Электрометр

Электрометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

сОюз сОВетских со@1Алистичесних

РЕСПУБЛИК (я) 4 G 01 R 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 3778781/24-21 (22) 06.08.84 (46) 23.10.86. Бюл. У 39 (71) Грозненский ордена Трудового

Красного Знамени нефтяной институт им. акад. М.Д.Миллионщикова (72) Ф.П.Орлов, А.П.Гришин и

С.А.Арсеньев (53) 621.317.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У .1104426, кл. G 01 R 19/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Р 235845, кл, С 01 R 19/00, 1967.

„„SU„„1265625 A 1 (54 ) ЭЛЕКТР ОМЕТР . (57) Изобретение может быть использовано для измерения постоянных малых токов, напряжений и зарядов обоих знаков. Цель изобретения — повышение точности измерения. Устройство содержит усилитель 7, интегратор 8 и генератор 9. Введение конденсатора 4, согласующего блока 6 и реле 10 с переключателем 11 и ключом 12 снижает аддитивную погрешность за счет замены усилителя постоянного тока на усилитель переменного тока и повышает

4 входное сопротивление за счет уменьшения энергии перезаряда накопитель- р ного конденсатора по мере установ- ления выходного сопротивления. 2 ил.

1265625

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения постоянных малых токов, напряжений и зарядов обоих знаков, Цель изобретения — повышение точности измерения за счет снижения аддитивной погрешности измерения и по вышения входного сопротивления.

На фиг.1 показана функциональная схема электрометра; на фиг.2 — эпюры напряжения, поясняющие его работу.

Электрометр содержит входные шины

1 и 2, подключенный между ними первый 15 конденсатор 3, второй конденсатор 4, первая .обкладка которого подключена к шине.2 через резистор 5, согласующий блок 6, выход которого соединен с входом усилителя 7, интегратор 8, выход которого подключен к общему выводу блока 6 и первой обкладке конденсатора 4, генератор 9, выход которого подключен к обмотке управления реле 10, один из неподвижных контак- 25 тов переключателя 11 реле подключен к шине 1, другой — к входу блока 6, подвижный контакт переключателя 11 соединен с второй обкладкой конденсатора 4, ключ 12 реле включен между вйходом усилителя 7 и входом интегратора 8, к выходу которого подключена первая выходная шина 13 устройства, вторая выходная шина, а также общие выводы усилителя 7 и интегратора

8, подключена к общей шине устройства.

Электрометр работает следующим образом.

Реле 10, управляемое генератором

9, периодически изменяет состояние ключа 12 и переключателя 11, обеспечивая поступление на вход интегратора 8 импульсов постоянной длительности и амплитуды, пропорциональной раз.ности между входным и выходным напряжениями электрометра. При подаче на вход интегратора 8 положительных импульсов напряжение на его выходе увеличивается. Если входные импульсы станут отрицательными, то выходное положительное напряжение интегратора

8 уменьшается и, перейдя через нуль, о становится отрицательным, увеличивающиеся по нулю напряжением. Если сигнала на входе интегратора 8 нет, то его выходное напряжение не изменяет- . 55 ся.

В мбмент времени t к входу электрометра прикладывают напряжение U (фиг.2), конденсаторы 3 и 4 заряжаются. В момент времени t, ключ 12 и переключатель 11 переключаются, напряжение на конденсаторе 3 остается постоянным и равным входному в течение всего времени, а напряжение на накопительном конденсаторе 4 U подается

11 на вход согласующего блока 6 и, вследствие разряда конденсатора 4, через входное сопротивление блока 6 уменьшается до нуля.

Полученный импульс U« усиливается и на входе интегратора 8 появляется положительный импульс U,> . Ha выходе интегратора 8 при этом .появляется положительное увеличивающееся напряжение U,, которое выделяется на резис-. торе 5. При переключении ключа 12 и переключателя 11 в исходное состояние начинается заряд второго конденсатора

4 до напряжения U = U — на-!! пряжение на выходе интегратора 8 U больше не изменяется, так как на его входе нет сигнала. При следующем аналогичном периоде изменения состояния ключа 12 и переключателя 11 разряд, накопительного конденсатора 4 через входное сопротивление блока 6 формирует на входе блока 6 положительный импульс напряжения меньшей амплитуды, который усиливается и, поступив на вход интегратора 8, вызывает увеличение его выходного положительного напряжения, подаваемого на резистор

5. Например, после четырех тактов, подобных описанному, величина напряжения Б немного превышает величину

1З входного напряжения U !, и в пятом такте накопительный конденсатор 4 заряжается так, что на вход блока поступает отрицательный импульс, вызывает уменьшение выходного напряжения интегратора 8.

Очевидно, что минимальная ошибка

gU. описанного процесса саморегулирования равна приведенному к входу напряжению шумов усилительного тракта.

При подаче на вход электрометра отрицательного напряжения процесс само-регулирования идет аналогично и в результате - У „ = -П, ошибка будет точно такой же, как и в случае подачи положительного напряжения.

Напряжение О1, является выходным напряжением устройства и может быть измерено любым вольтметром.

1265625

25 (2) Фиг, 2

Корректор С.Черни.

Техред И.Попович

Редактор Н.Яцола

Заказ 5656/39 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Входное сопротивление электрометра определяется по формуле параллельного соединения двух сопротивлений

R = -- -- †-- - R э (1) 5 вх R +В

Y э где R- — сопротивление утечки конден v сатора 3, Ом, К вЂ” эквивалентное сопротивление, вносимое периодическим заря-1О дом накопительного конденсатора 4 с частотой f Ом.

В основном значение входного сопротивления определяется эквивалентным сопротивлением R, так как Е включено параллельно очень большому сопротивлению R . Учитывая энергию и частоту эаряпа накопительного конденсатора 4 и пренебрегая мощностью потерь на сопротивлении утечки конденсатора 3 R„, эквивалентное сопротивление, вносимое периодическим, с частотой f, зарядом накопительного конденсатора, R определяют по формуле

2П в х

R с f 6U2 У а где 0 „ — входное напряжение, В, К вЂ” частота коммутации ключей, Гц, л - напряжение шумов усили- 30 тельного тракта, приведенное к входу, В.

Изобретение обладает более высокой точностью измерения, поскольку аддитивная погрешность измерения снижена З за счет замены усилителя постоянного тока на усилитель переменного тока, а входное сопротивление повьппено за счет уменьшения энергии перезаряда накопительного конденсатора по мере установления выходного напряжения.

Формула изобретения

Электрометр, содержащий первый конденсатор, подключенный между входными шинами электрометра, резистор, усилитель и интегратор, общие выводы которых подключены к общей шине, и генератор, отличающийся гем, что, с целью повьппения точности, в него введены второй конденсатор, согласующий блок и реле с переключа-! телем и ключом, первая обкладка второго конденсатора подключена к второй входной шине через резистор, вторая обкладка — к подвижному контакту переключателя реле, один из подвижных контактов которого подключен к первой входной шине, а другойк входу согласующего блока, выход согласующего блока подключен к его общему выводу и первой обкладке второго конденсатора через последовательно соединенные усилитель, ключ реле и интегратор, обмотка управления реле подключена к выходу генератора, первая выходная шина электрометра подключена к выходу интегратора, вторая выходная шина — к общей шине.