Устройство для измерения напряжения Советский патент 1982 года по МПК G01R19/00 

(5t) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

1

Изобретение относится к эяектроизмерительной технике и предназначено для использования при контроле различных электрофизических величин, например параметров высокоомных полупроводниковых материалов.

Известен измеритель постоянного или медленно меняющегося напряжений, выполненный на основе электрометрического усилителя с последовательной отрицательной обратной связью в виде установленного во входной цепи реохорда, движок которого кинематически связан с валом выходного двигателя 1 J.

Недостаток известного устройства заключается в том, что его практическое применение возможно лишь при наличии входных цепей, гальванически разделенных от общей земли устройства.

Наиболее близким техническим решением является устройство для измерения напряжения, содержащее коммутатор, сигнальные входы которого соединены с источниками контролируемого и компенсирующего напряжений, связанными с шиной нулевого потенциала,

усилитель, вход которого подключен к выходу коммутатора, конденсатор, установленный между выходом усилителя и входом индикатора нуля, блок управления, вход которого соединен с выходом индикатора нуля, а выход - с управляющими входами коммутатора и ключа, размещенного между генератором тактовых импульсов и счетчиком Г2}.

15 Указанное устройство реализует принцип двойного интегрирования, причем для его нормального функционирования требуется узел отсчета интервалов времени как заряда, так и разряда конденсатора. Это обусловливает существенную сложность известного технического решения.

Цель изобретения - упрощение измерительного устройства.

Поставленная цель достигается тем что в устройстве для измерения напряжения, содержащем коммутатор, сигнальные входы которого соединены с источниками контролируемого и компенсирующего напряжений, связанными с шиной нулевого потенциала, индикатор нуля, выход которого подключен к входу блока управления, конденсатор, усилитель, ключ и генератор тйктовых импульсов, конденсатор установлен между выходом коммутатора и входом усилителя, ключ размещен между точкой соединения конденсатора с усилителем и шиной нулевого потенциала, выходы генератора тактовых импульсов подключены к управляющим входам коммутатора и ключа, вход индикатора нуля соединен с выходом усилителя, а выход блока управления подключен к управляющему входу источника компенсирующего напряжения.

На чертеже представлена функциональная схема предложенного устройства для измерения напряжения.

В устройство входят источник Т компенсирующего напряжения, коммутатор 2, конденсатор 3 усилитель (электрометрический повторитель) , индикатор 5 нуля, генератор 6 тактовых импульсов, ключ 7 и бло 8 управления.

Усилитель , ключ 7 и коммутатор 2, обладающие малыми утечками, служат для развязки входной электрометрической цепи от выходной низкоомной измерительной цепи (индикатор 5 нуля, источник 1 компенсирующего напряжения) .

Конденсатор 3, имеющий большое время саморазряда, предназначен для запоминания компенсирующегонапряжения . Один из входов коммутатора 2 является входом устройства. Генератор тактовых импульсов 6 периодически вырабатывает двухтактный сигнал, управляющий коммутатором 2 и ключом 7

В первом такте происходит запоминание компенсирующего напряжения на конденсаторе 3. Для этого конденсатор 3 через коммутатор 2 и ключ 7 подключается к источнику 1 компенсирующего напряжения и заряжается до величины его выходного напряжения.

Во втором такте производится измерение контролируемого напряжения

путем сравнения его с известным компенсирующим напряжением. В этом такте конденсатор 3 коммутатором 2 и ключом 7 отключается от источника 1 компенсирующего напряжения и подключается между входом устройства и входом усилителя . На вход усилителя 4 поступает, следовательно, напряжение, равное разности между контролируемым и компенсирующим напряжениями. Для точного измерения входного сигнала необходимо осуществить полную компенсацию контролируемого напряжения. Это-достигается регулировкой комменсирующего напряжения путем подстройки источника 1 в последующих тактах с помощью блока 8 управления. Полная компенсация, при которой контролируемое напряжение становится равным компенсирующему, определяется посредством индикатора 5 нуля. Величи контролируемого напряжения фиксируется по значению выходного напряжения источника 1 с помощью стандартного регисрирующего прибора, например вольтметра (на чертеже не показан).

Таким образом, предложенное устройство., обладающее относительно простой конструкцией, обеспечивает приемлемую точность измерения и позволяет контролировать напряжения высокоомных источников практически всех возможных видов, в частности и тех случаях, когда источник контролируемого напряжения и цепь питания измерительного устройства имеют общую землю.

Формула изобретения

Устройство для измерения напряжения, содержащее коммутатор, сигнальные входы которого соединены с источниками контролируемого и компенсирующего напряжений, связанными с шиной нулевого потенциала, индикатор нуля, выход которого подключен к входу блока управления, конденсатор, усилитель, ключ и генератор тактовых импульсов, отличающееся тем, что, с целью упрощения, конденсатор установлен между выходом коммутатора и входом усилителя, ключ размещен между точкой соединения конденсатора„с усилителем и шиной нулевого потенциала, выходы генератора тактовых импульсов подключены к управляющим входам коммутатора и ключа, вход индикатора нуля соединен с выходом усилителя, а выход блока управления подключен к управляющему входу источника компенсирующего напряжения.

Источники информации, принятые во вниммние при экспертизе

с. 199.

2.Александров B.C. лл Прянишников В.А. Приборы для измерения малых постоянных напряжений и токов, Л., Энергия, 1971, с. 37.