Электрометрический усилитель

(19) (11) 4(51) Н 03 1 3/34 ГОСУДАРСГО ДЕЛА БРЕТЕНИЯ ИСАНИЕ М АВТОРСНО(54)(57) ЭЛЕКТРОМЕТРИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий усилитель постоянного тока с цепями отрицательной обратной связи по числу поддиапазонов измерения, первая из которых выполнена на первом резисторе, а все последующие - на соответствующих резисторе и электронном коммутаторе, при этом переключающий контакт каждого электронного коммутатора соединен с первым выводом соответствующего резистЬра, а размыкакиций контакт - с общей шиной, отличающий" ьство ССС4, 1976 ТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ с я тем что, с целью повьппения точности измерения и расширения диапазона измеряемых токов, введен блок управления, в каждую цепь отрицательной обратной связи, кроме первой, введены два диода, включенные встречно-параллельно, и регулируемый источник напряжения, причем первый вывод каждого регулируемого источника напряжения подключен к замыкающему контакту соответствующего электронного коммутатора 1 второйвывод - к выходу усилителя постоянного тока а управляющий. вход - к соответствующему выходу блока управления, точка соединения одних электродов двух дио- З дов в каждой цепи отрицательной обратной связи подключена к входу усилителя постоянного тока, а точка соединения других электродов двух диодов - к второму выводу соответствующего резистора, при этом вход блока управления подключен к выходу усилителя постоянного токаИзобретение относится к измеритель=ной технике и может быть использованопри измерении малых токов и большихсопротивлений.Известен электрометрический усилитель, входящий в состав вольтметраэлектрометра и выполненный на основеоперационного усилителя с высокимвходным сопротивлением. При этомв цепи отрицательной обратной связиоперационного усилителя включен электромеханический коммутаттор, переключающий измерительные резисторы Я,Однако известный электрометрический усилитель обладает низкой надежностью и низкая быстродействием изза наличия электромеханического коммутатора.Наиболее близким к изобретениюявляется электрометрический усилитель, содержащий усилитель постоянного тока с цепями отрицательнойобратной связи по числу поддиапазоновизмерения, первая из которых выполнена на первом резисторе, а все последующие - на соответствующих резисторе и электронном коммутаторе приэтом переключающий контакт каждогоэлектронного коммутатора соединенс первым выводом соответствующего ре- ЗОзистора,.а размыкающий контакт - собщей шиной 2 .Однако известный электрометрический усилитель имеет низкую точностьизмерения и узкий диапазон измеряе- З 5мых токов,Цель изобретения - повышение точности измерения и расширение диапазона измеряемых токов,Поставленная цель достигается тем,40что электрометрический усилитель,содержащий усилитель постоянного тока с цепями отрицательной обратнойсвязи по числу поддиапазонов измерения, первая из которых выполнена на 45первом резисторе, а все последующие -на соответствующих резисторе и электронном коммутаторе, при этом .переключающий контакт каждого электронного коммутатора соединен с первым 50выводом соответствующего резистора,а размыкающий контакт - с общей шиной, введен блок управдения, в каждую цепь отрицательной обратной связи, кРоме первой, введены два диода, 55включенные встречно-параллельно, ирегулируемый источник напряжения,причем первый вывод каждого регулируемого источника напряжения подключен к замыкающему контакту соответствующего электронного коммутатора,второй вывод - к выходу усилителяпостоянного тока, а управляющий вход -к соответствующему выходу блокауправления, точка соединения однихэлектродов двух диодов в каждой цепиотрицательной обратной связи подключена к входу усилителя постоянноготока, а точка соединения других электродов двух диодов - к второму выводусоответствующего резистора, при этомвход блока управления подключенк выходу усилителя постоянного тока.На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого электрометрического усилителя,Электрометрический усилитель содержит усилитель постсянного тока 1,в первой цепи отрицательной обратнойсвязи - первый резистср 2, а в каждой последующей цепи стрицательнойобратной связи - соответствующие резистор 3, электронный коммутатор 4,регулируемый источник напряжения 5и два диода 6, а также блок управления 7.Электрометрический усилитель работает следующим образом,Измеряемый ток поступает на входусилителя постоянного тока 1. Из-завысокого входного сопротивления усилителя постоянного тока 1 весь измеряемый ток протекает по резисторувключенной цепи отрицательной обратной связи, при этом на выходе усилителя постоянного тока 1 образуетсянапряжение, пропорциональное измеряемому току. При измерении предельномалых токов электронные коммутаторы 4соединяют соответствующие резисторы 3с общей шиной. В этом случае работает первая цепь отрицательной обратной связи на первом резисторе 2, т,е.устанавливается наиболее чувствительный поддиацазон измерения. Сопротивление всех последующих цепей отрицательной обратной связи практическиопределяется параллельным включениемсоответствующего числа пар диодов 6,которые в этот момент включены параллельно входу усилителя. Это сопротивление при малых приложенных напряжениях оказывается очень большим, В результате коэффициент передачи по напряжению электрического усилителяблизок к единице и его выходные ошйб1142882 Заказ 749/44 Тираж Подписи ал ППП "Патеит", г. Ужгород,ул.Прае ки практически не усиливаются. Приизмерении токов большой величины подключается одна нз последующих цепейотрицательной обратной связи при помощи соответствующего электронного 5коммутатора 4. При этом в зависимостиот направления измеряемого тока одиниз двух диодов 6 смещается в прямомнаправлении. Прямое падение напряжения на нем коммпенсируется соответст" 10вующим регулируемым источником напряжения 5, управление которым в зависимости от величины выходного напряжения усилителя постоянного тока 1осуществляется блоком управления 7. 15При измерении малых токов прямое напряжение на одном из двух диодов 6линейно зависит от величины измеряемого тока, поэтому блок управления насоответствующем выходе вырабатывает 20напряжение, линейно зависящее от выходного напряжения усилителя постоянного тока 1. При измерении больших токов напряжение на одном из двух диодов 6 изменяется по более сложному закону в зависимости от величины измеряемого тока, поэтому блок управления на соответствующем выходе вырабатывает напряжение, повторяющее этот закон.Таким образом, положительный эффект от внедрения предлагаемого электрометрического усилителя заключается в повышении точности измерения токов и расширения диапазона измеряемых токов, что обусловлено обеспечением высокого сопротивления отключенных цепей отрицательной обратной связи и компенсацией прямого падения напряжения на двух диодах включенной цепи отрицательной обратной связи.