Устройство для измерения малых постоянных токов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Соей СоввтскнкСоцналнстнчвскняУвслублнк пп 966614(22) Заявлено 23,10,80 (21) 2995613/18-21с присоединением заявки Нов(31) М. Кл.з 6 01 В 19/25 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открн 1 ийОпубликовано 15,1082. Бюллетень Мо 38 Дата опубликования описания 15. 10. 82 53)УДК 621. 317,7(71) Заявитель 154 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ ПОСТОЯННЫХ ТОКОВИзобретение относится к электроизмерительной технике и предназначается для использования в интегрирующих электрометрических приборах,Известен измеритель тока,содержащий интегратор тока, выполненныйв виде усилителя с интегрирующим конденсатором и пусковым ключом в цепиобратной связи, запомннающий кондеисатор, а также синхронно управляемые переключатели, обеспечивающиевстречно-последовательное включениеи отключение конденсаторов ( 1.Недостаток известного устройствасвязан с невысокой надежностью работы,обусловленной значительным количеством механических коммутирующих элементов и возможными сбоями в их синхронизации.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для измерениямалых постоянных токов, содержащееинтегратор тока, выполненный на операционном усилителе с конденсаторомв цепи обратной связи, дискриминатор,вход которого соединен с выходоминтегратора, коммутатор, выходнойключ которого реализованный на двух .биполярных транзисторах н диодном включении, установлен в контуре разряда конденсатора интегратора, а управляющий вход, являющийся входомтактирующего. генератора импульсовподключен к выходу дискриминатора2,Недостаток указанного устройства заключается в .низкой точностиизмерения, вызванной нестабильностьюустановки начального уровня напряжения интегратора иэ"за температурного и временных изменений параметровтактирующего генератора импульсов.Кроме того, точность измерения ограничивается током утечки через переходбаза-эмиттер одного из транзистороввыходного ключа коммутатора, смещенногово время накопления зарядана интегрирующем конденсаторе в обратном направлении.Белью изобретения является повышение точности измерения.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройстве для измерениямалых постоянных токов, содержащем 25 интегратор тока, выполненный на операционном усилителе с конденсаторомв цепи обратной связи, дискриминатор, вход которого соединен с выходом интегратора, коммутатор, выЗ 0 ходной ключ которого установлен в контуре разряда конденсатора интегратора а управляющий вход подключен квыходу дискриминатора, в упомянутыйконтур разряда два р-и-перехода,подключенных встречно-последовательно к входу интегратора, и дополнительный усилитель, соединенный по .входу с выходом интегратора, а коммутатор снабжен дополнительным выходным ключом, установленным междупарой Р -И"переходов и шиной нулевогопотенциала.На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства,Устройство содержит интегратор 1выполненный на операционном усилителе с конденсатором в цепи обратнойсвязи, дискриминатор 2, инвертирующийусилитель 3, электронный коммутатор4 и связку из двухр ипереходов 5.Устройство работает следующимобразом.При подаче, измеряемого тока навход устройства происходит накоплениезаряда на конденсаторе интегратора,1и напряжение на выходе устройстварастет, При достижении этим напряжением порога срабатывания дискриминатора 2 последним формируется перепад напряжения, управляющий коммутатором 4. С помощью коммутатора 4р и переходы 5 подключаются к выходуусилителя 3, замыкая таким образом,цепь отрицательной обратной связиинтегратора 1. При этом во входнойцепи интегратора 1 протекает ток,определяемый его выходным напряжением. По окончании разряда конденсатора интегратора 1 дискриминатор 2переключает коммутатор 4, которыйподсоединяет р-и -переходы 5 к шиненулевого потенциала, в результате чего во время накопления заряда на конденсаторе интегратора1 разность потенциалов на выводахсвязки из -и -переходов 5 оказывается близкой к нулю. Процесс накопления-сброса заряда на конденсатореинтегратора 1 является периодическим.Усилитель 3 расширяетдинамическийдиапазон интегратора 1, обеспечиваетпрохождение тока через р-И -переходы5 при разряде интегрирующего конденсатора до начального уровня и умень".шает температурную нестабильностьначального уровня интегоиоования, формула изобретения Устройство для измерения малыхпостоянных токов, содержащее интегратор тока, выполненный на операционном усилителе с конденсатором в це"пи обратной связи, дискриминатор,вход которого соединен с выходом интегратора, коммутатор, выходной ключкотрого установлен в контуре разряда конденсатора интегратора , а управляющий вход подключен к выходудискриминатора, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повьзаенияточности измерения, в упомянутыйконтур разряда введены два р-и -перехода, подключенных встречно-последовательно к входу интегратора,и дополнительный усилитель, соединенныйпо входу с выходом интегратора, акоммутатор снабжен дополнительнымвыходным ключом, установленным междупарой р-и.-переходов и шиной нулевогопотенциала,ЗО 35 40 45 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР В 421943, кл. 6 01 Н 19/00, 1971. 2, Патент США 9 3727077,кл, 307-229, 1971.определяемую р-и -переходами 5 в .Краз, где К - коэффициент передачиусилителя 8,Встречно-последовательное включение р-и -переходов 5 позволяет существенно уменьшить ток утечки вовходной цепи устройства. Ток утечкичерез р-и -переходы 5 во время накопления заряда на конденсаторе интегратора 1 определяется напряжением сме О щения усилителя интегратора 1, технологией изготовления переходов и ихконструктивным исполнением.Время разрядов интегрирующего конденсатора практически определяется 15 динамическими свойствами интегратора 1, а уровень разряда - входными характеристиками его усилителя икоэФфициентом передачи усилителя 3.Таким образом, повышенная точность 2 О предлагаемого устройства достигается за счет уменьшения тока утечкивходной цепи и снижения погрешностиустановки начального интегрирования.