют собой поток электронов (позитронов); они обладают значительно меньшей ионизирующей способностью, чем α -лучи, но зато имеют более высокую проникающую способность. Длина пробега β -частиц в твердых телах достигает нескольких миллиметров. Поэтому β -излучатель может располагаться как внутри, так и вне преобразователя.

Изменение расстояния между электродами, площади перекрытия электродов или положения источника радиоактивного излучения относительно ионизационных камер или счетчиков сказывается на значении ионизационного тока. Поэтому указанные зависимости используются для измерения различных механических и геометрических величин. На рис. показано устройство ионизационного мембранного манометра, где 1 - излучатель; 2 - мембрана; 3 - неподвижный электрод, изолированный от мембраны. Между электродами 2 и 3 приложена разность потенциалов, достаточная для достижения тока насыщения. При изменении давления Р мембрана прогибается, изменяя расстояние между электродами и значение ионизационного тока.

Проходя сквозь вещество, β -частицы взаимодействуют с электронами и ядрами вещества и поглощаются им. Часть β - частиц в результате взаимодействия отражается.

Поглощение β -частиц в функции толщины слоя вещества характеризуется следующим выражением: N = N₀e^-μd

где N - число β -частиц, прошедших слой вещества толщиной d, N₀ - число β -частиц при отсутствии поглощающего вещества, μ -коэффициент ослабления.

Гамма - лучи представляют собой электромагнитные колебаниям весьма малой длины волны (10^-10 – 10^-13 м), возникающие при радиоактивных превращениях. Гамма - лучи обладают большой проникающей способностью. Проходя сквозь вещество, γ -лучи ослабляются в соответствии с уравнением: J = J₀e^-μd

где J - интенсивность лучей, прошедших через тело; J₀ - интенсивность поступающих в тело лучей, d - толщина тела; μ - коэффициент ослабления.

Указанные зависимости дают возможность измерять толщину изделий, плотности жидкостей и газов и т. д.

Конструкции ионизационных камер и счетчиков разнообразны и зависят от вида излучения.

Для регистрации отдельных частиц, а также измерения небольших γ -излучений широко применяются газоразрядные счетчики.

На рис приведено устройство газоразрядного счетчика. Газоразрядный счетчик состоит из металлического цилиндра 1, внутри которого натянута тонкая вольфрамовая проволока 2. Оба эти электрода помещены в стеклянный цилиндр. Пространство между электродами

заполняется газом при пониженном давлении. Газоразрядные счетчики, работающие на начальной части участка III вольт -амперной характеристики называются пропорциональными счетчиками. Счетчики, работающие на участке IV, называются счетчиками Гейгера - Мюллера. В пропорциональных счетчиках импульсы тока пропорциональны энергии частиц, в счетчиках Гейгера - Мюллера они не зависят от энергии частиц.

В качестве источников α-, β- и γ- излучений обычно используются радиоактивные изотопы. Источники излучения, применяемые в измерительной технике, должны иметь значительный период полураспада, достаточную энергию излучения (кобальт-60,стронций-90, плутоний-239 и др.).

Достоинством приборов, использующих ионизирующие излучения, является в возможность бесконтактных измерений. Это обстоятельство имеет очень большое значение в ряде случаев, как, например, при измерениях в агрессивных или взрывоопасных средах, а, также в средах, находящихся под большим давлением или имеющих высокую температуру.

Недостаток этих приборов - необходимость применения биологической защиты при достаточной активности источника излучения.