contatore

Fisica

C. di particelle

Strumento che rivela e conta particelle ionizzanti e neutre che passano attraverso di esso. I c. di particelle possono essere classificati in base al loro principio di funzionamento.

fig. 1A

C. a ionizzazione

Sono c. il cui funzionamento è basato, come quello delle camere a ionizzazione, sulla ionizzazione di un gas: si dividono in c. proporzionali e c. di Geiger-Müller. Sono generalmente costituiti (fig. 1A) da una superficie metallica cilindrica a, contenente un’opportuna miscela gassosa, e da un filo metallico b disposto sull’asse del cilindro. Un generatore c, in serie a un resistore r, è inserito tra gli elettrodi a e b: il passaggio di una particella ionizzante nel c. è accompagnato da una migrazione di ioni tra tali elettrodi e da un impulso di tensione ai capi del resistore. Se la forza elettromotrice V del generatore di tensione è sufficientemente bassa il c. funziona come una camera a ionizzazione, vengono cioè raccolti sugli elettrodi solo gli ioni primari prodotti dalla particella ionizzante. Nel c. proporzionale, valori sufficientemente elevati di V danno luogo nel c. alla moltiplicazione degli ioni primari dovuta al fatto che gli ioni che si trovano nella regione con campo elettrico più elevato acquistano tra due urti energia cinetica sufficiente per ionizzare a loro volta il gas. Il segnale che si preleva ai capi del resistore r è quindi proporzionale al numero degli ioni primari prodotti dal passaggio di una particella ionizzante nel contatore e ha ampiezza molto maggiore che in una camera a ionizzazione. Nel c. di Geiger-Müller vengono usati valori di V talmente elevati che il passaggio della particella ionizzante nel c. è accompagnato da una vera e propria scarica elettrica nel gas; la proporzionalità scompare e tutti gli impulsi hanno la medesima ampiezza (che può raggiungere valori notevoli), indipendentemente dalla ionizzazione primaria. Il numero N di particelle rivelate in un secondo dipende dalla tensione V nel modo indicato dalla fig. 1B. Il tratto orizzontale PQ mostra che nell’intervallo di tensioni da V′ a V″ il numero di particelle rivelate al secondo è indipendente dalla tensione: cioè tutte le particelle attraversanti il c. vengono rivelate. Al di là di V″ intervengono fenomeni di scarica spontanea: il numero di impulsi allora cresce enormemente e il c. ‘scarica’.

In qualche caso, e specialmente negli apparecchi portatili alimentati da batterie di pile, gli impulsi vengono inviati a un rivelatore acustico o a uno strumento indicatore della frequenza di essi: la cadenza del caratteristico ticchettio cui gli impulsi danno luogo nel rivelatore acustico o l’indicazione dello strumento costituisce una misura dell’intensità della sorgente di particelle cui il c. è esposto.

C. di particelle a luce di Čerenkov (o c. Čerenkov)

Sono basati sull’effetto Čerenkov (➔ Čerenkov, Pavel Alekseevič): il passaggio di una particella carica viene rilevato raccogliendo sul fotocatodo di un fotomoltiplicatore la luce di Čerenkov emessa dalla particella nell’attraversare un mezzo trasparente. I c. Čerenkov hanno l’importante proprietà di consentire la selezione di particelle di diversa velocità.

C. di particelle a radiazione di transizione

Sono basati sul fatto che quando una particella carica attraversa la superficie di separazione tra due materiali aventi diverse proprietà dielettriche si ha l’emissione di radiazione elettromagnetica. I c., utilizzati alle altissime energie, sono costituiti da pacchetti di sottili fogli di due materiali diversi alternati e da un rilevatore della radiazione di transizione.

C. di particelle a scintillazione

Il principio di funzionamento si basa sulla proprietà (scintillazione) che hanno certe sostanze (scintillatori) di emettere luce quando sono attraversate da particelle ionizzanti: in concreto, sono costituiti da uno scintillatore, connesso, eventualmente per il tramite di una guida di luce, a un fotomoltiplicatore (capace di trasformare l’impulso di luce in un impulso di corrente elettrica), il quale è seguito eventualmente da un amplificatore e da dispositivi elettronici di vario tipo (come un discriminatore, un circuito di coincidenza, un c. elettronico).

