Электрометрический преобразователь заряда

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Я 0144 31 1)4 С 01 К 19/ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСНОУУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССР В 145292, кл. С 01 К 19/00, 1983,Авторское свидетельство СССР В 1239610, кл. С 01 К 19/00, 1984. (54) ЭЛЕКТРОМЕТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ ЗАРЯДА(57) Изобретение может быть использовано для измерения малых токов и электрических зарядов в широком динамическом диапазоне. Цель изобретения - упрощение устройства, Преобразователь содержит электрометрический усилитель 1; разрядный ключ4 и компараторы 6 и 7 верхней и нижней границы поддиапазона преобразования соответственно, Введение фиксатора 5 уровня, реверсивного счетчика9, цифроаналогового преобразователя10, дешифратора 11, индикатора 12номера поддиапазона, преобразованияи образование новых функциональныхсвязей служат для упрощения устройства. 2 ил.Изобретение относится к электро-измерительной технике и может бытьиспользовано для измерения малых то.ков и электрических зарядов в широ 5ком динамическом диапазоне,Цель изобретения - упрощение устройства.На фиг. 1 приведена функциональная схема электрометрического преоб рраэователя; а на фиг, 2 " временныедиаграммы, поясняющие его работу.Электрометрический преобразователь.заряда содержит электрометрическийусилитель 1, первый и второй конденсаторы 2 и 3, разрядный ключ 4, фиксатор 5 уровня, первый компаратор 6верхней границы поддиапазона преобразования, второй компаратор 7 нижней границы поддиапазона преобраэо рванин, логический элемент ИЛИ 8, реверсивный счетчик 9, цифроаналоговыйпреобразователь 10, дешифратор 11 ииндикатор 12 номера поддиапазона преобразования. С входом устройства согдинены инвертирующий вход усилителя1, первые обкладки конденсаторов 2 и3 и первый вывод разрядного клича 4.К выходу устройства подключены вторая обкладка первого .конденсатора 2, Зрвторой вывод ключа 4, выход усилителя1 и входы фиксатора 5 и компараторов6 и 7. Неинвертирующий вход усилителя1 соединен с общей шиной. Вторая обкладка конденсатоРа 3 соединена с выходом преобразователя 1 О. Вьмоды ком-,параторов 6 и 7 соединены с входамиэлемента ИЛИ 8, выход которого подключен к тактовому входу счетчика 9,Выход Фиксатора 5 соединен.с входом 4 руправления направления счета счетчика 9, выходы последнего соединеныс входами цифроаналогового преобразователя 10 и входами дешифратора 11,выходы которого подключены к входаминдикатора 12. Вход установки в начальное состояние счетчика 9 и входуправления ключа 4 подключены к шине"Сброс".5 РУстройство работает следующим образом. После подачи питающих напряжений на выходе электрометричесого усилителяимеется некоторое остаточное напряжение, обусловленное "набросом" заряда на конденсатор 2 из-за переходных процессов в схеме устройства во время включения. После поступленияуправляющей команды по шине "Сброс"ключ 4 замыкается, а счетчик 9 устанавливается в начальное состояние,которое соответствует первому поддиапазону измерения, отображаемому наиндикаторе 12. При этом выходное напряжение цифроаналогового преобразователя 10 близко к нулевому уровню.После окончания команды "Сброс"выходное напряжение усилителя 1 и,соответственно, преобразователя заряда также близко к нулю,В режиме измерения на вход устройства поступает сигнал в виде токаили заряда, который также преобразуется в ток в измерительной цепи преобразователя (фиг. 2 а). Переход содного поддиапазона преобразованияна другой производится при достижении входным сигналом ( границ поддиапазона преобразования. При появлении в момент времени с, нарастающего входного сигнала выходное напряжение усилителя 11 (фиг. 2 д) начинает увеличиваться. В момент времени й оно достигает пороговогоуровня Пт срабатывания фиксатора5, который задается в пределах 0,30,8 от уровня максимального выходного напряжения усилителя 1, выходное напряжение Б Фиксатора 5 (фиг.2 в)становится равным уровню лог. "1" исчетчик 9 переводится в режим сложения; При превышении входным сигналомуровня Псрабатывает компаратор 6верхней границы поддиапаэона, еговьмодной сигнал Б (фиг. 2 г) черезэлемент ИЛИ 8 поступает на тактовыйвход счетчика 9, а так как счетчикработает в режиме сложения, то егосодержимое увеличивается на единцу.