Измеритель малых токов

Союз СоветскихСоциалистицескиРеспублик О ПИЗОБРЕТЕН 66136 ВТОР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительно22) З,аявлено 05.04присоединением за23) Приоритет -авт. свид-ву -(21) 2017634/18-21и -1) М,К, б 01 К 19/О Гасударственный кювете СССР юю делам нзабретеннй н юткрытнй(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ МАЛЫХ ТО звестного устройствк при работе от истонапряжения непрерость,неэкономичника калибвно отбираСхемаа, так каов очноготся мощ Предполагаемое изобретение относится к области измерения малых токов (10- :10 ОА) и может быть использовано в различного рода электрометрических усилителях (например, в электрометрических усилителях С преобразованием входного сигнала или на ос- нове усилителя постоянного тока) .Измеритель малых токов может быть применен в радиометрической и дозиметрической аппаратуре с аналоговыми детекторамй ионизирующего излучения.Известен измеритель малых токов 1,на 1 в основе усилителя постоянного тока, в котором для повышения стабильности введена отрицательная обратная связь по напряжению. На точность измерения этого измерителя существенно влияет нестабильность параметров элементов первого каскада усилителя и элементов обратной связи. Недостатком этого устройства является то, что для повышения точности измерения; а также для поверки и градуировки измерителя требуются сложные и дорогие генераторы тока."Известен измеритель малых токов 2, содержащий усилитель, охваченный параллельной отрицательной обратной связью по напряжению, источник калибровочного напряжения и регистратор выходной величины,Основным недостатком известного устройства является то, что источник калибровочного напряжения подключен к дополнительному входу одного из-каскадов усилителя, и калибровка всего измерителя осуществляется смещением нуля, Кроме того, при такой схеме включения необходима временная и температурная стабильность выходного напряженйяисточйика калибровочного напряжения, так как он является дополнительным источником дрейфа нуля всего измерителя. Те же требования по стабильности предъявляются и к переменному сопротивлению, шунтирующему источник калибровочного напряжения. Таким образом, погрешность измерения известного устройства можно снизить только усложнением схемы источника калибровочного напряжения путем введениядополнительной стабилизации.661367усиливается усилителем 1 и подается на регистратор выходного сигнала 3, и через сопротивление обратной связи 2 - на входусилителя 1.Связьмежду входным и выходным сигналами определяется выражением:5Ец,ссык = с,з 3 х / сьгде Кс, - петлевой коэффициент усиленияпо напряжению;8 - коэффициент передачи по петле обфо ратной связи;Р сВ - сопротивление обратной связи.В режиме Контроль; когда источниккалибровочного напряжения 4 включаетсячерез реле 5 и 9 в цепь обратной связи,входным сигналом является ЭДС нормального элемента 6 или напряжение, котороеснимается с делителя 8.Это напряЖение усиливается усилителем1 и подается на регистратор выходного сигнала 3 и через сопротивление ооратной свя 2 о зи 2 и источник калибровочссого напряжения 4 на вход усилителя 1.Связь между входным и выходным сигналом определяется выражением:к.ссвык = /,/, / с/х25где 138 -"напряжение, снимаемое с делителя 8, или ЭДС нормального элемента 6,Данное решение позволяет проводить градуирование усилителяпо величине ЭДС нормального "элеметста, так как эта величиназо известна с высокой степенью точности, нехуже 0,02%. Таким образом, погрешностьградуирования и измерения определяется,в основном; погрешностью высокоомного сопротивления обратной связи 2 и может составлять + 2%.Проверка линейности усилителя в пределах поддйапазона измерения осуществляется изменением величины напряжения 11 вх,снимаемого с делителя напряжения 8 через блокреле 9. Дополййтельная - погрешность про 4 о верки линейности при этом определяется разбросом значений сопротивлений делителя 8и составляет доли процента.Контроль стабильности параметров высокоомных элементов входной цепи усили-"теля и выходной цепи источника измеряемого тока производится путем переключения спомощью блока реле 10 сопротивлений 2в цепи обратной связи при включенном в этуцепь нормальном элементе 6.Так как состротивление утечки высокоомдс ных элементов на 2 - 3 порядка больше максимального сопротивления обратной связи 2,то при переключении сопротивлений обратной связи 2 величина 118, не изменяется вслучае стабильности параметров высокоомных элементов, и увеличивается по мере увеличения сопротивления обратной связи 2в случае резкогоснижения величины сопротивления утечки высокоомных элементов. Это .