Электрометрический преобразователь заряда Советский патент 1985 года по МПК G01R19/00 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при измерении электрических зарядов и малых токов.

Цель изобретения - повьшение точности преобразования путем снижения напряжения смещения нуля усилительного тракта. I

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого электрического преобразователя заряда.

Устройство содержит электрометрическую лампу 1, источник 2 накального напряжения, источник 3 анодного напряжения, источник 4 напряжения смещения, источник 5 опорного напряжения, основной усилитель 6 постоянного тока, дополнительный усилитель 7 постоянного тока типа модулятор-демодулятор, двухпозиционный переключатель 8 с контактными выводами 9-11, конденсатор 12, резисторы 13-16. Анод лампы 1 подключен к потенциальному выводу источника 3 анодного напряжения, цепь накала - к выходу источника 2 накалкого напряжения, а сетка - к входной потенциальной клемме устройства. Выход усилителя 6 постоянного тока соединен с выходными клеммами устройства. Конденсатор 12 включен между сеткой лампы 1 и выходным потенциальным выводом усилителя 6 постоянного тока, соединенным с одним из выводов резистора 13. Другой вьшод резистора 13 через двухпозиционный переключатель 10 подключен к сетке лампы 1 и к шине нулевого потенциала. Входной потенциальный вывод усилителя 7 постоянного тока и потенциальный вывод инвертирующего входа усшштеля 6 постоянного тока через резистор 14 соединены с катодом лампы 1, а через резистор 1 с потенциальным выводом источника 5 опорного напряжения. Выход усилителя 7 постоянного тока подключен к нёинвертирунщему входу усилителя 6 постоянного тока, а потенциальный вывод источника 4 напряжения смещения через резистор 16 соединен с катодом ЛШ4ПЫ.

Устройство работает следукицим образом.

При включении устройства т.е. .после подачи питающих напряжений.

прогревается нить накала лампы 1, разогревается ее катод, начинает протекать анодный ток и, соответственно, ток катода, который равен сумме токов через резисторы 14 и 16 Напряжение смещения источника 4 и сопротивление резистора 16 определяют режим лампы 1. С их помощью задается режим, при котором сеточны ток лампы 1 минимален. Выводы 9 и 1 переключателя 8 замкнуты. Конденсатор 12 разряжен. Потенциал точки соединения резисторов 14 и 15, а также потенциальных выводов входа усилителя 7 и инвертирукмцего входа усилителя 6 близок к нулю. При равенстве резисторов 14 и 15 опорное напряжение источника 5 равно потенциалу катода лампы 1. Выходное напряжение усилителя 6 близко к нулю. Так как коэффициент передачи по напряжению каскада усиления на лампе 1 близок к единице, то фактически потенциал инвертирующего входа усшштеля 6 близок (практически равен) потенциалу сетки лампы t. Стабильность коэффициента передачи усилителя при этом значительно повышается, поскольку стабильность напряжения смещения нуля, приведенного к входу преобразовател т.е. к сетке лампы 1, определяется стабильностью и величиной смещения нуля усилителя 7 постоянного тока типа модулятор-демодулятор. Соответственно (в 20-30 раз) уменьшается величина приведенного напряжения смещения нуля всего преобразователя.

В режиме преобразования зарядов выводы 9 и 11 переключателя 8 разомкнуты. При появлении входного сигнала, например, электрического заряда Q с выхода пьезоэлектрического датчика, выходное напряжение Bbfx преобразователя начинает изменяться, т.е..

i «

...ie:-i.

- величина входного тока,

вк t заряжающего конденсатор 12; сц приведенное напряжение

смещенияi C|,j - емкость конденсатора 12J

ЭЛЕКТРОМЕТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЗАРЯДА, содержащий электрометрическую лампу, анод которой подключен к потенциальному выводу источника анодного напряжения,цепь накала - к выходу источника начального напряжения, а сетка - к входной потенциальной клемме устройства, источник напряжения смещения катода, усилитель постоянного тока, выход которого соединен с выходными клеммами устройства, четыре резистора, конденсатор, включенный меж-; ду сеткой лампы и выходным потенциальным выводом усилителя постоянного тока, соединенным с одним из выводов первого резистора, двухпозиционньш переключатель, через который другой вывод первого резистора подключен к сетке лампы и к шине нулевого потенциала, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены дополнительный усилитель постоянного тока типа модулятор-демодулятор и источник опорного напряжения, причем входной потенциальный вывод дополнительного усилителя постоянного тока и потенциальный вывод инвертирующего входа основного усилителя постоянного то€ ка через второй резистор соединен С/) с катодом лампы, а через третий резистор - с потенциальным вьшодом источника опорного напряжения, выход дополнительного усилителя постоянного тока подключен к неинвертирующему входу основного усилителя постоянного тока, а потенциальный вывод источника напряжения смещения через четвертый резистор соединен с катодом лампы.