Устройство для измерения малых токов

 

Изобретение служит для повышения надежности, точности и быстродействия устройства. Устройство содержит операционный усилитель 1, конденсаторы 2 и 4.1-4.N, коммутаторы 5.1-5.N, дифференциатор 12, коммутатор 7 обратной связи, аналогоцифровой преобразователь 13, блок 14 индикации и блок 15 управления. Введение диодов 3.1-3.N, р-п-переходов 6 и 17, источников 9.1-9.N опорного напряжения, компаратора 10, источника 11 образцового напряжения и образование новых функциональных связей способствует достижению указанной цели. ил.

СОЮЗ СОВЕ ТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1401386 A 4 5И 4 С) 01 R !9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АBTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3974599/24-21 (22) 10.11.85 (46) 07.06.88. Бюл. № 21 (72) А. А. Володкевич, К. С. Высоцкий и А. В. Шолух (53) 621.317.7 (088.8) (57) Изобретение служит для повышения надежности, точности и быстродействия устройства. Устройство содержит операционный усилитель 1, конденсаторы 2 и 4.1 — 4.М, коммутаторы 5.1 — 5.N, дифференциатор 12, коммутатор 7 обратной связи, аналогоцифровой преобразователь 13, блок 14 индикации и блок 15 управления. Введение диодов 3.1 †.N, р-и-переходов 6 и 17, источников 9.1 — 9.Х опорного напряжения, компаратора 10, источника l l образцового напряжения и образование новых функциональных связей способствует достижению указанной цели. 1 ил. (56) Авторское свидетельство СССР № 966614, кл. G 01 R 19/25, 1981.

Вольтметр-электрометр универсальный

В7-30. Техническое описание и инструкция по эксплуатации, 1984, с. 20. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

МАЛЫХ ТОКОВ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной, технике, в частности к электрометрическим устройствам для измерения малых токов.

Целью изобретения является повышение надежности, точности и быстродействия устройства.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство для измерения малых токов содержит операционный усилитель 1, конден;сатор 2 обратной связи, N диодов 3-1, 3 i,..., 3 N, N конденсаторов 4-1, 4-i,..., 4-!Ч, N коммутаторов 5-1, 5 — i, 5-N р-п-переход 6, коммутатор 7 обратной связи, неинвертирующий усилитель 8, !Ч источников 9-1, 9-1,..., 9-N опорного напряжения, компаратор 10, источник 11 образцового напряжения, дифференциатор 12, аналогоцифровой преобразователь (АЦП) 13, блок

14 индикации, блок 15 управления, входной зажим 16, р-п-переход 17, соединенный с ,, р-п-переходом 6 параллельно-встречно, причем входной зажим 16 соединен с первым выводом конденсатора 2 обратной связи, вторым общим выводом р-и-переходов 6 и 17, анодом диода 3-1 и инвертирующим входом операционного усилителя 1, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной, а выход соединен с вто рымм выводом конденсатора 2 обратной связи, выходами неинвертирующего усилителя 8 и всех N коммутаторов 5-1 — 5-N, первым входом компаратора 10, а также через

,последовательно соединенные дифференциатор 12 и АЦП 13 — с входом блока, 14 индикации, один вывод источника 11 образцового напряжения соединен с общей ,, шиной, а другой соединен с вторым вхо дом компаратора 10, выход которого сое, динен с входом блока 15 управления, вы ходы которого соединены с соответствую щими управляющими входами коммутатора 7 обратной связи и всеми коммутаторами . 5-1--5-N, первый вывод всех N источников (9-1 — 9-N опорного напряжения соединен с общей шиной, второй вывод i-го источника 9-i опорного напряжения соединен с вторым входом i-го коммутатора 5-i, первый вход которого соединен с первым выводом i-го конденсатора 4-i, второй вывод которого соединен с катодом i-го диода З-i, все N диодов 3-1 — 3- Ч соединены последовательно, первый общий вывод р-и-переходов 6 и 17 соединен с входом коммутатора 7 обратной связи, первый выход которого соединен с общей шиной, причем i=1,2 3,..., N, à N является числом пределов измерения.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом измерений конденсатор 2 обратной связи шунтируется р-и-переходами

6 и 17, которые могут быть диодами, через коммутатор 7 обратной связи и неинвертирующий усилитель 8, при этом и потенциал точки соединения i-го диода

3-i u i-го конденсатора 4-i близки к нулю.

