Многодиапазонный измеритель малых токов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕ(НИХРЕСПУБЛИН 09) (1 И ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ дена Трудовогогосударственный 8. 8)А.М. Техника"Энергия", 197 6.К. Е 1 есгошеегехепдей ЬапдвггошепСв апйМф 25, р. 317 с 2 Ьег М яп Еог еаг 1 п 64,2. Там же3. Вгоо 1 ссиепдй девчЫйЬв "Ипсд г327. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧН Н ИЖОРСКОМУ (ЩИДВТВЬСТВ(71) Тартуский орКрасного Знамениуниверситет(56) 1. Илюковичэлектрометрии, М.с. 218. 4)(57) ИНОГОДИАПАЗОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬМАЛЫХ ТОКОВ, содержащий электротермический усилитель, инвертирующийвход которого соединен с входнойклеммой измерителя, неинвертирую.щий - с шиной нулевого потенциала,а выход - с выходной клеммой измерителя, измерительные резисторы, коммутационные реле замыкающего типаи коммутационные реле переключающеготипа, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности измерений, одни выводы измерительныхрезисторов через контакты коммутационных реле замыкающего типа соединены с входной клеммой измерителя,а другие - с подваеыми контактамикоммутационных реле переключающеготипа, причем замыкающие контактыэтих реле соединены с выходной клем,мой измерителя, а размыкающие - сшиной нулевого потенциала.Изобретение относится к электроиэмерительной технике, а именно ктехнике электрометрии, и предназначено для измерения, малых токов.Известен измеритель малых токов, 5содержащий электрометрический усилитель с параллельной отрицательнойобратной связью(ООС)через высокоомный измерительный резистор Я .Недостатками этого измерителя 10являются невысокое быстродействие,обусловленное наличием паразитнойемкости между его выходом и входом,и возможность измерений лишь водном диапазоне измеряемых токов. 15Известны также измерители малых,токов с повышенным быстродействием,в которых для уменьшения постояннойвремени паразитная емкость междувыходом и входом путем соответствующего экранирования снижена до весьманебольшой величины, содержащиеэлектрометрический усилитель спараллельной ООС через высокоомный измерительный резистор 21,Эти измерители также предназначены для измерений лишь в одном диапазоне токов. Их основная динамическая.погрешность определяется паразитнойсуммарной емкостью, включеннойпараллельно входу электрометрическо 30го усилителя,Кроме динамической погрешности,измерителям малых токов присуща погрешность, обусловленная шумами ихэлементов.,Приведенный к входу изме- З 5рителя шум зависит в основном отвеличины импеданса, включенногопараллельно входу электрометрического усилителя, причем с уменьшениемуказанного импеданса погрешность 40иэ-за шумов возрастает, поэтому пара-.зитная суммарная емкость, включеннаяпараллельно входу усилителя, должнабыть минимальной.45Наиболее близким техническимрешением к изобретению являетсямногодиапазонный измеритель малыхтоков, содержащий электрометрическийусилитель, инвертирующий вход которого соединен с входной клеммойизмерителя, неинвертирующий - с,шиной нулевого потенциала, а выход -с выходной клеммой измерителя, коммутационные реле замыкающего и переключающего типов и измерительныерезисторы одни выводы которыхчерез контакты коммутационных релезамыкающего типа соединены с выходной клеммой измерителя, а другие с подвижными контактами коммутационных реле переключающего типа, причем замыкающие контакты этих реле соединены с входной клеммой измерителя, а раэмыкающие - с шиной нулевого потенциала. В этом измерителе отключенные от входа усилителя измерительные резисторы замыкаются с помощью контактов реле переключающего типа на шину нулевого потенци-ала 13.Недостатком известного многодиа" пазонного измерителя малых токов является относительно низкая точность измерений, обусловленная динамической погрешностью и погрешностью из-за шумовОбе погрешности связаны с наличием дополнительных паразитных емкостей, подключенных параллельно входу электрометрического усилителя, образованных как межконтактными емкостями коммутационных реле переключающего типа, так и емкостями контактов этих реле на корпус уст-. ройства. Так как паразитные емкостиэлектрометрических реле могут составлять несколько о Ф, то дополнигельная суммарная емкость, подключенная на вход усилителя, при наличии нескольких пределов измерений, т.