позволяет быстро оценить работоспособность 3Известноеустроиство ае"позволяет"тфоводить -контроль параметров входной цепи: в = измерителя и выходной цепидетектора, которыеизмеййбтся в- процессе эксплуатации.Это обуславливает дополнительную погреш" ность йзмерения входного тока и снижениенадежности работы измерителя.Целью изобретения является повышение=. =точйости, экономичности и надежности работы измерителя.Указанная цель достигается тем, что в из" мерителе малых токов, содержащем усилитель с параллельной отрицательной резисторной обратной связью по напряжению, источник калибровочного напряжения и регистратор входного сйгйала,в.цейь Фгрицательной обратной связи по напряжению введен-источник калибровочного напряжения, выполненный в виде нормального элемента, подключенйого через замыкающйй контакт переключающего реле к группе резисторов обратной связи, и - через реле с нормально разомкнутыми контактами - к делите лю найряжейия, подсоединенному через блокреле с йормально разомкнутыми контактами к регистратору выходного сигнала, к выхбду усилителя и через размыкающий контакт упомянутого переключеюшего реле к группе резисторов обратной .связи.При включении в цепь обратной связиисточника калибровочного напряжения от него отбирается ток не более 1 мкА, что делаетсхему экономичнои и позволяет исполъзбватьнедорогой стандартный нормальный элемент.Прйменение стандартного нормальногоэлемента обеспечивает вьссокую точйоссь; таккаккласс точности- нормального э/ле/мейта,определяющий допустимое изменение ЭДС в % за год составляет не более 0,02% для= йенасышенного элемента типа Э 303.Начертеже представлейа стктурная схе"Уа-/йзмерителя малых тбков, выполйенногосогласно данному изобретению.Измеритель малых токов содержит усилитель 1, охваченный через одно из сопротивлений обратной связи 2 параллельной обратной отрицательной связью йо напряже"нию, и регистратор выходного сигнала 3.Источник калибровочного напряжения 4, включаемый в цепь обратной связи "с по-" мощью переключающего реле 5, содержащий нормальный элемент 6, к которому с по мощью контакта реле 7 подключается делитель- напряжения 8; напряжение "с которого снимается через блок реле 9. Блок реле 10 = реЕтсазначен для переключения поддиапазонов измерения тока путем коммутации сопротивления обратной связи 2.Измеритель работает следуюцсим образом В режиме Измерение, когда источниккалибровочного напряжения 4 в цепи обратной связи отключен, входной сигнал - постоянныи ток, показанный йа чертежсе стрелкой, создает падессйе напрямеНйя насбссротивлении обратной связи 2. Этонапряжессие661367 фор пула изобретения измерителя тока-и связанного с ним источника тока и исключить дополнительную погрешность измерения входного тока:Экспериментальная проверка, измерителя токов показала, что он прост по своей структуре и в работе и позволяет оперативно осуществлять дистанционное управление режимом работы, градуирование, поверку измерителя и проверку линейности его поддиапазонов. В результате применения изобретения гарантируется надежность работы измерителя и его экономичность, а также высокая точность, обусловленная применением нормального элемента. Так, например, для нормального элемента типа Э 303 величина ЭДС определена с точностью 0,02/ изменение ЭДС за год составляет не более 0,02%, изменение ЭДС в диапазоне температур от +5 до +55 С не более 0,02%. Измеритель малых токов, содержащий усилитель с параллельной отрицательной резисторной обратной связью по напряжению,6источник калибровочного напряжения и ре.гистратор выходного сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, экономичности и надежности работы измерителя, упомянутый источник калибровочного сигнала напряжения введен в цепь отрицательной обратной связи по напряжению и выполнен в виде нормального элемента, подключенного через замыкающий контакт переключающего реле к группе резисторов обратной связи и через реле с нормально ра зомкнутыми контактами к делителю напря.жения, подсоединенному через блок реле с нормально разомкнутыми контактами к регистратору выходного сигнала, к выходу усилителя и через размыкающий контакт упомянутого переключающего реле к группе резисторов обратной связи. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Илюкович А, М, Измерение больших 20 сопротивлений, М Энергия, 1971, с. 3 -33,2, Патент США Мв 3.61.131, кл. 324 - 1505. 10.71.рем ем кин аКорректор Г, НаПодписноеСССРийд, 4/5роектная, 4 омитетаоткрыт кая наб Составитель Т. ВеТехред О. ЛуговаяТираж 1089Государственного келам изобретений исква, Ж - 35, РаушсПатент, г, Ужгород, ул. П