401386

Формула изобретения

5

В начале измерения блок 15 управления с помощью коммутатора 7 обратной связи соединяет первый общий вывод р-п-переходов 6 и 17 с общей шиной, и его сопротивление становится большим, что исключает его влияние на работу операционного усилителя 1 и конденсатора

2 обратной связи, образующих интегратор.

Входной ток операционного усилителя 1 интегрируется, а дифференциатор 12 дифференцирует выходной сигнал операционного усилителя 1, вследствие чего сигнал на входе АЦП 13 пропорционален измеряемому току.

При измерении может быть включен дополнительный диапазон измерения, определяемый включенным i-м конденсатором 5-i.

Остальные диапазоны отключены с помощью блока 15 управления, включающего коммутаторы 5 — 1 — 5-N так, что первый вывод всех неиспользованных конденсаторов

4-N соединен с соответствующим источником

9-М опорного напряжения, при этом потенциалы на обоих выводах неиспользуемых конденсаторов близки друг другу (за счет подбора величины опорного напряжения соответствующего источника 9-N опорного напряжения), при этом внутреннее сопротивление диодов 3-N становится большим и они не оказывают влияния на работу устройства.

При достижении выходным сигналом операционного усилителя 1 порога срабатывания компаратора 10, который определяется величиной источника 11 образцового напряжения, компаратор 10 вырабатывает управляющий сигнал, с помощью которого блок 15 управления первый общий вывод р-и-переходов 6 и 17 через коммутатор 7 обратной связи соединяет с входом неинвертирующего усилителя 8, при этом происходит быстрый разряд конденсатора 2 обратной связи, и процесс измерения повторяется.

Устройство для измерения малых токов, содержащее операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной, инвертирующий вход соединен с входным зажимом устройства и первым выходом конденсатора обратной связи, второй вывод которого соединен с выходом операционного усилителя, а также через дифференциатор и аналого-цифровой преобразователь — с входом блока индикации, коммутаторов, N конденсаторов, первый вывод каждого конденсатора соединен с первым входом соответствующего коммутатора, коммутатор обратной связи, первый выход которого заземлен, причем управляющие входы коммутаторов и коммутатора обратной связи соединены с соответствующими выходами блока управления, отличаю1401386

Составитель В. Смирнов

Редактор А. Ворович Техред И. Верес Корректор М. Пожо

Заказ 25!7/44 Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! !3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4, 5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и ееся тем, что, с целью повышения надежности, точности и быстродействия, в него введены !U диодов, соединенных последовательно, два р-п-перехода, соединенных параллельно-встречно, неинвертирующий усилитель N источников опорного напряжения, источник образцового напряжения и компаратор, причем первый общий вывод р-и-переходов соединен с входом коммутатора обратной связи, второй выход которого через неинвертирующий усилитель соединен с выходом операционного усилителя, с выходами N коммутаторов и первым входом компаратора, второй вход которого соединен с одним выводом источника образцового напряжения, другой вывод которого соединен с общей шиной, выход компаратора соединен с входом блока управления, первый вывод Х источников опорного напряжения соединен с общей шиной, а второй вывод каждого из Х источников опорного напряжения соединен с вторым входом соответствующего коммутатора, анод первого из N диодов соединен с вторым общим выводом р-и-переходов и неинвертирующим входом операционного усилителя, катод i-ro диода соединен с вторым выводом i-го конденсатора и анодом (i+1) -го диода, где i 1,2,..., N