Устройство для измерения малых токов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 01386 19 И 4 19/00 ОМИТЕТ СССРНИЙ И ОТКРЫТИЙ ГОСУДАРСТВЕНН ПО ДЕЛАМ ИЗО ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ(56) Авторс966614, кВольтмет В 7-30, Техни по эксплуата (54) УСТ Р МАЛЫХ ТО тво СССР5, 1981.универсалие и инструО.Я ИЗМЕРЕ ое свндетельс . 6 01 К 19/ р-злектрометр ческое описан ции, 1984, с. 2 ОЙСТВО ДЛ КОВ ыи ия Я А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение служит для повышения надежности, точности и быстродействия устройства. Устройство содержит операционный усилитель 1, конденсаторы 2 и 4.1 - 4.М, коммутаторы 5.1 - 5.М, дифференциатор 12, коммутатор 7 обратной связи, аналогоцифровой преобразователь 13, блок 14 индикации и блок 15 управления. Введение диодов 3.1 в .М, р-и-переходов 6 и 17, источников 9.1 - 9.Х опорного напряжения, компаратора 1 О, источника 11 образцового напряжения и образование новых функциональных связей способствует достижению указанной цели.ил.1Изобретение относится к измерительной ,технике, в частности к электрометрическим устройствам для измерения малых токов.Целью изобретения является повышение надежности, точности и быстродействия устройства.На чертеже представлена блок-схема устройства.Устройство для измерения малых токов содержит операционный усилитель 1, конден;сатор 2 обратной связи, Ч диодов 3-1, 3-1 З-М, М конденсаторов 4-1, 4-1 4-Ч, Ч коммутаторов 5-1, 5-1 5-Ч, р-п-переход 6, коммутатор 7 обратной связи, неинвертирующий усилитель 8, Ч источников 9-1, 9-1 9-Ч опорного напряжения, ком паратор 10, источник 11 образцового напряжения, дифференциатор 12, аналогоцифровой преобразователь (АЦП) 13, блок 14 индикации, блок 15 управления, входной зажим 16, р-п-переход 17, соединенный с , ,р-п-переходом 6 параллельно-встречно, причем входной зажим 16 соединен с первым выводом конденсатора 2 обратной связи, вторым общим выводом р-и-переходов 6 и 17, анодом диода 3-1 и инвертирующим входом операционного усилителя 1, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной, а выход соединен с вторымм выводом конденсатора 2 обратной связи, выходами неинвертирующего усилителя 8 и всех М коммутаторов 5-1 - 5-Ч, первымвходом компаратора 10, а также через,последовательно соединенные дифференциатор 12 и АЦП 13 - с входом блока , 14 индикации, один вывод источника 11образцового напряжения соединен с общейшиной, а другой соединен с вторым вхо-дом компаратораО, выход которого соединенн с входом блока 15 управления, вы ходы которого соединены с соответствую щими управляющими входами коммутатора 7 обратной связи и всеми коммутаторами5-15-М, первый вывод всех Ч источников 9-1 - 9-Ч опорного напряжения соединен с общей шиной, второй вывод 1-го источника 9- опорного напряжения соединен с вторым входом 1-го коммутатора 5-1, первый вход которого соединен с первым выводом 1-го конденсатора 4-1, второй вывод которого соединен с катодом 1-го диода 3-1, все Х диодов 3-1 - 3-Ч соединены последовательно, первый общий вывод р-и-переходов 6 и 17 соединен с входом коммутатора 7 обратной связи, первый выход которого соединен с общей шиной, причем 1=123 М, а Ч является числом пределов измерения.Устройство работает следующим образом.Перед началом измерений конденсатор 2обратной связи шунтируется р-и-переходами 6 и 17, которые могут быть диодами, через коммутатор 7 обратной связи и неинвертирующий усилитель 8, при этом и потенциал точки соединения 1-го диода 3- и 1-го конденсатора 4- близки к нулю, 401386 30 35 40 Формула изобретения 45 50 55 5 10 15 20 25 В начале измерения блок 15 управления с помощью коммутатора 7 обратной связи соединяет первый общий вывод р-и-переходов 6 и 17 с общей шиной, и его сопротивление становится большим, что исключает его влияние на работу операционного усилителя 1 и конденсатора 2 обратной связи, образующих интегратор. Входной ток операционного усилителя 1 интегрируется, а дифференциатор 12 дифференцирует выходной сигнал операционного усилителя 1, вследствие чего сигнал на входе АЦП 13 пропорционален измеряемому току.При измерении может быть включен дополнительный диапазон измерения, определяемый включенным 1-м конденсатором 5-. Остальные диапазоны отключены с помощью блока 15 управления, включающего коммутаторы 5 - 1 - 5-М так, что первый вывод всех неиспользованных конденсаторов 4-Ч соединен с соответствующим источником 9-М опорного напряжения, при этом потенциалы на обоих выводах неиспользуемых конденсаторов близки друг другу (за счет подбора величины опорного напряжения соответствующего источника 9-Ч опорного напряжения), при этом внутреннее сопротивление диодов 3-Х становится большим и они не оказывают влияния на работу устройства. При достижении выходным сигналом операционного усилителя 1 порога срабатывания компаратора 10, который определяется величиной источника 11 образцового напряжения, компаратор 10 вырабатывает управляющий сигнал, с помощью которого блок 15 управления первый общий вывод р-и-переходов 6 и 17 через коммутатор 7 обратной связи соединяет с входом неинвертирующего усилителя 8, при этом происходит быстрый разряд конденсатора 2 обратной связи, и процесс измерения повторяется,Устройство для измерения малых токов, содержащее операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с общей шиной, инвертирующий вход соединен с входным зажимом устройства и первым выходом конденсатора обратной связи, второй вывод которого соединен с выходом операционного усилителя, а также через дифференциатор и аналого-цифровой преобразователь - с входом блока индикации,коммутаторов, М конденсаторов, первый вывод каждого конденсатора соединен с первым входом соответствующего коммутатора, коммутатор обратной связи, первый выход которого заземлен, причем управляющие входы коммутаторов и коммутатора обратной связи соединены с соответствующими выходами блока управления, отличаю1401386 Составитель В. СмирновРедактор А. Ворович Техред И. Верес Корректор М. ПожоЗаказ 257/44 Тираж 772 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 45Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, уд. Проектная, 4 иееся тем, что, с целью повышения надежности, точности и быстродействия, в него введеныдиодов, соединенных последовательно, два р-п-перехода, соединенных параллельно-встречно, неинвертирующий усилитель М источников опорного напряжения, источник образцового напряжения и компаратор, причем первый общий вывод р-и-переходов соединен с входом коммутатора обратной связи, второй выход которого через неинвертирующий усилитель соединен с выходом операционного усилителя, с выходами М коммутаторов и первым входом компаратора, второй вход которого соединен с одним выводом источника образцового напряжения, другой вывод которого соединен с обцей шиной, выход компаратора соединен с входом блока управления, первый вывод Х источников опорного напряжения соединен с общей шиной, а второй вывод каждого из Х источников опорного напряжения соединен с вторым входом соответствующего коммутатора, анод первого из М диодов соединен с вторым общим выводом р-и-переходов и неинвертирующим входом операционного усилителя, катод 1-го диода соединен с вторым выводом 1-го конденсатора и анодом (1+1)-го диода, где 1=1,2 Х