Устройство для измерения малых токов и напряжений

 

№ 117123

Класс 21е, 36в1

21е, 30зо

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Н. К. Подгур

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ ТОКОВ И

НАПРЯЖЕНИЙ

Заявлено 28 декабря 1957 г. за № 588784/24 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

В устройствах для измерения малых токов и напряжений, содержащих гальванометр с фотоэлектрическим усилителем, чзвестно применение вспомогательного усилителя, включенного в цепь обратной связи устройства для уменьшения дрейфа нуля.

С целью увеличения точности измерения, предлагается в таком устройстве для осуществления обратной связи снабдить гальванометр второй обмоткой, подключенной к выходу вспомогательного усилителя, выполненного по схеме моста с фотосопротивлениями в двух плечах и управляемого дополнительным гальванометром с двумя дифференциально действующими обмотками, одна из которых включена в цепь измеряемого тока, а другая — на выход основного усилителя. Для компенсации изменений коэффициента усиления вспомогательного усилителя дополнительный гальванометр предлагается снабдить третьей обмоткой, подключенной к его выходу.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства для измерения малых токов и напряжений.

Устройство состоит из основного фотоусилителя У1 и вспомогательного интегрирующего фотоусилителя У, включенного в цепь обратной связи.

В состав усилителя У, входят микроамперметр или гальванометр (со световым отсчетом), рамка которого имеет две обмотки Wo и 1Г,; мост, плечи которого образованы двумя фотосопротивлениями ФС и двумя мастичными сопротивлениями Rt, источник питания Е> ч выходной индикатор V.

Обмотки W0 и Wj микроамперметра (или гальванометра) действуют дифференциально и включены: одна (W ) в цепь измеряемого тока I,, а другая (и в) — к выходу вспомогательного усилителя У .

В состав усилителя У2 входят микроамперметр или гальванометр (со световым отсчетом), рамка которого имеет три обмотки W> W>, W3, мост, плечи которого образованы двумя фотосопротивлениями ФС и № 117123 двумя мастичными сопротивлениями Rq, источник питания Е2 и емкость

С интегрирующей цепочки.

Обмотки W< и Wq микроамперметра (или гальванометра) вспомогательного усилителя У2 действуют дифференциально и включены: одна (W ) — последовательно с обмоткой W в цепи измеряемого тока I а другая Р— на выход основного усилителя У1.

W, Количество витков этих обмоток У2= -, где Кн„,— коэффинон циент усиления основного усилителя Уь

Обмотка И з подключена к выходу усилителя У2 и служит для компенсации изменений его коэффициента усиления.

При отсутствии входного сигнала 1,х и дрейфа фотосопротивления ФС и ФС освещены таким образом, что мосты усилителей У> и У> сбалансированы, а выходной индикатор 1 показывает нуль. Возникновение сигналов на входе усилителей вызывает изменение распределения света между фотосопротивлениями, что влечет за собой нарушение оаланса мостов.

Как видно из схемы устройства, на выходе вспомогательного усилителя У напряжение равно нулю только в том случае, когда коэффициент усиления основного усилителя У равен К„„, и дрейф усилителей

У1 и У2 отсутствует. B самом деле, на подвижную систему интегрирующего усилителя У2, действует момент, создаваемый разностью сигналов, вых

I и— вх н олл

Если коэффициент усиления усилителя У| равен К „„, и его дрейф, а также дрейф усилителя У2 равны нулю, то на выходе дифференциально действующих обмоток Р 1 и Wz сигнал раьен нулю, т. е. напряжение на выходе дополнительного усилителя отсутствует, так как I,,. =—

Iåõ Кролi

В случае появления дрейфа у любого из усилителей или изменения коэффициента усиления К „,„, усилителя Уь на входе усилителя У2 появляется сигнал.

При этом выходное напряжение усилителя Уо растет во времени.

Полярность подключения усилителя У2 к входу усилителя У такова, что он компенсирует любую из указанных нестабильностей, т. е. приводит выходное напряжение усилителя У1 к такой величине, чтобы сигнал на входе усилителя У2 был равен I „., т. е. к нулевому напряжению на входе интегрирующего усилителя.

Указанное обстоятельство равносильно полной компенсации дрейфа схемы и стабилизации ее коэффициента усиления. В общем случае усилитель У может состоять из нескольких каскадов. При этом коэффициент усиления системы повышается к составляет К, — — К1 К2, где

К и К2 коэффициенты усиления каскадов усиления.

П р едм ет из збрате н и я

1. Устройство для измерения малых токов и напряжений, состоящее из гальванометра с фотоэлектрическим усилителем и вспомогательно о усилителя, включенного в цепь обратной связи устройства для уменьшения дрейфа нуля, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения точности измерения, для осуществления обратной связи гальванометр снабжен второй обмоткой, подключенной к выходу вспомогательного усилителя, выполненного по схеме моста с фотосопротивлениями в двух плечах № 117123 и управляемого дополнительным гальванометром с двумя дифференциально действующими обмотками, одна из которых включена в цепь измеряемого тока, а другая — на выход основного усилителя.

2. Устройство по п. 1, о-.л ич а ю щееся тем, что дополнительный гальванометр снабжен третьей обмоткой, подключенной к выходу вспомогательного усилителя для компенсации изменений его коэффициента усиления.

3, Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что отношение чисел витков дифференциально действующих обмоток дополнительного гальванометра сделано равным номинальному коэффициенту усиления основного усилителя.