Электрометрический усилитель для хроматографа

 

Изобретение относится к измерительным преобразователям для хроматографии и может найти применение в качестве вторичного преобразователя. Изобретение позволяет повысить точность преобразования сигнала детектора хроматографа за счет исключения цепей высокого напряжения, вызывающих токи утечки, сравнимые с измеряемыми токами при малых уровнях сигнала. Электрометрический усилитель состоит из дифференциального усилителя 1 постоянного тока, выход его соединен с управляющим входом конвертора 3, а на вход через измерительный резистор 2 подается сигнал отрицательной обратной связи с выхода конвертора 3. Последний представляет собой двухтактный инвертор с самовозбуждением , собранный на транзисторных ключах 7, 8. Для согласования выходного напряжения электрометрического усилителя с регистрирующим устройством испольэовак операционный усилитель 16 с резисторами 17, 18 и ключом 19 в цепи обратной связи. 1 з.п.ф-лы, 1 ил. СО с

СОГОЗ СОВЕ ГСКИХ

СОЦИЛЛИС1ИЧЕСКИХ

РЕСГ1УБЛИК (я >s G 01 D 5/16

ГОСУДЛРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫ ГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4728476/10 (22) 09.08.89 (46) 30.10,91. Бюл, М 40 (71) Опытно-конструкторское бюро приборов контроля и автоматики (72) М.Г, Ивойлов, А.М, Шадрин, А,В. Астахов и П.Б. Иванов (53) 621.375,024(088.8) (56) Берзин Л.Ф. и др. Электрометры на серийных МДП-транзисторах. — Приборы и системы управления, 1978, N 8, с. 38. (54) ЗЛЕ KTPOM ЕТРИЧ ЕСКИЙ УСИЛИТЕЛ Ь

ДЛЯ ХРОМАТОГРАФА (57) Изобретение относится к измерительным преобразователям для хроматографии и может найти применение в.качестве вторичного преобразователя, Изобретение позволяет повысить точность преобразования

Изобретение относится к измерительным преобразователям для хроматографии, предназначено для преобразования малых токов в диапазоне от 1 10 до 1 10 А в напряжение и может найти применение в качестве вторичного измерительного преобразователя выходного сигнала, пламенноионизационного (ПИД), термоионного(ТИД) и других детекторов в газовом хроматографе.

Целью изобретения является расширение динамического диапазона и уменьшение погрешности усиления.

На чертеже представлена электрическая структурная схема злектромеханического усилителя.

Электрометрический усилитель включает дифференциальный усилитель 1 постоян„„5U„„16881 l2 А1 сигнала детектора хроматографа за счет исключения цепей высокого напряжения, вызывающих токи утечки, сравнимые с измеряемыми токами при малых уровнях сигнала, Электрометрический усилитель состоит из дифференциального усилителя 1 постоянного тока, выход его соединен с управляющим входом конвертора 3, а на вход через измерительный резистор 2 подается сигнал отрицательной обратной связи с выхода конвертора 3. Последний представляет собой двухтактный инвертор с самовозбуждением, собранный на транзисторных ключах 7, 8, Для согласования выходного напряжения злектрометрического усилителя с регистрирующим устройством использован операционный усилитель 16 с резисторами 17, 18 и ключом 19 в цепи обратной связи, 1 з.п.ф-лы, 1 ил. ного тока, к его информационному входу подключен первый вывод измерительного резистора 2, а выход усилителя 1 соединен с управляющим входом конвертора 3 через резистор 4. Вторым выводом резистор 2 соединен с выходом конвертора 3. охватывая усилитель 1 и конвертор 3 отрицательной обратной связью. Конвертор 3 состоит из двухтактного инвертора 5 с самовозбуждением и выпрямителя 6, Инвертор 5 представляет собой автогенератор, собранный на транзисторных ключах 7, 8. Частота автоколебаний определяется индуктивностью трансформатора 9 и емкостью конденсатора 10. Выпрямитель 6 выполнен по схеме удвоения напряжения на диодах 11, 12 и конденсаторах 13 и 14. Управляющим входом конвертора 3 служит базовый вход

1688112

35

45 транзисторного ключа 7. Резистор 4 преобразует выходное напряжение усилителя 1 в базовый ток транзисторных кгпочей 7, 8, управляющий выходным напряжением конвертора 3. Для согласования выходного напряжения электрометрического усилителя с регистрирующим устройством может быть использован, например, преобразователь 15 уровня, представляющий собой операционный усилитель 16, охваченный цепью отрицательной обратной связи, которая включает резисторы 17, 18 и ключ 19.

Коэффициент преобразования определяется отношением резисторов 17, 18, 20 и

«ыбирается в соответствии с характеристиками регистратора, Устройство работает следующим образом.

Ток детектора, обусловленный, например, ионизацией частиц анализируемого вещества в водородном пламени, поступает на вход дифференциального усилителя 1, охваченного цепью отрица-.эльной обратной связи, и преобразуется в выходное напряжение усилителя 1, управляющее базовым током транзисторных ключей 7.8 конвертора 3. С ростом входного тока 4х

Соответственно растет выходное напряжение усилителя 1,базовый ток ключей 7, 8 и

Выходное напряжение конвертора 3, а следовательно, и выходное напряжение электрометрического усилителя.

Усилитель позволяет повысить точность преобразования сигнала детектора по сравНению с известными устройствами за счет того, что при малых уровнях сигнала 1 х, в

Нем отсутствуют цепи с высоким напряже-.

Нием, которые вызывают токи утечки, сравнимые с измеряемыми токами. При большом уровне l x,, когда на выходе конвертора присутствует высокое напряжение, аызванные им токи утечки вносят незначительную погрешность.

В усилителе выходному напряжению конвертора 400 В соответствует измеряемый ток 5 10" А, и клад входных токов утечки (даже 4 10 "А) в погрешность преобразования составляет величину менее

0,001%, а току 1 10 А соответствует напряжение 8 мВ, не вызывающее токов утечки. Следует учесть, что напряжение на выходе конвертора возрастает до максимального значения крайне редко (при появлении, например, в детекторе пика растворителя) и на короткие промежутки времени (не более десятка секунд), что не вызывает полезасорения усилителя, Техническое решение позволяет увеличить линейный динамический диапазон (ЛДД) усилителя за счет увеличения выходного напряжения конвертора и согласовать его с

ЛДД ПИД (до 10 ), что является дополнительным преимуществом, Уровень шумов, приведенный к входу, составил 5 10 А.

Формула изобретения

1, Электрометрический усилитель для хроматографа, содержащий дифференциальный усилитель постоянного тока и измерительный резистор, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона и уменьшения погрешности усиления, в него введен конвертор, управляющий вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя постоянного тока, а выход, являющийся выходом электрометрического усилителя, через измерительный резистор подключен к одному входу дифференциального усилителя постоянного тока, другой вход которого соединен с общей шиной.

2, Усилитель по и. 1, отличающийся тем, что конвертор выполнен в виде последовательно соединенных двухтактного инвертора, выпрямителя и фильтра, при этом управляющим входом конвертора является управляющий вход инвертора, а выходом конвертора — выход фильтра.

1688112

Составитель А. Чистяков

Техред М.Моргентал Корректор М. Шароши

Редактор M. Циткина

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3703 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5