Электрометр

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 0404,79 (21) 2745525/18-21с присоединением заявки йо(23) ПриоритетОпубликовано 301280, Бюллетень Й 9 48Дата опубликования описания ЗИ 280(51)М, Кл,з С 01 й 19/08 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(54) ЭЛЕКТРОМЕТР Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при измерениях ионных токов в масс-спектрометрии, Хроматографии и других областях,Известно устройство для измерения малых токов, содержащее электро- метрический усилитель и два конденсатора, один из которых установлен в цепи обратной связи, а другой введен в состав дифференцирующего звена на выходе усилителя (11 .Недостаток устройства заключается в ограниченной области его практического использования. 15Наиболее близким техническим решением к изобретению является электрометр, содержащий, в частности, входной усилитель с конденсатором в цепи отрицательной обратной связи, 20 блок потенциальной развязки, регистрирующий прибор 2 .Недостаток этого электрометра связан с тем, что в нем в качестве измерительного сопротивления исполь зуется высокоомный композиционный резистор, имеющий большой разброс номинального значения и ряд других неудовлетйорительных показателей. Вследствие этого чувствительность ЗО и точность электрометра в ряде случаев оказываются недостаточными,Цель изобретения - повышениечувствительности и точности электрометра при измерении ионных токовПоставленная цель достигаетсятем, что в электрометр, содержащийвходной усилитель с конденсаторомв цепи отрицательной обратной грязи,блок потенциальной развязки, регистрирующий прибор, введены дополнительный усилитель и термозлектронныйисточник тока с цилиндрическим анодом, расположенным коаксиально к катоду, и коллектором электронов, установленным вблизи калиброванногоотверстия в аноде, причем вход дополнительного усилителя через блокпотенциальной развязки соединен свыходом входного усилителя, катодтермоэлектронного источника токаподключен к выходу дополнительногоусилителя, анод - ко входу регистрирующего прибора, а коллектор электронов - ко входу входного усилителя,На чертеже представлена функциональная схема предложенного электрометра,Электрометр содержит входной усилитель (нуль-усилитель) 1 с конденса792160 Формула изобретения ВНИИПИ Заказ 10146/44 Тираж 1019 ПодписноеФилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тором 2, включенным в цепь отрицательной обратной связи, термоэлектронный источник тока, выполненный в виде вакуумированного баллона 3 с катодом 4, цилиндрическим анодом 5, в котором предусмотрено калиброванное отверстие 6, и коллектором 7 электронов, блок 8 потенциальной развязки (например, оптронный), дополнительный усилитель 9 и регистрирующий прибор 10, Иа схеме показан также коллектор 11 приемника ионов масс-спектрометра, не являющийся составной частью предложенного электрометра.Работа электрометра основана на компенсационном принципе и происхо- дит следующим образом.Ионный ток масс-спектрометра с коллектора приемника ионов 11 посту пает на конденсатор 2. По мере накопления зарядов на конденсаторе 2 усилигель 1 формирует сигнал, который через блок 8 потенциальной развязки направляется ко входу усилителя 9, обеспечивающего увеличение тока накала катода 4 термоэлектронного источника тока, В результате осуществляется нейтрализация тока положительно заряженных ионов, и все устройство возвращается в нулевое состояние, Таким образом, конденсатор 2 в процессе измерения постоянно находится под нулевым потенциалом,Ток коллектора термоэлектронного источника соответствует ионному току масс-спектрометра с точностью до токов утечки элементов конструкции и электрометрического каскада усилителя 1. Поскольку в термоэлектронном источнике тока отношение анод- ного тока Эа к току коллектора 7 электронов Дз равно отношению эффективной площади анода 5 д к площади калиброванного отверстия Ьо, т,е. а ток 3 э эквивалентен ионному токумасс-спектрометра ц , то для последнего справедливо следующее соотношение: ф Д5 о5 и Ба аТоки утечки, хотя и вносят систематическую погрешность, в конечномсчете на точности измерения не сказываются. Исключение из электромет- Я ра высокоомного композиционного резистора и предотвращение процессаперезарядки конденсатора 2 предопределяют повышенные знаЧения чувствительности и точности электрометра,Электрометр, содержащий входнойусилитель с конденсатором в цепиотрицательной обратной связи, блокпотенциальной развязки, регистрирующий прибор, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения ион 25 ных токов,в него введены дополнительный усилитель и термоэлектронныйисточник тока с цилиндрическим анодом, расположенным коаксиально к катоду, и коллектором электронов, уста 39 новленным вблизи калиброванного отверстия в аноде, причем вход дополни-.тельного усилителя через блок потенциальной развязки соединен с выходомвходного усилителя, катод термоэлект 35 ронного источника тока подключен квыходу дополнительного усилителя,анод - ко входу регистрирующего прибора, а коллектор электронов - ковходу входного усилителя,4 О Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 457039, кл, 6 01 В 19/00, 1972,2. Авторское свидетельство СССРР 157412, кл. 6 01 В 19/18, 1961.