Интегратор микротоков с запоминанием вы-ходного сигнала

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик щ832484 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.01.76 (21) 2316778/18-21 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 230581. Бюллетень ¹ 19

Дата опубликования описания 230581 (5 ) К„

G 01 R 19/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 317..7(088.8) (72) Авторы изобретения

A. Ф. Терещенко и И. A. Леженин (71) заявители

C (54) ИНТЕГРАТОР МИКРОТОКОВ С ЗАПОМИНАНИЕМ

ВЫХОДНОГО СИГНАЛА

Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может быть применено в устройствах измерения малых токов и зарядов, в устройствах запоминания аналоговых сигналов, а также в технике измерения неэлектрических величин совмФстно, например

Р с пьезоэлектрическими датчиками.

Известны интеграторы микротоков, содержащие операционный усилитель с электрометрическим входным каскадом, конденсатор в цепи обратной связи усилителя (1 ).

Недостаток известного устройства — большая погрешность измерения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является интегратор микротоков с запоминанием выходного сигнала, содержащий операционный усилитель, конденсатор в.цепи обратной связи усилителя и коммутатор, включенный между входной и выходной цепью усилителя P).

Недостаток известного устройства низкая точность измерения и запоминания .выходного напряжения.

Цель изобретения — повышение точности измерения и запоминания выходного напряжения.

Для этого в интеграторе микротоков с запоминанием выходного сигнала, содержащем операционный усилитель, конденсатор в цепи обратной связи усилителя и коммутатор, включенный между входом и выходом усилителя, в качестве коммутатора использован переключатель, первый контакт которого соединен с входом усилителя, второй контакт соединен с общей шиной источника питания, а третий, общий контакт переключателя, соединен через дополнительный резистор с выходом усилителя.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — его принципиальная схема.

Интегратор микротоков выполнен на операционном усилителе 1, имеющем большой коэффициент К усиления по напряжению и охваченном отрицательной обратной связью, содержащей конденсатор 2, резистор З.и однополюсный переключатель 4 на два положения, управляемый от времяэадающего блока 5.

Первый зажим переключателя 4 соединен со входом усилителя 1, второй зажим переключателя соединен с корпусной (иземельной") шиной усилителя и источника питания, а третий, общий, эа832484 жим (подвижный элемент) соединен с выходом усилителя через резистор 3.

В частном случае реализации (Фиг.2) усилитель 1 содержит интегральный операционный усилитель б с дифференциальным входом и предварительный электрометрический каскад 7, например, истоковый повторитель, выполненный на МОП-транзисторе. Переключатель 4 выполнен на перекидном маг-! нитоуправляемом контакте 8, баллон которого изолирован одним или несколькими слоями полистирольной пленки 9. от катушки 10 управления.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении подвижной .элемент переключателя 4 находится в верхнем положении, в результате . чего конденсатор 2 оказывается зашунтированным резистором 3, а потенциалы входной и выходной клеммы уси- 20 лителя 1 оказываются практически одинаковьвли (благодаря высокому входному сопротивлению операционного ,усилители) и равным нулю, что достигается при настройке усилителя, на- 5 пример за счет регулировки потенциометра, включенного на неинвертирующем входе интегрального, усилителя б. При этом конденсатор 2 оказывается разряженным.

Непосредственно перед началом ин тегрировайня входного сигнала, например перед началом выработки электрического заряда пьезоэлектрическим датчиком, воспринимающим механическое воздействие или измеряемую физическую величину, по команде с времяэадающего блока 5 происходит переключение подвижного элемента переключаI теля 4 в нижнее положение, в результате чего выход усилителя 1 соединя- 40 ется через резистор 3 с корпусной (" земляной" ) шиной, а конденсатор 2 расшунтируется. Затем осуществляется стадия интегрирования входного сигнала» характеризуемая высокой 45 точностью

Влияние неидеальности изоляции переключателя, в частности паразит" ной проводимости. изоляции стеклянного баллона магнитоуправляемого контакта 8, в данной схеме оказывается уменьшенным в несколько тысяч раэ благодаря тому, что разность потенциалов на зажимах переключателя является близкой к нулю, независимо от величины выходного напряжения 0 вых. интегратора, B самом деле, потенциал входа операционного усилителя равен - Овы к, а потенциал общего зажима переключателя 4 практически .равен нулю, поскольку сопротивление резистора 3, равное, например, нескольким десяткам кОм, во много тысяч раз больше сопротивления замкнутого контакта, не превьааающего нескольких сотых долей ома.

В итоге, по сравнению с известной схемой интегратора, в которой конденсатор зашунтирован двухзажимным ключом-выключателем, эффективное со" противление изоляции — сопротивление утечки — возрастает приблизительно в К раз.

Формула изобретения

Интегратор микротоков с запоминанием выходного сигнала, содержащий операционный усилитель, конденсатор в цепи обратной связи усилителя и коммутатор, включенный между входом и выходом усилителя, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерения и запоминания выходного напряжения, в качестве коммутатора использован переключатель, первый контакт которого соединен с входом усилителя, второй контакт со- . единен с общей шиной источника питания, а третий, общий контакт переключателя, соединен через дополнительный резистор с выходом усилителя.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. "lessen-Steuern-Regeln", 4,911, 1971, р.5213.

2. Авторское свидетельство СССР

9 445918, кл. G 01 R 19/00, 04.02.75 (прототип).

832484

Фиа

Составитель Б, Коншин

Редактор Н. Пушненкова Техред Т.Маточка Корректор н. Синицкая"

Заказ 3165/33 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская -наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Ф