Устройство для измерения ионизационного тока детектора хроматографа Советский патент 1987 года по МПК G01R19/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении малых токов, например, в газовой хроматографии.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства измерения ионизационного тока детектора хроматографа при сохранении малого уровня собственных шумов.

На чертеже представлена структурно-принципиальная схема устройства.

Устройство для измерения ионизационного тока детектора хроматографа содержит модулятор 1 входного сиг нала, выход которого подключен к входу усилителя 2 переменного напряжения. Выход последнего подключен к входам демодуляторов 3 и 4, выполненных таким образом, что фазы их вы- ходных напряжений сдвинуты на 180. Выход демодулятора 3 через фильтр 5 нижних частот, состоящий из резистора 6 и конденсатора 7, подключен к неинвертирукнцему входу операционного усилителя (ОУ) 8, а выход демодулятора 4 через второй резистор 9 и подключенную параллельно ему нелинейную цепь 10 соединен с инвертирующим входом ОУ 8. Конденсатор 11 вклю чен в цепь отрицательной обратной связи ОУ. Нелинейная цепь 10 состоит из третьего резистора 12, последовательно с которым включены встречно

параллельно диоды 13 и 14„ Порог открытия диодов определяет скорость изменения входного сигнала, при которой нелинейная цепь 10 начинает шунтировать второй резистор 9, уменьшая постоянную времени усилителя. Пер- вый резистор 15 обратной связи включен между выходом ОУ В и входом усилителя, причем выход ОУ является выходом устройства. Детектор 16 хроматографа включен на входе модулятора входного сигнала 1.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии сигнала детектора 16 или его неизменном урорне напря- жение на выходе демодуляторов 3 и 4 близко к нулю. Напряжение на входах ОУ 8 также близко к нулю, поэтому диоды 13 и.14 закрыты, а постоянная времени активного фильтра, образован ного фильтром 5 нижних частот, ОУ 8, вторым резистором 9 и конденсатором 11, при условии, что номиналы резисторов 9 и 6 и конденсаторов 11 и 7

равны, составит величину г RC, (R RS R,, С , ). Она выбирается такой, чтобы эффективно сглаживались собственные шумы усилителя. При изменении уровня сигнала детек- 16 хроматографа на выходах демодуляторов 3 и 4 появляется напряжение. При этом напряжение на выходе ОУ 8 изменяется по закону

Ь

а скорость изменения этого напряжения

.

dt

RC

где и, , Uj - напряжение на выходах демодуляторов 3 и 4.

Таким образом, за счет сложения демодулированных напряжений на входах ОУ скорость изменения выходного напряжения фильтра при той же степени фильтрации увеличивается в два раза.

При дальнейшем увеличении сигнала на выходах демодуляторов 3 и 4 открываются диоды 13 или 14, нелинейная цепь 10 шунтирует второй резистор 9, его сопротивление уменьшается, .а ско- крость нарастания напряжения на выходе активного фильтра увеличивается. Величина третьего резистора 12 выбирается из условия, чтобы при минимальной степени фильтрации, когда диоды 13 или 14 полностью открыты (соответствует максимальному быстродействию устройства) не нарушались условия устойчивости.

Поскольку в устройстве постоянная времени автоматически изменяется в зависимости от скорости изменения сигнала детектора, независимо от того увеличивается сигнал или уменьшается, сокращается не только время установления, но и время восстановления устройства измерения, что существенно улучшает его динамические свойства при сохранении высокого отношения сигнал/шум.

Ф о р м у л а изобретения

Устройство для измерения ионизационного тока детектора хроматографа, содержащее последовательно соединенные детектор хроматографа, модулятор входного сигнала, усилитель перемен313541194

ного напряжения, демодулятор, фильтрвательно включенных третьего резиснижних частот и первый резистор,тора и двух диодов, соединенных

подключенный одним из выводов к вхо-встречно параллельно, причем неинверду модулятора входного сигнала, от-тирующий вход операционного усилителичающееся тем, что, сля соединен с выходом фильтра нижцелью повьпиения быстродействия, до- .них частот, а выход усилителя переполнительно введены операционный уси-менного напряжения через второй демолитель, второй демодулятор, конденса-дулятор и второй резистор соединен с

тор, включенный между выходом опера- динвертирующим входом операционного

ционного усилителя и его инвертирую-усилителя, выход которого соединен с

щим входом, второй резистор, шунтиро-другим выводом первого резистора и

ванный нелинейной цепью из последо-выходом устройства.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерении малых токов.Цель изобретения - повьшение быстродействия 15 устройства при сохранении малого уровня собственных шумов . Устройство содержит модулятор 1 входного сигнала, усилитель 2 переменного напряжения, демодулятор 3, фильтр 5 нижних частот, операционный усилитель 8 и нелинейную цепь 10.Введение демодулятора 4,резистора,конденсатора 11 позволяет постоянной времени автоматически изменяться в зависимости от скорости изменения детектора 16. При зтом, .независимо от того увеличивается сигнал или уменьшается, сокращается не только время установления, но и iвремя восстановления устройства изме- рения, что существенно улучшает его динамические свойства при сохранении высокого отношения сигнал/шум. 1 ил. § (Л со СП Ьыкод