Электрометрический усилитель

 

ЭЛЕКТРОМЕТРИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ , содержащий усилитель постоянного тока с цепями отрицательной обратной свдзи по числу поддиапазонов измерения, первая из которых выполнена на первом резисторе, а все последующие - на соответствующих резисторе и электронном коммутаторе, при этом переключающий контакт каж-дого электронного коммутатора соединен с первым вьюодом соответствующего резистЬра, а размыкающий контакт с общей шиной отличающийс я тек, что, с целью повьшения точности измерения и расширения диапазона измеряемых токов, введен блок управления, в каждую цепьотрицательной обратной связи, кроме первой, введены два диода, включенные встречно-параллельно , и регулируемый источник напряжения, причем первый вывод каждого регулируемого источника напряжения подключен к замыкающему контакту соответствующего электронного коммутатора второй вьгеодк выходу усилителя постоянного токау а управляющий вход - к соответствзтощему выходу блока управления, точка соединения одних электродов двух дио- 5 дов в каждой цепи отрицательной об (П ратной связи подключена к входу усис лителя постоянного тока, а точка соединения других электродов двух диодов - к второму выводу соответствующего резистора, при этом вход блокауправления подключен к выходу усилителя постоянного тока

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 4(51) Н 03 F 3/34

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3577749/24-09 (22) 21.02.83 (46) 28.02.85. Бюл. )1- 8 (72) А.А.Володкевич и А.В.Шолух

- (53) 621.375.024(088.8) (56) 1. Техническое, описание универ-. сального вольтметра-электрометра

В7-30, 1983.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 632050, кл. Н 03 F 3/34, 1976 (прототип). (54)(57) ЭЛЕКТРОМЕТРИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий усилитель постоянного тока. с цепями отрицательной обратной связи по числу поддиапазонов измерения, первая из которых выполнена на первом резисторе, а все последующие — на соответствующих резисторе и электронном коммутаторе, при этом переключающий контакт каж-. дого электронного коммутатора соединен с первым выводом соответствующего резистЬра, а размыкакиций контакт— с общей шиной, отличающийс я тек, что, с целью повьппения точности измерения и расширения диапазона измеряемых токов, введен блок управления, в каждую цепь отрицательной обратной связи, кроме первой, введены два диода, включенные встречно-параллельно, и регулируемый источник напряжения, причем первый вывод каждого регулируемого источника напряжения подключен к замыкающему контакту соответствующего электронного коммутатора1 второй вывод— к выходу усилителя постоянного тока„ а управляющий. вход — rs соответствующему выходу блока управления, точка соединения одних электродов двух диодов в каждой цепи отрицательной обратной связи подключена к входу усилителя постоянного тока, а точка соединения других электродов двух диодов — к второму выводу соответствующего резистора, при этом вход блока. управления подключен к выходу усилителя постоянного тока.

1142882

Изобретение относится к измеритель= ной технике и может быть использовано при измерении малых токов и больших сопротивлений.

Известен электрометрический усили- 5 тель, входящий в состав вольтметраэлектрометра и выполненный на основе операционного усилителя с высоким входным сопротивлением. При этом в цепи отрицательной обратной связи операционного усилителя включен электромеханический коммутаттор, переключающий измерительные резисторы (11 .

Однако известный электрометрический усилитель обладает низкой надежностью и низкая быстродействием изза наличия электромеханического коммутатора.

Наиболее близким к изобретению является электрометрический усилитель, содержащий усилитель постоянного тока с цепями отрицательной обратной связи по числу поддиапазонов измерения, первая из KQTopbix выполнена на первом резисторе, а все последующие — на соответствующих резисторе и электронном коммутаторе„ при этом переключающий контакт каждого электронного коммутатора соединен с первым выводом соответствующего ре- 30 зистора, а размыкающий контакт — с общей шиной $2) .

Однако известный электрометрический усилитель имеет низкую точность измерения и узкий диапазон измеряемых токов, Цель изобретения — повышение точности измерения и расширение диапазона измеряемых токов.

