Способ измерения входного тока смещения электрометрического преобразователя заряда Советский патент 1986 года по МПК G01R31/28 G01R31/312 

«руг. /

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к измерению и контролю параметров изkepитeльныx преобразователей малых токов и зарядов.

Цель изобретения - повьшение точности.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

На вход электрометрического преобразователя заряда подают ток 1,, заданной величины и интегрируют сумму тока Ig и искомого входного тока смеще1шя. Затем сравнивают выходной проинтегрированный сигнал напряжения преобразователя с заданными уровнями напряжения положительной и отрицательной полярностей и производят изменение полярности тока 1, при достижении выходным напряжением пре. образователя заданного уровня напряжения положительной и отрицательной полярностей. При этом измеряют временные интервалы Т и Т, соответствующие моментам изменения полярности тока 1,, Искомое значение входного тока смещения электрометрического преобразователя определяют по формуле

1 iJl

т т

.Т,-Ч- ТНа фиг, 1 представлено устройство,, реализующее предлагаемый способ измерения входного тока смещения электрометрического преобразователя .заряда, иа фиг, 2 - временная диаграмма выходного напряжения электрометрического преобразователя заряда при проведении измерения.

Устройство содержит электрометрический преобразователь 1 заряда,включающий в себя электрометрический усилитель 2, интегрирующий конденсатор Sj обкладки которого подключены соответственно к входу и выходу усилителя 2,, и разрядный ключ 4, под:ключенный параллельно конденсатору 3. К входу электрометрического усилителя 2 через последовательно соединенные разъем 5 и нестационарный конденсатор 6 подключен выход генератора 7 линейно изменяющегося напряжения, К выходу усилителя 2 подключен фиксатор 8 уровня, К выходу фиксатора 8 подключены вход управления генератора 7 и вход блока 9 измерения временных интервалов. Выход управления блока 9 соединен с входом стробирования данных микроэвм 10, выход даннык - с

входом данных микроЭВМ 10, вход запуска которой подключен к шине Пуск первый выход управления - к входу Сброс преобразователя 1, образованному управляю1дим входом ключа 4, второй выход управления - к входу запуска генератора 7, а информационный выход - к выходу устройства.

Устройство работает следующим образом.

После поступления команда Пуск (момент времени t) производится начальная установка выходного напряженрж электрометрического преобразователя 1, при этом ключ 4 замыкается на время действия управляющего сигнала с первого выхода sикpoЭBM 10 (интервал времени t,-t). Затем на вход преобразователя 1 подают постоянный ток заданной величины. При этом управляющий сигнал с второго выхода микроэвм 10 поступает на вход запуска генератора 7, и его выходное линейно нарастающее напряжение дифференцируется конденсатором 6, Выходной сигнал конденсатора 6 в виде постоянного тока поступает на вход преобразователя 1, Выходное напрял ение преобразователя 1 линейно нарастает. Фиксатор 8 уровня сравнивает величину выходного напряхсения преобразователя 1 с заданными уровнями напряжения +ЕО и -Ео (фиг„2). При равенстве выходного напряжения преобразователя 1 уровню +Е фиксатор 8 производит переключение полярности тока заданной величины, при этом меняется направление изменения выходного напряжения генератора 7 и, соответственно, изменяется на противоположную полярность вькодного тока дифференцирующего конд;енсатора 6. Тем же сигналом управления с выхода фиксатора 8 запускается блок 9 измерения временных интервалов и начинается измерение интервала времени Т (фиг.2).При достижении выходным напряжением преобразователя 1 уровня напряжения -Е фиксатор 8 вырабатывает управляющий сигнал, который приводит к смене направления изменения выходного напряжения генератора 7 и к окончанию измерения первого интервала Т. На выходе управления блока 9 формируется сигнал, по которому производится запись выходных данных, соответствующих длительности иктервала времени Tj J в микроэвм 10. Аналогично производится измерение второго временного 3 интервала Т2 . Для выходных напряжений в конце первого 1 и второго ин тервала времени справедливы раве ства (с учетом начальных условий ин тегрирования) . 1 V -К - --- (lo- Ie«)clt+E,; Ь .) - ,)dt-E где С - величина емкости конденсатора 3; 1о - заданная величина входного - величина тока смещения пре образователя 1; tj ,tq , tg- моменты начала и окончания, временных интервалов Т т i ) -i. После.интегрирования имеют Г1(1б + lew.) 2ЕоС; ,. a.iY(-Io + 1с«) -2ЕоС. После сложения выражений (2) находят входной ток 1(„ по формуле 1„ --I. -g -iiff (3) Микроэвм 10 находит величины вход ного тока по формуле (3), величина тока Ij, задается как константа. Значение константы определяется емкостью конденсатора 6 и скоростью из менения выходного напряжения генера тора 7, где Ц - величина выходного напряжения генератора 7; Су - величина емкости конденсато ра 6. 24 Таким образом, при определении величины входного тока смещения не требуется определения величины интегрирующего конденсатора 3, и в полную погрешность измерения не входит погрешность определения емкости конденсатора. Тем самым предлагаемый способ обеспечивает более высокую точность измерения. Кроме того, позволяет автоматизировать процесс измерения входных токов смещения электрометрических преобразователей тока и заряда. Формула изобретения Способ измерения входного тока смещения электрометрического преобразователя заряда, заключающийся в интегрировании искомого входного тока смещения, отличающийся тем, что, с целью повышение точности, на вход электрометрического преобразователя заряда подают ток I заданной величины и интегрируют его, выходное напряжение электрометрического преобразователя сравнивают с заданными уровнями напряжения положительной и отрицательной полярностей и производят изменение полярности тока I при достижении выходным напряжением электрометрического преобразователя указанных заданных уровней .напряжения, выделяют временные интервалы Т и Tj, соответствующие моментам изменения полярности тока 1,, и измеряют их, а искомое значение входного тока смещения определяют по формуле I .Tl. . т -4- т i + I 2

5й/Л

Изобретение относится к области измерения и контроля параметров измерительных преобразователей малых токов и зарядов. Целью иарбретения является повышение точности. Способ основан на интегрировании искомого сдрос входного тока смещения, сравнении выходного напряжения электромеханического преобразователя с заданным уровнем напряжения обеих полярностей,измерении временных интервалов, соответствующих моментам измерения полярности тока, и вычислении искомого значения входного тока (формула приводится в описании изобретения).Устройство, реализующее способ, содержит электрометрический преобразователь 1 , выполненный на электрометрическом усилителе 2, интегрирующем конденсаторе 3 и разрядном ключе 4, разъем 5, конденсатор ,ге- (з нератор 7 линейно изменяющегося напряжения, фиксатор 8, блок 9 измере- /Л ния временных интервалов, микроЭВМ. 2 ил.