Измеритель малых токов Советский патент 1979 года по МПК G01R19/00 

Предполагаемое изобретение относится к области измерения малых токов (10 и может быть использовано В различного рода электрометрических усилителях (например, в электрометрических усилителях t преобразованием входного сигнала или на основе усилителя постоянного тока). Измеритель малых токов может быть применен в радиометрической и дозиметрической аппаратуре с аналоговыми детекторами ионизирующего излучения. Известен измеритель малых токов 1.на основе усилителя постоянного тока, в котором для повышения стабильности введена отрицательная обратная связь по напряжению. На точность измерения этого измерит-еля существенно влияет нестабильность параметров элементов первого каскада усиЖтеля и элементов обратной связи. Недостатком этого устройства является то, что для повышения точности измерения, а также для поверки и градуировки измерителя требуются сложные и дорогие генераторы тока . Известен измеритель малых токов 2, содержащий усилитель, охваченный парал лельной отрицательной.обратной связью по напряжению, источник калибровочного наПряжения и регйстраторвьйодной величины. Основным недостатком известного устройства является то, что источник калибровочного напряжения подключен к дополнительному входу бдного из каскадо1в усилителя, и калибровка всего измерителя осуществляется смещением нуля. Кроме того, при такой схеме включения необходима временная и температурйая стабильность выходного напряженйТй источника калибровочного напряжения, так как он является дополнителбным йстоЧ Нйком дрейфа нуля всего измерителя. Те же требования по стабильности предъявляются и к переменному сопротивлению, шунтирующему источник калибровочного напряжения. Таким образом, погрешность измерения известного устройства можно снизить только усложнением схемы источника калибровочного напряжения путем вве деНия д полнительной стабилизации. Схема известного устройства неэкономична, так как при работе от источника калибровочного напряжения непрерывно отбирается мощность. Йзвестноё устро йстШ ё11Ш§67(яёт т1ровот,ить контроль параметров входной цепи измерителяи выходной цепи деТектор а, ко тЬрьТе изйШЙЮтсяв процессе эксплуатации. Это обуславливает дополнительную погреш Н6ст ь измё|Уенйя входного тока и снижение надежности работы измерителя. Целью изобретения является повышение 7 ; Tpi4fit)CtH, экономичности и надежности боты измерителя. Указаннэя цель достигается тем, что в из меритёЖ мальгх толков;, содержащем усили тель с параллельной отрицательной резисторной обратной связью по напряжению, ис.. -1 точник калибровочного напряжения и регист ратбр входного сигнала,в.цёпь отритаательной обратной связи по напряжению введен источник калибровочного напряжения, выполненный в ШДё нормального элемента, под ТслТб№нйбго через замыкающий к6нта1ст йе рекЛючающего реле к труппе резисторов обратной связи, и через реле с нормально разомкнутыми контактами - к делите лк5 Напрйжёни я, пбдсоединенному через блок {теле с нормально разомкнутыми контактами к регистратору выходного сигнала, к усилителя и чёрег размыкающий Такт упомянутого переключеющего реле к группе резисторов обратной связи. При включении в цепь обратной связи источника калибровочного напряжения от него отбирается ток не более 1 мкА, что делает схему экономичной и г1озволйётТГ 11бЖЗовать недорогой стандартный нормальный элемент. npMeHetiHe стандартного нормального элемента обеспечивает высокую точТОСть, так Жк класс точнос тй Нормальнбгд элем йта, Определяющий допустимое изменение ЭДС в /о за год составляет не более 0,02% для ненасыщенного элемента типа Э 303 На чертеже представленастут турная схема измерителя малых т6ков,вь1ГнУ1Нейного согласно данному изобретению. Измерите.ль малых токов содержит усилитель 1, охва.ченный через одно из сопротивлений обратной связи 2 параллельной обратной отрицательной с{з5 зью пЬ йапряжению, и регистратор выходного сигнала 3. Источник калибровочного напряжения 4, включаемый в цепь обратной 1связнТ по- мойГьютгёреключаюцхего реле 5, содержащий нормальный элемент 6, к которому б помощью контакта реле 7 подключается делитель напряжения 8, йаг1ряЖёнйё с которого снимается через блок реле 9. Блок реле 10 УёДТГазначёи для переключения поддиапазонов измерениятбкйп тем коммутации с6 противления обратной связи 2. Измеритель работает следующим образо 1. В режиме «Измёренйе, когдаисточник калибровочного напряжения 4 в цепи обрат.;; ной сд.язи отключен, входной сигнал - по стбяиный ток, 11оказаннь1Й на чертеж стрел-1я-- ; ДСА 1:::л: « - -г -: - -.. -г-- --- --.-.. ...- ..,.----кои, с6зДаёт паДёнйё напряйёНиЯ нЗ ГОггротивлении обратной связи 2. Эт6 напрй кение усиливается усилителем 1 и подается на регистратор выходного сигнала-3, и через сопротивление обратной связи 2 - на вход усилителя 1. Связь мёжДу входным и выходным сигналами определяется -выражением: . V « НКиЗгде Кц - петлевой коэффициент усиления по напряжению; В - коэффициент передачи по петле обратной связи; RcB - сопротивление обратной связи. В режиме «Контроль, когда источник калибровочного напряжения 4 включается через реле 5 и 9. в цепь обратной связи, входным сигнало.м является ЭДС нормального эл емента 6 или напряжение, которое снимается с делителя 8. Это. НсГгтряЖениё усиливается усилителем 1 и подаётСЯ на рёгистратор выходного сигнала 3 и через сопротивление обратной связи 2 и источник калибровочИого напряжения 4 на вход усилителя 1. Связь между входным и выходным сигналом определяется выражением: где ( - напр яжениё, снимаемое с делителя 8, или ЭДС нормального элемента 6. Данное решение позволяет проводить градуирование усилйтеля по величине ЭДС норйального элёмётэта, так как эта величина известна с высокой степенью точности, не хуже 0,02%. Таким образом, погрешность градуирования и измерения определяется В бШОвном; погрешностью высокоомного сопротивления обратной связи 2 и может составлять. ±2%. Проверка линейности усилителя в пределах поддййГп азонаИзмерения осуществляется йзменёнием величины напряжения и х снимаемого с делителя напряжения 8 через блок реле 9. Дополнительная погрешность проверки линейности при этом определяется разбросом значений сопротивлений делителя 8 и составляет доли процента. Контроль стабильности параметров высокоомных элементов входной цепи усилиТеЛя и выходной цепи источника измеряемоТЬfoka НрбйзвбДйтся путёкг переключения с помощью блока реле 10 сопротивлений 2 в цепи обратной свЯзи при включенном в эту цепь нормальном элементе 6. Так как сопротивление утечки высокоомных элементов на 2-3 порядка больще макШмальногОсопротивления обратной связи 2, то при пёрёключении сопротивлений обратной связи 2 величина ( не изменяется в случае стабйльйбсТй параметров высокоомНых элементов, и увелйчивается по мере увеличения сопротивления обратной связи 2 и случае резкогб снижения величнны сопротивления утёчки высокоомных элементов. Это позволяет быстро оценить работоспособность