Поставленная цель достигается тем,49 что электрометрический усилитель, содержащий усилитель постоянного тока с цепями отрицательной обратной связи по числу поддиапазонов измерения, первая из которых выполнена на 45 первом резисторе, а все последующие— на соответствующих резисторе и электронном коммутаторе, при этом .переключающий контакт каждого электронного коммутатора соединен с первым выводом соответствующего резистора, а размыкающий контакт — с общей шиной, введен блок управления, в каждую цепь отрицательной обратной связи, кроме первой, введены два диода, у включенные встречно-параллельно, и регулируемый источник напряжения, причем первый вывод каждого регулируемого источника напряжения подключен к замыкающему контакту соответствующего электронного коммутатора, второй вывод — к выходу усилителя постоянного тока, а управляющий вход— к соответствующему выходу блока управления, точка соединения одних электродов двух диодов в каждой цепи отрицательной обратной связи подключена к входу усилителя постоянного тока, а точка соединения других электродов двух диодов — к второму выводу соответствующего резистора, при этом вход блока управления подключен к выходу усилителя постоянного тока.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого электрометрического усилителя.

Электрометрический усилитель содержит усилитель постсянного тока 1, в первой цепи отрицательной обратной связи — первый резистср 2, а в каждой последующей цепи стрицательной обратной связи — соответствующие резистор 3, электронный коммутатор 4, регулируемый источник напряжения 5 и два диода 6, а также блок управления 7.

Электрометрический усилитель работает следующим образом.

Измеряемый ток поступает на вход усилителя постоянного тока 1. Из-за высокого входного сопротивления усилителя постоянного тока 1 весь измеряемый ток протекает по резистору включенной цепи отрицательной обратной связи, при этом на выходе усилителя постоянного тока 1 образуется напряжение, пропорциональное измеряемому току. При измерении предельно малых токов электронные коммутаторы 4 соединяют соответствующие резисторы 3 с общей шиной. В этом случае работает первая цепь отрицательной обратной связи на первом резисторе 2, т.е. устанавливается наиболее чувствительный поддиацазон измерения. Сопротивление всех последующих цепей отрицательной обратной связи практически определяется параллельным включением соответствующего числа пар диодов 6, .которые в этот момент включены парадлельно входу усилителя. Это сопротивление при малых приложенных напряжениях оказывается очень большим. В результате коэффициент передачи по напряжению электрического усилителя близок к единице и его выходные ошйбll42882

ВНИКПИ Заказ 749/44 Тираж 872 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород,ул.Проектная, 4 ки практически не усиливаются. При измерении токов большой величины подключается одна нз последующих цепей отрицательной обратной связи при помощи соответствующего электронного 5 коммутатора 4. При этом в зависимости от направления измеряемого тока один из двух диодов 6 смещается в прямом направлении. Прямое падение напряжения на нем коммпенсируется соответст- 10 вующим регулируемым источником напряжения 5, управление которым в зависимости от величины выходного напряжения усилителя постоянного тока 1 осуществляется блоком управления 7. 15

При измерении малых токов прямое напряжение на одном из двух диодов 6 линейно зависит от величины измеряемого тока, поэтому блок управления на соответствующем выходе вырабатывает 20 напряжение, линейно зависящее от выходного напряжения усилителя постоянного тока 1. При измерении больших токов напряжение на одном из двух диодов 6 изменяется по более сложному закону в зависимости от величины измеряемого тока, поэтому блок управления на соответствующем выходе вырабатывает напряжение, повторяющее этот закон.

Таким образом, положительный эффект от внедрения предлагаемого электрометрического усилителя заключается в повышении точности измерения токов и расширения диапазона измеряемых токов, что обусловлено обеспечением высокого сопротивления отключенных цепей отрицательной обратной связи и компенсацией прямого падения напряжения на двух диодах включенной цепи отрицательной обратной связи.