техника

Эффект наблюдателя на вольтметре

В физике есть такая фишка -- "эффект наблюдателя". Это когда мы хотим что-то измерить, но при измерении вносим изменения, меняющие состояние измеряемого. Простой пример -- измерение давления в автомобильных шинах. Как это обычно происходит? На ниппель надевается манометр, манометр отжимает клапан, воздух наполняет манометр, и тот меряет давление. Всё вроде просто -- но при этом неизбежно происходит небольшая утечка сжатого воздуха, и давление в шине меняется. Незначительно, но меняется.

В квантовой физике есть эффект ещё круче с похожими симптомами -- мы не можем узнать одновременно импульс и местонахождение, например, электрона. Либо импульс, либо где он находится. Но не оба параметра одновременно. И с чем большей точностью мы будем измерять импульс, тем большая ошибка измерения будет в местонахождении, и наоборот. Причем это не эффект наблюдателя как таковой, связанный, в-общем-то, с несовершенством измерительных приборов, а принципиально неразрешимая вещь. Называется "принцип неопределённости Гейзенберга". Любители сериала "Во все тяжкие" знают это имя -- это вот отсюда :)

Но на бытовом уровне с таким сильным эффектом наблюдателя я столкнулся впервые.

Вот у меня есть блок питания на 400 вольт. Трубку Гейгера-Мюллера к нему положено подключать через сопротивление в 4.7 мегаома.

Резисторы у меня все маркированы, но я решил всё же померять его тестером на всякий случай. Подключаю, меряю -- сопротивление значительно ниже написанного. Как так? А вот так -- ведь резистор я прижимал к щупам тестера руками. А у человеческого тела, знаете ли, сопротивление не бесконечное =) И при измерении такого большого сопротивления мои руки вносили измеримые погрешности. Прицепил резистор "крокодилами" -- всё померялось правильно.

Дальше -- больше. Меряю напряжение до сопротивления -- 413 вольт. Красота. Меряю после сопротивления -- 260 вольт. Что за чорт? У меня же нет никакой нагрузки. Откуда падение напряжения?

Наконец, до меня допёрло, что тестер при измерении напряжения тоже потребляет какой-то ток. Подсчитал -- 32 микроампера. Ну, фигня ведь, да? Но на таком высоком сопротивлении этой "фигни" уже вполне достаточно, чтобы неверно замерять напряжение на 153 вольта меньше.

Век живи -- век учись.
Tags: ,
"Мне бы Ваши проблемы..." :-)
Вот схемка куда ни осциллографом ни пальцем не влезть, чтоб работу не нарушить.

Пучок конденсаторов заряжается до 2kV.
Синяя деталька с маркировкой 257F - резистор, угадай какое у него сопротивление.
Ну, и в довершении, эти 2kV превращаются в 0 за 3 ns.

20150821_160528.jpg
Нормально так.

А какая ёмкость у конденсаторов? 2 киловольта как бы не мало!

По поводу резистора -- даже знать не могу :) Скорее всего, это вообще не имеет отношения к сопротивлению, а какой-то номер детали в каталоге.
В сумме около 20pF.

С кодовой маркировкой резистора как всегда: 25*10^7 Ом 1%
Интересно. Никогда не видел такую маркировку на резисторах. На керамических конденсаторах да, а на резисторах нет.
Поверхностные почти всегда так маркируют(без буквы, обозначающей допуск), выводные - тоже встречаются...
> Резисторы у меня все маркированы, но я решил всё же померять его тестером на всякий случай. Подключаю, меряю -- сопротивление значительно ниже написанного. Как так?

Ну, это я ещё на резисторах в сотни, если не десятки килоом прошёл, сейчас уже на уровне рефлексов - пальцами держим максимум одну клемму, вторую либо соприкасаем в воздухе, либо прижимаем изолятором на изоляторе. Даже омы так меряю, чтобы привычку не менять.

Но я лучше загадку задам.
Когда мне было надо подключать тестер к схеме надолго (не держать руками), я раньше тупо припаивал кончик щупа. Да и сейчас часто припаиваю - это бывает быстрее, чем искать "крючочки" и с ними возиться.
А потом показывал фокус. Ставлю тестер на измерение милливольт DC, беру в руки щупы. Говорю "сейчас тестер покажет "плюс"" - сжимаю щупы, тестер показывает небольшое положительное напряжение. "А сейчас - отрицательное" - сжимаю щупы, тестер показывает минус. "А сейчас - по заказу, что нужно, плюс или минус" - сжимаю щупы, тестер показывает "плюс" или "минус", как заказано.
Вопрос: как? ;-)
Хм.... Не знаю! Описываемый эффект я сам видел, но контролировать полярность напряжения уже не мог :)

Расскажи :)
Ну, я же не зря про припаивание рассказал. Основное тело щупа - какое-то покрытие, типа никеля. Кончик щупа - оловянно-свинцовый сплав. Если одной рукой сжимать щуп больше "за тело", а другой - больше "за кончик" - возникнет разность потенциалов - как в батарейке. При этом даже непосредственный наблюдатель обычно не понимает, что я делаю - ну да, перехватываю щупы как-то по другому, полярность меняется... но как я их перехватываю, и почему это влияет? :-)

Заметил, кстати, случайно - сжав щупы и увидев напряжение. При одинаковом материале щупов (если бы я их не паял) напряжения бы не было, или оно было бы сильно меньше :-)
Ларчик просто открывался :)

Кстати, микровольтметр с разнородными металлическими пластинами -- одно из средств охмурения церкви сайентологов =)

Типа, если мало вольт получается -- то демоны одолели, надо срочно в церкву денег занести :)))
У нас похожим "редокс" занимается. Но я не уверен - может быть там сопротивление меряется (а источник электричества - достаточно ёмкая батарейка, возможно подзаряжаемая солнцем). Надо будет к ихней арке с куском провода подойти :-)


http://icache2.rutraveller.ru/icache/place/8/603/004/86034_603x354.jpg