Устройство для регистрации и обработки зондовых характеристик Советский патент 1988 года по МПК G01D1/06 

СО

со

СО О5 4 05

10

15

20

25

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для целей диагностики плазмы.

Целью изобретения является повышение помехозащищенности устройства.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство для регистрации и обработки зондовых характеристик содержит блок управления и обработки, в качестве которого используется электронно-вычислительная машина 1, цифроаналоговый преобразователь 2, вход которого подключен к выходной щине ЭВМ 1, а выход - к инвертирующему входу первого операционного усилителя 3. Между инвертирующим входом усилителя 3 и его выходом включена RC-ue- почка 4. Светодиод оптрона 5 включен между выходом усилителя 3 и общей шиной устройства. Положительный полюс первого источника 6 напряжения через первый резистор 7 подключен к коллектору транзистора 8, а через фотодиод оптрона 5 к базе транзистора 8. К отрицательному полюсу источника 6 напряжения подключены эмиттер транзистора 8 и отрицательный полюс второго источника 9 напряжения, положительный полюс последнего подключен к инвертирующему входу усилителя 3 и зондовой клемме 10. К коллектору транзистора 8 подключен инвертирующий вход второго операционного усилителя 11 и первый вывод второго резистора 12. Второй вывод резистора 12 подключен к выходу усилителя 11, неинвертирующий вход которого соединен с общей тиной. Выход усилителя 11 соединен с вхо- дом блока 13 выборки-хранения, а выход последнего - с информационным входом аналого-цифрового преобразователя 14. Выход аналого-цифрового преобразователя 14 подключен к входной щиие ЭВМ 1. Пер- вый и второй выходы блока 15 синхронизации соединены с управляющими входами блока 13 выборки-хранения и аналого-цифрового преобразователя 14.

Устройство работает следуюидим образом. Принятый от ЭВМ 1 цифровой код преобразуется с помощью цифроаналогового преобразователя 2 в соответствующий уровень напряжения, который прикладывается к неинвертирующему входу операционного усилителя 3. Напряжение к зондовой клемме прикладывается от встречно включенных источников напряжения 6, 9, причем от источника 6 отбирается только часть его напряжения, определяемая регулируемым делителем, состоящим из резистора 7 и транзистора 8. Зондовое напряжение прикладывается к инвертирующему входу операционного усилителя 3, который совместно с / С-цепочкой 4 образует пропорционально- интегральный регулятор напряжения. Напряжение рассогласования, т. е. разность между напряжением на зонде и напряжением на выходе цифроаналогового преобразователя, усиливается операционным усилителем 3 и

30

40

45

50

55

0

5

0

5

0

0

прикладывается к светодиоду оптрона 5. Фотодиод оптрона 5 включен в базовую цепь транзистора 8 и управляет коэффициентом деления управляемого делителя напряжения. Контур регулирования настроен таким образом, чтобы в установившемся режиме напряжение на зондовой клемме 10 устанавливалось равным напряжению, задаваемому от цифроаналогового преобразователя 2. Параметры С-цепочки 4 подбираются из условия получения оптимальной переходной характеристики. Потенциал коллектора транзистора 8 близок к нулю, поскольку он подключен к «мнимой земле - входу преобразователя ток-напряжение, выполненном на втором операционном усилителе 11 и втором резисторе 12. Зондовой ток замыкается на вход преобразователя ток-напряжение и преобразуется в напряжение на выходе операционного усилителя 11 в соответствии с соотношением

У11 ,

где и,, --напряжение на выходе операционного усилителя 11; Ij-зондовьгй ток; R,сопротивление резистора 12.

Напряжение измеряется аналого- цифровым преобразователем 14 и вводится в ЭВМ 1 для последующей обработки. Блок 13 выборки-хранения необходим для фиксации уровня измеряемого напряжения на время преобразования аналого-цифрового преобразователя.

Блок 15 синхронизации вырабатывает сигналы управления блоком 13 и преобра- зователе.м 14, синхронизированные импульсами разрядного тока.

Входное сопротивление преобразователя ток-напряжение близ ко к нулю, что позволяет достичь минимального импеданса измерительной цепи и снизить до минимума по.мехи и наводки, приводящие к погреш- в измерении зондовых характе

ностям ристик.

Формула изобретения

5

0

5

Устройство для регистрации и обработки зондовых характеристик, содержащее блок управления и обработки, первый и второй источники напряжения, цифроаналоговый преобразователь, блок выборки-хранения, блок синхронизации, первый резистор, зондовую клемму, аналого-цифровой преобразователь, отличающееся тем, что, с целью повышения помехозащищенности устройства, в него введены два операционных усилителя, транзистор, оптрон, / С-цепочка, второй резистор, причем неинвертирующий вход первого операционного усилителя подключен к выходу цифроаналогового преобразователя, а инвертирующий - к положительному полюсу второго источника напряжения и зондовой клемме, / С-цепочка подключена

между инвертирующим входом первого операционного усилителя и его выходом, све- тодиод оптрона включен между выходом первого операционного усилителя и общей щиной устройства, положительный полюс первого источника напряжения через первый резистор соединен с коллектором транзистора, а через фотодиод оптрона - с базой транзистора, отрицательные полюсы источников напряжения объединены и подключены к эмиттеру транзистора, неинвертирующий вход второго операционного усилителя подключен к общей шине устройства, инвертирующий вход - к коллектору транзистора, а выход - к входу блока выборки- хранения, второй резистор подключен инвертирующим входом второго операционного усилителя и его выходом, выход блока выборки-хранения соединен с информационным входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к входной щнне блока управления и обработки, выходная шина которого подключена к входу цифроаналогового преобразователя,

управляющие входы блока выборки-хранения и аналого-цифрового преобразователя соединены с первым и вторым выходами блока синхронизации соответственно.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для целей диагностики нлазмы. Цель изобретения - повышение помехозащищенности устройства. Устройство содержит блок 1 управления и обработки, цифроаналого- вый преобразователь 2, источники 6 и 9 напряжения, блок 13 выборки-хранения и блок 15 синхронизации. В устройство введены операционный усилитель 3, / С-цепочка 4, оптр.он 5, транзистор 8 и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 14. Напряжение на выходе операционного усилителя 11 измеряется АЦП 14 и вводится в блок 1 управления и обработки. Блок 13 выборки- хранения необходим для фиксации уровня измеряемого напряжения на время преобразования АЦП 14. Блок 15 синхронизации вырабатывает сигналы управления блоком 13 выборки-хранения и АЦП 14, синхронизированные импульсами разрядного тока. Входное напряжение преобразователя ток- напряжение близко к нулю, что позволяет достичь минимального импеданса измерительной цепи и снизить до минимума помехи и наводки, приводящие к погрешностям в измерении зондовых характеристик. (Л ил.