Электрометрический преобразователь заряда

(51)4 С 19 00 ЗОБРЕ ЕТЕПЬСТВ ЕНИЯа, двухпочерез кого реэистои соединен третийым выводомжения, выителяен к неинного усилиотенциальжения смеения еди ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ОПИСАНИК АВТОРСКОМ(54)(57) ЭЛЕКТРОМЕТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЗАРЯДА, содержащий элек.трометрическую лампу, анод которойподключен к потенциальному выводуисточника анодного напряжения, цепьнакала - к выходу источника начального напряжения, а сетка - к входной потенциальной клемме устройства, источник напряжения смещениякатода, усилитель постоянного тока,выход которого соединен с выходнымиклеммами устройства, четыре резистора, конденсатор, включенный меж-.ду сеткой лампы и выходным потенциальным выводом усилителя постоянного тока, соединенным с одним из выводов первого резисто зиционный переключатель торый другой вывод перв ра подключен к сетке ла нулевого потенциала, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, внего введены дополнительный усилитель постоянного тока типа модулятор-демодулятор и источник опорного напряжения, причем входной потенциальный вывод дополнительногоусилителя постоянного тока и потенциальный вывод инвертирующего входаосновного усилителя постоянного тока через второи резисторс катодом лампы, а черерезистор - с потенциальисточника опорного напряход дополнительного усилпостоянного тока подклювертирующему входу оснотеля постоянного тока,ный вывод источника нап реэ четвертый резист с катодом лампы.Изобретение относится к электро- измерительной технике и предназначено для использования при измерении электрических зарядов и малых токов, 5Цель изобретения - повышение точности преобразования путем снижения напряжения смещения нуля усилительного тракта.1 0На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого электрического преобразователязарядаУстройство содержит электрометрическую лампу 1, источник 2 накаль 15 ного напряжения, источник 3 анодного напряжения, источник 4 напряжения смещения, источник 5 опорного напряжения, основной усилитель 6. постоянного тока, дополнительный усилитель 7 постоянного тока типа модулятор-демодулятор, двухпозиционный переключатель 8 с контактными выводами 9-11, конденсатор 12, резисторы 13-16. Анод лампы 1 под 25 ключен к потенциальному выводу источника 3 анодного напряжения, цепь накала - к выходу источника 2 накального напряжения, а сетка - к входной потенциальной клемме устройст- ЗО ва. Выход усилителя 6 постоянного тока соединен с выходными клеммами устройства, Конденсатор 12 включен между сеткой лампы 1 и выходным потенциальным выводом усилителя 6 35 постоянного тока, соединенным с одним из выводов резистора 13, Другой вывод резистора 13 через двухпозиционный переключатель 10 подключен к сетке лампы 1 и к шине нулевого 40 потенциала. Входной потенциальный вывод усилителя 7 постоянного тока и потенциальный вывод инвертирующего входа усилителя 6 постоянного тока через резистор 14 соединены с 45. катодом лампы 1, а через резистор 15 с потенциальным выводом источника 5 опорного напряжения, Выход усилителя 7 постоянного тока подключен к неинвертирующему входу усилителя 50 6 постоянного тока, а потенциальный вывод источника 4 напряжения смещения через резистор 16 соединен с катодом лампы.Устройство работает еледующим 55 образом.При включении устройства, т.е. после подачи питающих напряжений, где ; Ю Вх Д- величина входного тока,заряжающего конденсатор 12,- приведенное напряжениесмещения,- емкость конденсатора 12 ф прогревается нить накала лампы 1, разогревается ее катод, начинаетпротекать анодный ток и, соответственно, ток катода, который равен сумме токов через резисторы 14 и 16. Напряжение смещения источника 4 и сопротивление резистора 16 определяют режим лампы 1. С их помощьюзадается режим, прикотором сеточный ток лампы 1 минимален. Выводы 9 и 11 переключателя 8 замкнуты. Конденсатор 2 разряжен. Потенциал точки соединения резисторов 14 и 15, атакже потенциальных выводов входаусилителя 7 и инвертирующего входаусилителя 6 близок к нулю. При равенстве резисторов 14 и 15 опорное напряжение источника 5 равно потенциалу катода лампы 1. Выходное напряжение усилителя 6 близко к нулю. Так как коэффициент передачи по напряжению каскада усиленияна лампе 1 близок к единице, то фактически потенциал инвертирующего входа усилителя 6 близок (практически равен) потенциалу сетки лампы 1. Стабильность коэффициента передачи усилителя при этом значительно повышается, поскольку стабильность напряжения смещения нуля, приведенного к входу преобразователя, т.е, к сетке лампы 1, определяется стабильностью и величиной смещения нуля усилителя 7 постоянного тока типа модулятор-демодулятор, Соответственно (в 20-30 раз) уменьшается величина приведенного напряжения смещения нуля всего преобразователя.В режиме преобразования зарядоввыводы 9 и 11 переключателя 8 разомкнуты. При появлении входногосигнала, например, электрическогозарядас выхода пьезоэлектрического датчика, выходное напряжение1преобразователя начинает изменяться, т,еоворрект актор Е. Папп Колб Тираж 747 Подписное НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 5, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5/46 Зака 3 ал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 К - приведенное сопротивление.Величина приведенного сопротивления 8, входящего в выражение (1) может быть найдена как где В - сопротивление источникавходных сигналов," - входное сопротивлениеутечки усилительноготракта. Чем меньше величина приведенногонапряжения смещения, тем выше стабильность и точность преобразованиязарядов. Так как величина напряже ния смещения нуля в предлагаемомустройстве определяется напряжениемсмещения нуля усилителя 7 постоянного тока типа модулятор-демодулятор,которое является весьма мальи.10 . Предлагаемое устройство имеетповышенную точность преобразованиязарядов, особенно выходных сигналов пьезодатчиков, работакицих врежиме квазистатических нагрузок.