Do czego służy elektrometr?

Do pomiaru prądu z reguły stosuje się urządzenia takie jak amperomierz i pikoamperomierz. W przypadku jednak niskich napięć i prądów (wyrażanych nawet w femtoamperach) wskazane jest raczej użycie elektrometru. Mierzy on zmianę ładunku w czasie, wyniki zaś tego pomiaru można wykorzystać właśnie do określenia wartości prądu. Elektrometr pozwala też uzyskać precyzję i powtarzalność w pomiarach wysokich rezystancji.

W tym ostatnim przypadku pomiaru dokonać można na jeden z dwóch sposobów. Pierwszy z nich, czyli metoda stałego napięcia, wymaga oprócz elektrometru również źródła tego napięcia. Niektóre elektrometry wyposażone są we wbudowane źródło napięciowe i rezystancja mierzona jest wówczas automatycznie. Drugi sposób to metoda stałego prądu. Także tutaj potrzebne jest dodatkowo źródło prądowe, pracujące w niskich zakresach. Pomiar taki jest czteropunktowy i umożliwia kontrolowanie prądu płynącego przez próbkę. Warto zauważyć, że istnieją elektrometry będące w stanie przeprowadzić pomiar każdą z tych dwóch metod. Wykorzystuje się je m.in. podczas prac nad izolatorami, materiałami ceramicznymi i polimerami, a także nisko domieszkowanymi półprzewodnikami.

Tam, gdzie płyną małe prądy

Zdolność elektrometru do pomiaru bardzo małych prądów również znajduje szerokie zastosowanie w intensywnie rozwijającej się współcześnie dziedzinie nowych technologii.

Specjalista z hurtowni systemów sanitarnych JP-Instalacje podaje przykład grafenu. –Ten innowacyjny materiał potrafi mieć grubość zaledwie pojedynczej warstwy atomowejaby więc nie uległ zniszczeniu z przegrzania, wykorzystywane do pracy z nim natężenia muszą być bardzo niskie.

Pomiary prądów rzędu nanoamperów – czy nawet mniejszych – dokonywane przy pomocy elektrometru są także nieodłącznym elementem testowania metali, nadprzewodników w istotnie niskich temperaturach i przewodników wysoko domieszkowanych oraz materiałów w skali nano. Bada się też z ich użyciem prądy ciemnych fotodiod i wiązki elektronowe w akceleratorach.

Dozymetria i medycyna

Z uwagi na fakt, że elektrometr ulega rozładowaniu w wyniku ekspozycji na promieniowanie jonizujące, odpowiednio skalibrowane i odporne na wstrząsy urządzenia tego typu stosuje się również szeroko w dozymetrii, czyli w pomiarach dawek tego promieniowania i badaniu, jak oddziałuje ono na materię (przede wszystkim ożywioną).

Na koniec ciekawostka historyczna. Nie każdy wie, że to właśnie elektrometr został wykorzystany do przeprowadzenia pierwszego w dziejach badania EKG. Miało to miejsce w Anglii w 1887 roku. Ta metoda rejestracji zapisów elektrokardiograficznych okazała się jednak zbyt uciążliwa i czasochłonna, aby stosować ją na szerszą skalę, dlatego też zaledwie 15 lat później zrezygnowano z niej na rzecz innych rozwiązań.