Устройство для измерения малых постоянных токов Советский патент 1982 года по МПК G01R19/25 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначается для использования в интегр1фующих электрометрических приборах.

Известен измеритель тока,содержащий интегратор тока/ выполненный в виде усилителя с интегрирующим конденсатором и пусковым ключом в цепи обратной связи, запоминающий конденсатор , а также синхронно управляемые переключатели, обеспечиваю1дие встречно-последовательное включение и отключение конденсаторов С Недостаток известного устройства связан с невысокой надежностью работы, обусловленной значительным количеством механических коммутирующих элементов и возможными сбоями в их синхронизации.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения малых постоянных токов, содержащее интегратор тока, выполненный на операционном усилителе с конденсатором в цепи обратной связи, дискриминатс, вход которого соединен с выходом интегратора, коммутатор, выходной ключ которого реализованный на двух биполярных транзисторах в диодном

включении,установлен в контуре разряда конденсатора интегратора, а управляющий вход, являющийся входом тактирующего, генератора импульсов подключен к выходу дискриминатора 2.

Недостаток указанного устройства заключается в .низкой точности измерения, вызванной нестабильностью установки начального уровня напряже10ния интегратора иэ-за температурного и временных изменений паргиметров тактирующего генератора импульсов. Кроме того, точность измерения ограничивается током утечки через переход

15 база-эмиттер одного из транзисторов выходного ключа коммутатора, смещенного во время накопления заряда на интегрирующем конденсаторе в обратном направлении.

20

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения малых постоянных токов, содержащем

25 интегратор тока, выполненный на операционном усилителе с конденсатором в цепи обратной связи, дискриминатор, вход которого соединен с выходом интегратора/ коммутатор, выходной ключ которого установлен в контуре разряда конденсатора интеграто ра, а управляющий вход подключен к выходу дискриминатора, в упомянутый контур разряда дв.а р-ц-перехода, подключенных встречно-последователь но к входу интегратора, и дополнительный усилитель , соединенный по входу с выходом интегратора, а коммутатч снабжен дополнительным выходным ключом, установленным между парой р-VI-переходов и ишной нулевого потенциала. На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит интегратор 1 выполненный на операционном усилителе с конденсатором в цепи обратно связи, дискриминатор 2, инвертируювщ усилитель 3, электронный коммутатор 4и связку из двухр-ппереходов 5, Устройство работает следующим образом. При подаче измеряемого тока на вход устройства происходит накоплени заряда на конденсаторе интегратора, и напряжение на выходе устройства растет. При достижении этим напряже нием порога срабатывания дискриминатора 2 последним формируется перепад напряжения, управляющий коммутатором 4. С помощью коммутатора 4 P-V1 переходы 5 подключаются к выходу усилителя 3, замыкая таким образом, цепь отрицательной обратной связи интегратора 1. При этом во входной цепи интегратора 1 протекает ток, определяемый его выходным напряжением. По окончании разряда конденсатора интегратора 1 дискриминатор 2 переключает коммутатор 4, который подсоединяет р-У -переходы 5 к шине нулевого потенциала, в резуль тате чего во время накопления заряда на конденсаторе интегратора 1 разность потенциалов на выводах связки из р-у -переходов 5 оказывается близкой к нулю. Процесс накопления-сброса заряда на кон ценсаторе интегратора 1 является периодическим Усилитель 3 расширяет динамически диапазон интегратора 1, обеспечивает прохождение тока через р-И -переходы 5при разряде интегрирующего конденсатора до начального уровня и умены шает температурную нестабильность начсШьного уровня интегоиххэвания. определяемую -переходами 5 в К раз, где К - коэффициент передачи усилителя 8. Встречно-последовательное включение P-VI -переходов 5 позволяет существенно уменьшить ток утечки во входной цепи устройства. Ток утечки через р-п -переходы 5 во время накопления заряда на конденсаторе интегратора 1 определяется напряжением смещения усилителя интегратора 1, технологией изготовления переходов и их конструктивным исполнением. Время разрядов интегрирующего конденсатора практически определяется динамическими свойствами интегратора 1, а уровень разряда - входными характеристиками его усилителя и коэффициентом передачи усилителя 3. Таким обрдзом, повышенная точность предлагаемого устройства достигается за счет уменьшения тока утечки входной цепи и снижения погрешности установки начального интегрирования. Формула изобретения Устройство для измерения малых постоянных TokoB, содержащее интегратор тока, выполненный на операционном усилителе с конденсатором в цепи обратной связи, дискриминатор, вход которого соединен с выходом интегратора, коммутатор, выходной ключ которого установлен в контуре разряда конденсатора интегратора , а управляющий вход подключен к выходу . дискриминатора, отдичающеес я тем, что, с целью повьапения точности измерения, в упомянутый контур разряда введены два р-и -перехода, подключенных встречно-последовательно к входу интегратора,и дополнительный усилитель, соединенный по входу с выходом интегратора, а коммутатор снабжен дополнительным выходным ключом, установленным между парой р-и.-переходов и шиной нулевого . потенциала. Источники информации, принять е во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 421943, кло G 01 R 19/00, 1971. 2.Патент США 3727071, кл. 307-229, 1971.