Устройство для измерения вольт-амперных характеристик двухполюсников

Устройство для измерения вольт-амперных характеристик двухполюсников

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технике измерения электрических величин и может быть использовано для измерения вольт-ампреных характеристик нелинейных двухполюсников, например полупроводниковых, электронных газоразрядных приборов, электрических зондов в плазме. Целью изобретения является повышение точности измерений. Устройство содержит источник 2 напряжения, выполненный в виде масштабного усилителя 3 с делителем обратной связи на резисторах 4 и 5, источники 6 и 7 питания, измеритель 8 тока, собранный на усилителе 9 постоянного тока 9 с резистором обратной связи 10, управляемый источник 11 тока, выполненный на усилителе 12 постоянного тока и резисторах 13 и 14. Подстройка коэффициента передачи источника осуществляется резистором 14. В устройство введен шунтирующий резистор 15, позволяющий уменьшить добротность цепи исследуемого двухполюсника. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51}5 С 01 К 15/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

i(21) 4328855/21-24 (22) 16.11.87 (46) 23.03.90. Бюл. t 11 (71} Киевский государственный университет им. Т.Г.Иевченко (72) Н.Ю.Вакуленко и А.П.Гулый (53) 621.3 17. 791(088 .8) (56) Патент СИА 4" 4467275, кл. С 01 К 15/12, опублик. 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ ВОЛЬТ"

АИПЕРИЬ<Х ХАРАКТЕРИСТИК ДВУХПОЛЮСНИКОВ (57) Изобретение относится к технике измерения электрических величин и может быть использовано для измерения вольт-амперных характеристик нелинейных двухполюсников, например полупроводниковых, электронных газораэ„„SU„„1552108 А 1

2 рядных приборов, электрических зондов в плазме, Целью изобретения является повышение точности измерений. Устройство содержит источник напряжения, выполненный в виде масштабного усилителя с делителем обратной связи на резисторах, источники питания, измеритель тока, собранный на усилителе постоянного тока с резистором обратной связи, управляемый источник тока, выполненный на усилителе постоянного тока и резисторах. Подстройка коэффициента передачи источника осуществляется резистором. В устройство введен шунтирующий резистор, позволяющий уменьшить добротность цепи исследуемого двухполюсника. 1 ил. з 1552108

Изобретение относится к технике измерения электрических величин и может быть использовано для измерения вольт-амперных характеристик (ВАХ)

5 нелинейных двухполюсников, например полупроводниковых, электронных, газоразрядных приборов, электрических зондов в плазме.

Целью изобретения является повышение точности измерения ВАХ.

На чертеже показана схема .включения исследуемого двухпалюсника.

Управляемый источник 1 напряжения выполнен в виде масштабного усилите ля 2 с делителем обратной связи на резисторах 3 и 4. Масштабный усили тель питается от изолированных от об,щего провода устройства источников 5 и 6 питания. Общий провод этих источ- 20

1 ников соединен с общим проводом всего

1 устройства через измеритель 7 тока, 1 собранный на усилителе постоянного тока (УПТ) 8 с резистором 9 обратной, связи. Управляемый источник 10 тока 25 состоит из повторителя на УПТ 11 и резисторов 12 и 13. Подстройка коэф| фициента передачи источника тока осуществляется резистором 13, В схему устройства введен шунтирующий резис,. тор 14. Все УПТ собраны на базе ин тегральных операционных усилителей с буферными каскадами на выходе, Отно шение сопротивлений резисторов 3 и 4, равно 9, что обеспечивает К„ = 10.

Сигнал управления U ù, изменяется в диапазоне от минус 5 В до плюс 5 В.

Сопротивление резистора 9 равно

250 Ом и обеспечивает измерение токов от минус 20 мА до плюс 20 мА при из- 40 менении выходного напряжения УПТ 8 от минус 5 B до плюс 5 В. Эквивалентное сопротивление шунтирующей исследуемой двухполюсами цепи с учетом сопротивлений резисторов 9 и 14 око- 45 ло 25 кОм, следовательно, сопротивление резисторов 12 и 13 в сумме должно быть 2,5 кОм.

Устройство работает следующим образомм.

Выходное напряжение источника 1 напряжения пропорционально сиг калу управления. Обусловленный этим нап" ряжением ток, протекающий через исследуемый двухполюсник 15 и резистор

4., поступает в измеритель 7 тока.

Одновременно в измеритель тока поступает ток от управляемого источника 10 тока. Суммарный ток через измеритель тока I ö будет равен

Uvэ Ки Учио Ки

I + — - — — — I (11

45е р

yh

td и.т где U „- величина сигнала управления;

К„ - коэффициент передачи управляемого источника напряжения, R q - сопротивление исследуемо3 го двухполюсника при напряжении Uvn

R - эквивалентное сопротивление шунтирующих двухполюсник цепей; ток управляемого источника тока.

Ток управляемого источника тока можно выразить через коэффициент передачи и.т К3 Uvnp где К - коэффициент передачи управч ляемого источника тока.

Из формулы (1) видно, что для устранения влияния к на результат измерения должно выполняться условие ц

Vnp

Условие (2) выполняется, если

Ки

К

Тогда ток через измеритель тока будет равен

I иЗм р, Таким образом, устраняется BllHR ние К,, на результат измерения BAX.

В устройстве ток управляемого источника тока при любом напряжении источника напряжения равен току, протекающему через шунтирующие исследуемый двухполюсник цепи; Но направления этих токов противоположны, благодаря чему ток, через изме" ритель тока равен току через исследуемый двухполюсник, В устройстве происходит компенсация тока, вызывающего погрешность, что приводит к повышению точности, В схеме применены высокостабильные резисторы типа С2-29 В, При разомкнутой цепи исследуемого двухполюсника и напряжении на выходе 50 В напряжение на выходе измерителя тока соответствует току менее 1 мкА.

При изменении напряжения во всем диапазоне напряжение на выходе измери1552

Составитель Е.Сазонов тех р ед Л. Сердюкова Корректор И..Иаксимишинец

Редактор В.Бугренкова

Заказ 327 Тираж 541 Под пи сное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, 3-35,, Раушская наб., д ° 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Гагарина, 191 теля тока практически не изменяется, Проверка устройства проведена путем измерения ВАХ эталонного резистора сопротивлением 47 кОм. Результирующая погрешность при напряжении на резисторе более 1 В не хуже 0,1",.

Таким образом, изобретение позво- ляет на несколько порядков повысить точность измерения ВАХ. Дополнительным преимуществом предлагаемого устройства является возможность введения шунтирующего резистора 14, что позволяет уменьшить добротность цепи исследуемого двухполюсника для уменьшения выбросов при переходном процессе, вызванном скачкообразным изменением напряжения, -формула изобретения го

Устройство для измерения вольт-амперных характеристик двухполюсников

108 6 содержащее управляемый источник напряжения и измеритель тока, включенный между общим проводом и одним из полюсов управляемого источника напряжения, причем первая клемма для подключения исследуемого двухполюсника соединена с вторым полюсом управляемого источника напряжения, вторая - с общим проводом, о т л и ч а ю щ е е с я тем,, что, с целью повышения точности измерений, оно дополнительно содержит управляемый источник тока, выход которого годключен к измерителю тока, а вход соединен с входом управляемого источника напряжения, при этом выполняется условие К> К„/Q, где Кткоэффициент передачи источника тока, К - коэффициент передачи источника напряжения, Р,„- эквивалентное сопро" тивление цепей, шунтирующих исследуемый двухполюсник.