C. di particelle a semiconduttori

Sono basati sul fatto che una particella ionizzante incidendo sulla giunzione tra un semiconduttore p e uno n provoca la formazione, lungo il suo percorso, di coppie elettrone-lacuna. La giunzione è normalmente polarizzata in modo che non si abbia corrente; il passaggio di una particella dà luogo a un fascetto di cariche e quindi a un impulso di tensione ai capi di un resistore in serie alla giunzione: poiché la perdita di energia è relativamente bassa (circa 3 eV/coppia), l’impulso di tensione è di ampiezza relativamente alta e comunque proporzionale alla velocità della particella.

Tecnica

Apparecchio che conta il numero di movimenti o di operazioni di una macchina o il numero di oggetti che passano attraverso o davanti a esso. Per estensione, nome dato a una vasta categoria di apparecchi i quali non contano entità discrete, ma misurano flussi continui o di acqua, o di gas o di energia elettrica, integrandone i valori nel tempo.

C. d’acqua

Si riducono a due tipi: c. a velocità e c. a volume. Nei c. a velocità il flusso dell’acqua attraverso l’apparecchio mette in moto una piccola turbina a pale elicoidali o piane, la quale aziona a sua volta un contagiri a quadranti. L’insieme è tarato in modo che a ogni dato volume di acqua passato corrisponda un certo numero di giri della turbina che, attraverso una riduzione a ingranaggi, determina sui quadranti la corrispondente indicazione. I c. a volume sono basati sul riempimento alternativo di due camere di misura, ovvero su capsulismi.

C. elettronico

Dispositivo elettronico che conta il numero di impulsi elettrici a esso applicati in un certo intervallo di tempo. I c. elettronici sono stati inizialmente sviluppati per contare gli impulsi provenienti da c. di particelle. Accanto a questa applicazione se ne sono sviluppate altre, quali la misurazione di frequenze (➔ frequenza) e di intervalli di tempo (➔ cronometro), la misurazione di velocità angolari di parti rotanti (si usano allora adatti trasduttori fotoelettrici o elettromagnetici) o il conteggio dei pezzi prodotti da macchine operatrici.

C. di energia elettrica (o c. elettrico)

Apparecchio che misura, indicandone il valore, l’energia elettrica assorbita da un circuito elettrico. È costituito da un circuito wattmetrico, nel quale dalla corrente di utenza e dalla tensione di linea si risale alla potenza assorbita, e da un totalizzatore nel tempo (generalmente un contagiri). È quindi un wattorametro.

fig. 2

C. di gas

Sono sostanzialmente di tre tipi: c. a pistoni rotanti, c. a pareti deformabili e c. a turbina. Nei c. a pistoni rotanti, la differenza di pressione tra la sezione di ingresso e quella di uscita del gas provoca il movimento di due pistoni, sincronizzati in modo che possano ruotare in senso opposto, i quali isolano un volume noto di gas a ogni ciclo. Durante questo funzionamento, le camere di misura, di ingresso e di uscita, vengono alternativamente riempite e svuotate; il numero di queste operazioni, mediante un sistema di ingranaggi, comanda un contagiri che fornisce la misura della quantità di gas che ha attraversato il contatore. I c. a pareti deformabili, a secco, detti anche c. a membrana, sono impiegati come c. per uso domestico e sono costituiti (fig. 2) da mantici a che si riempiono e si vuotano alternativamente, comandando tramite gli alberi b un cassetto di distribuzione e azionando nel contempo il contagiri. I c. a turbina sono costituiti da un involucro tubolare contenente un corpo aerodinamico ogivale sul quale è montata una girante a palette elicoidali; il flusso gassoso, accelerato dal corpo ogivale, imprime alla girante, collegata al contagiri attraverso un sistema di ingranaggi, una rotazione avente velocità angolare direttamente proporzionale alla portata. Esistono anche i c. a ultrasuoni che si basano sulla misura del tempo di transito di un ultrasuono che attraversa il flusso di gas in una tubazione.

C. telefonici

Sono gli organi che hanno il compito di visualizzare gli scatti telefonici totalizzati, in base alla tariffazione applicata e in relazione al tipo di conversazione telefonica effettuata.