Зондовый измеритель тока заряженных частиц Советский патент 1991 года по МПК G01N27/00 

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для измерения ионных и электронных токов с целью определения температуры и концентрации заряженных частиц и может быть использовано при исследовании плазмы в верхней атмосфере и лабораторных условиях, в том числе в экспериментах, приводящих к образованию электропроводящего осадка на элементах конструкции зонда.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

На чертеже представлена структурная схема измерителя.

На схеме показаны зонд 1, коллектор 2, охранный электрод 3, измерительный усилитель 4, образцовый резистор 5. генератор 6 развертывающего напряжения, вычитатель 7 напряжения, регистратор 8 напряжения, эквивалентный резистор 9, отражающий утечку между коллектором и охранным электродом, и повторитель 10 напряжения.

3

о ел ел

Измеритель работает следующим образом.

В измерителе измеряемый ток определяется по падению напряжения на образцовом резисторе 5. При отсутствии проводящего осадка точность изме;рения приблизительно такая же, как известного, но при малом сопротивлении утечки (малом о сравнению сопротивлением образцово- о резистора) предлагаемое устройство зна- ительно точнее, поскольку оно благодаря повторителю 10 обеспечивает существенно более высокую степень эквипотенциально- сти коллектора, охранного электрода и вы- бодов резистора 9. Кроме того, за счет подачи развертывающего напряжения на плавающую общую шину его погрешность не содержит компонента, зависящего от Этого напряжения.

Таким образом, зондовый измеритель тока заряженных частиц обеспечивает более высокую, чем известное устройство, точность измерения в условиях образования электропроводящего осадка на изоляции между коллектором и охранным электродом Јонда. Кроме того, предлагаемый измеритель имеет более широкий, чем у известного, динамический диапазон, поскольку выходное напряжение его .не имеет составляющей, связанной с развертывающим напряжением. Увеличение достоверности

4

3

определения по измеряемому току концентрации заряженных частиц дает сама по себе повышенная степень эквипотенциальное™ коллектора и охранного элект- рода, присущая предлагаемому измерителю.

Формула изобретения Зондовый измеритель тока заряженных

частиц, содержащий зонд из коллектора и охранного электрода, измерительный усилитель, образцовый резистор, один вывод которого соединен с коллектором, а другой - с выходом измерительного усилителя, генератор развертывающего напряжения, вычитатель напряжения, один вход которого соединен с выходом измерительного усилителя, а другой - с генератором развертывающего напряжения, и регистратор напряжения, вход которого соединен с выходом вычитателя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен повторитель напряжения, вход которого соединен с коллектором

и одним выводом образцового резистора, а выход- с охранным электродом и инвертирующим входом измерительного усилителя, а генератор развертывающего напряжения включен между общей шиной

измерительного усилителя и повторителя и корпусом.

1

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для измерения ионных и электронных токов и может быть использовано при исследованиях космической и лабораторной плазмы, в том числе в условиях образования электропроводящего осадка. Измеритель содержит зонд из коллектора и охранного электрода, повторитель, измерительный усилитель, образцовый резистор, генератор развертывающего напряжения, вычитатель напряжения и регистратор напряж-ения. Образцовый резистор включен между выходом измерительного усилителя и входом повторителя, к которому подсоединен коллектор, охранный электрод подсоединен к выходу повторителя и инвертирующему входу измерительного усилителя. Наличие повторителя, соединенного указанным образом с элементами зонда, его включение последовательно с измерительным усилителем и охват вместе с ним общей отрицательной обратной связью через образцовый резистор, а также подключение генератора развертывающего напряжения к общей шине повторителя и измерительного усилителя существенно повышают точность измерения при наличии электропроводящего осадка на электроизоляции между коллектором и охранным электродом. 1 ил.