Выходной код счетчика 9 преобразуется дешифратором 1 в позиционный код,который поступает на индикатор 12номера поддиапазона в котором про"исходит преобразование позиционногокода в сигнальную, например визуальную,информацию. Выходной код счетчика 9 вызывает увеличение выходного напряжения цифроаналогового преобразователя 10. При этом на входусилителя 1 через конденсатор 3 поступает компенсационный ток, онределяемый ступенью квантования выход-ного напряжения цифроаналогового преобразователя 1 О. Выходнг е напряжениеусилителя в момент времени . кач 14413кообразно уменьшается до нуля, далее продолжается процесс усиления входного сигнала (интернал времени Сэ Т ). При уменьшении выходного сигнала усилителяниже уровня срабатывания Офиксатора 5 его выходное напряжение становится равным "О" и счетчик 9 переходит в режим вычитания. В момент времени 1 срабатывает 10 компаратор 1 нижней границы поддиапаэона преобразования, порог срабатывания Бя которого выбран меньше нулевого уровня общей шины, на его выходе (фиг, 2 б) появляется сигнал 5 лог. "1", который через элемент ЙТИ 8 поступает на тактовый .вход счетчика 9, содержимое которого уменьшается на единицуВыходной код счетчика 9 соответствует младшему (по сравнению 20 с предыдущим) поддиапазону преобразования. При этом выходное напряжение цифроаналогового преобразователя 10 скачкообразно уменьшается, а по входной цепи усилителя 1 протекает ток, 25 направление которого противоположно току входного измеряемого сигнала. Выходное напряжение усилителяскачкообразно увеличивается до величины верхнего порогового уровня, а затем 30 преобразование сигнала производится на первом диапазоне. При этом номер поддиапаэона, индицируемыйиндикатором 12 номера поддиапазона, уменьшается на единицу. 35 Формула изобретенияЭлектрометрический преобразователь заряда, содержащий электромет 164рический усилитель, инертирующий вход которого подключен к входу преобразователя, к первым обкладкам первого и второго конденсаторон и первому выводу разрядного ключ, неинвертирующий вход - к обшей шине, а выход - к выходу преобразователя и к входам первого и второго комнараторов, управляющий вход разрядного ключа соединен с шиной "Сброс" преобразователя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения, н него введены фиксатор уровня, раверсив" ный счетчик, цифроаналоговый преобразователь, дешифратор, индикатор номера поддиапазона и элемент ИЛИ,входы которого подключены к выходам первого и второго компараторон, а выход соединен с тактовым входом реверсивного счетчика, вход управления направлениям счета которого под-ключен к выходу фиксатора уровня, вход установки - к шине "Сброс" преобразователя, а выходы соединены с входами цифроаналогового преобразователя и дешифратора, выход цифроаналогового преобразователя подключен к второй обкладке второго конденсатора, выход электрометрического усилителя соединен с второй обкладкой первого конденсатора, вторым выводом разрядного ключа и входом фиксатора уровня, выходы дешифратора соединены с входами индикатора номера поддиапаэона.Составитель С, Рыбин Уеред дрразук 1 едактор М, Петро орректор М. Шарон аказ 62 Я 2/48 Подписи 4/ Произзодстве:-;но-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектна ЯНЯЩЯ Государстпо деа. изобр "3" Москва )(раж 7 2енного ко енин и оау 7" скя итета С ткрытий я наб.,