е. нескольких реле, может превышать входную емкость электро- метрического усилителя. Уменьшение входного импеданса приводит, как известно, к росту уровня шумов и снижению быстродействия.Целью изобретения является повышение точности измерений.Поставленная цель достигается тем, что в многодиапазонном измерителе малых токов, содержащем электро- метрический усилитель, инвертирующий вход которого соединен с входной клеммой измерителя, неинвертирующий - с шиной нулевого потенциала, а выход - с выходной клеммой измерителя, измерительные резисторы, коммутационные реле замыкающего и переключающего типов, одни выводы измерительных резисторов через контакты коммутационных реле замыкающего типа соединены с входной клеммой измери" теля, а другие - с подвижными контактами коммутационных реле переключающего типа, причем замыкающие контакты этих реле. соединены с выходной клеммой измерителя, в размы/ кающие- с шиной нулевого потенциала.59 Составитель П.МелиховРедактор С.Патрушева Техред;Л.Микеш, Корректор О.Луговая Заказ 9946/38 Тираж 748 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий.113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 1335На чертеже представлена принципиальная схема многодиапазонного изме-рителя малых токов.Устройство содержит электрометрический усилительизмерительные резисторы 2-4, левые(по чертежу)выводы которых через контакты 5 комму. тационных реле замыкающего типа соединены с входной клеммой 6 измерителя, а правые - с подвижными б контактами 7 коммутационных реле переключающего типа, причем замыкающие контакты этих реле соединены с выходной клеммой 8 измерителя, а размыкающие - с шиной 9 нулевого потенциала,Устройство работает следующим образом.Предел измерения многодиапазонного измерителя малых токов выбирают независимым. включением в цепь ООС электрометрического усилителяодного из высокоомных измерительных резисторов 2,3 или 4. На чертеже для определенности изображен вариант включения резистора 4. Подключение определенного измерительного резистора к входной клемме 6 измерителя осуществляют с помощью контактов 5 соответствующего коммутационного реле замыкающего типа, а к выходной клемме 8 измерителя с помощью подвижных 7 и замыкающих контактов - соответствующего коммутационного реле переключающего типа. Таким образом, при включении 35 двух, соответствующих выбранному пределу измерений, коммутационных реле определенный измерительный .резистор оказывается включенным между входом и выходом усилителя, а 40 правыепо чертежу) выводы неиспользуемых измерительных резисторов остаются соединенными с шиной 9 нулевого потенциала. При подаче измеряемого тока на входную кпемму 6 измерителя он протекает по включенному измерительному резистору 4, образуя на нем падение напряжения. Поскольку напряжение на входе идеального усилителя равно нулю, то это падение напряжения оказывается равным напряжению на выходной клемме 8 относительно шины 9 нулевого потенциала, и является мерой измеряемого тока.Повышение точности измерений малых токов с помощью предложенного измерителя объясняется его большим по сравнению с известным измерителем импедансом, включенным параллельно входу электрометрического усилителя. Это связано с тем, что межконтактные емкости обесточенных коммутационных реле замыкающего типа, относящихся к входной цепи усилителя, включены не непосредственно между входной клеммой 6 и шиной 9 нулевого потенциала, как в известном случае, а через цепочки, состоящие из параллельно включенных неиспользованного измерительного резистора, соединенного с данным контактом 5, и его паразиткой емкости на корпус измерителя, Следовательно, суммарный паразитный импеданс, включенный параллельно входу электрометрического усилителя предложенного измерителя, оказывается больше соответствующего импеданса известного измерителя, что, как известно, обеспечивает повышение быстродействия измерителя и уменьшение уровня его шумов. Сравнительные испытания двухдиапазонных предложенного измерителя малых токов и известного показали, что быстродействие первого иэ них иа ЗОХ выше, а уровень шумов на 402 ниже, чем второго.