NL194052C - Bereikselectieschakelaar voor een elektronische schakeling voor het meten van kleine stromen. - Google Patents

Description

1 194052

Bereikselectieschakelaar voor een elektronische schakeling voor het meten van kleine stromen

De uitvinding heeft betrekking op een bereikselectieschakelaar voor een elektronische schakeling voor het meten van kleine stromen, welke schakeling is voorzien van een versterker met grote versterking, die wordt 5 bepaald door een deel van een versterkeruitgangssignaai dat wordt teruggekoppeld naar een versterker* ingang, waarbij de versterkeringang een kleine te meten stroom ontvangt en waarbij een versterkeruitgang een indicator, zoals een meter of dergelijke, stuurt, welke bereikselectieschakelaar in Serie is geschakeld tussen de versterkeringang en de versterkeruitgang waarbij schakelen van de selectieschakelaar het deel ' van het versterkeruitgangssignaai wijzigt, dat naar de ingang wordt teruggekoppeld, teneinde de versterking 10 van de versterker te veranderen.

Een dergelijke bereikselectieschakelaar is bekend uit de Europese octrooiaanvrage EP-A-0.099.290. Uit deze publicatie is bekend dat het versterkeruitgangssignaai wordt teruggekoppeld naar de versterkeringang, waarbij het bereik wordt bepaald door parallelle weerstanden die door middel vein magnetisch gestuurde schakelaars al dan niet in de terugkoppellus kunnen worden opgenomen.

15 Doelstelling van de uitvinding is om de bekende bereikselectieschakelaar zodanig te modificeren dat —eventueie-lekstromenj bijvoorbeeld tengevolge van vuil, worden tegengegaan. Hiertoe is de bereikselectieschakelaar volgens de uitvinding gekenmerkt door een eerste transistor met een geleidende ”aan”-toestand en een niet-geleidende ”uit”-toestand, die is voorzien van een eerste paar elektroden, die functioneren als schakelaarpolen, waarbij een van de elektroden van het eerste paar is verbonden met de versterkeringang; 20 een tweede transistor met een geleidende "aan”-toestand en een niet-geleidende ”uit”*toestand, die is voorzien van een tweede paar elektroden, die functioneren als schakelaarpolen, waarbij een van de elektroden van het tweede paar is verbonden met de versterkeruitgang en de andere elektrode van het eerste paar is verbonden met de andere elektrode van het tweede paar, zodat een verbindingspunt tussen de beide transistoren is verkregen, waarbij de transistoren in serie met elkaar zijn geschakeld; en dat een 25 schakelorgaan met een geleidende ”aan”-toestand en een niet-geleidende "uif'-toestand is aangesloten tussen het verbindingspunt en een elektrisch neutraal punt, waarbij dit schakelorgaan alleen in de geleidende ”aan”-toestand is en het verbindingspunt via het schakelorgaan met het elektrisch neutrale punt van de meetschakeling wordt verbonden, wanneer de eerste en tweede transistoren in de niet-geleidende "uit”-toestand zijn.

30 Opgemerkt wordt dat uit het Amerikaanse octrooischrift US-A-3.609.542 de toepassing van in serie geplaatste en als schakelaar functionerende transistoren in de terugkoppelweg van een versterker bekend is, waarbij op het verbindingspunt van de beide transistoren een weerstand is aangesloten die dit verbindingspunt met de negatieve terminal van de schakeling verbindt. De uit US-A-3.609.542 bekende schakeling is echter niet ingericht om als bereikselectieschakelaar voor een elektronische schakeling voor het meten 35 van kleine stromen te functioneren, noch is uit deze publicatie bekend om tussen het verbindingspunt van de beide als schakelaar functionerende transistoren en het elektrisch neutrale punt een schakelorgaan toe te passen, die dit verbindingspunt kan verbinden met het elektrisch neutrale punt van de schakeling.

Verder wordt opgemerkt dat onder het begrip transistor zoals dat hier wordt gebruikt, zowel bipolaire transistoren als transistoren van het MOSFET-type worden begrepen. Dergelijke transistoren worden 40 doorgaans geschakeld door een geschikt signaal aan de basis respectievelijk gate van de desbetreffende transistor.

Een zeer geschikte uitvoeringsvorm van de bereikselectieschakelaar volgens de uitvinding is erdoor gekenmerkt, dat de eerste en tweede transistoren lichtgevoelige transistoren zijn en dat ten minste één licht-emitterende diode nabij de eerste en tweede transistoren is aangebracht voor het door lichtemissie van 45 de diode schakelen van de als fototransistor werkende eerste en tweede transistoren tussen hun geleidende ”aan"-toestand en niet-geleidende "uif’-toestand.

De bereikselectieschakelaar volgens de uitvinding laat zich geschikt zo toepassen, dat de te meten kleine stroom wordt geleverd door een ionisatiekamer voor het detecteren van radioactiviteit 50 De uitvinding wordt hierna nader toegeiicht aan de hand van de tekening, waarin enkele uitvoerings-voorbeelden zijn weergegeven.

Figuur 1 is een schema van de basisonderdelen van een bekende schakeling voor het meten van kleine stromen; figuur 2 is een schema van de eerste voorkeursuitvoering van een bereikselectieschakelaar met hoge 55 weerstandswaarde, welke schakelaar kan worden opgenomen in de meetschakeling uit figuur 1; figuur 3 is een schema van een tweede uitvoering van een bereikselectieschakelaar met hoge weerstandswaarde, welke kan zijn opgenomen in de meetschakeling volgens figuur 1 en; 194052 2 figuur 4 is een schema van een derde uitvoering van een bereikselectieschakelaar met hoge weerstands-waarde volgens de uitvinding, welke een gewijzigde versie is van de schakelaar volgens figuur 2.

In figuur 1 zijn de basisonderdelen weergegeven van een ionisatiekamer-instrument voor het detecteren en 5 meten van radioactiviteit, zoals bèta-, gamma- en röntgenstraling. Het instrument is voorzien van een met lucht gevulde ionisatiekamer 10, die wordt gevormd door een buitenelektrode 11, welke als kathode functioneert, en een binnenelektrode 12, welke als anode functioneert. De buitenelektrode 11 is gevormd uit metaal en is komvormig, terwijl de binnenelektrode 12 in de vorm van een metalen staaf binnen de komvormige buitenelektrode op de afgebeelde wijze is gecentreerd. De elektroden 11,12 zijn elektrisch van 10 elkaar gescheiden door passende isolatiemiddelen, zodat zij op verschillende elektrische potentialen ten opzichte van elkaar kunnen worden gehouden. De potentiaal over de elektroden 11,12 wordt geleverd door een batterij 14 van bijvoorbeeld het lithium-type. Gewoonlijk bedraagt de batterijspanning ongeveer 30 volt Een negatieve pool 15 van de batterij 14 is aangesloten op de buitenelektrode 11, terwijl een positieve pool 16 van de batterij via een leiding 17 is aangesloten op het elektrisch neutrale of aardpunt van een 15 meetschakeling, die hierna wordt besproken. Opgemerkt wordt, dat de term ’’aarde” hier wordt gebruikt als verwijzing naar het spanningsreferentiepunt in de meetschakeling, dat wil zeggen het neutrale punt. Zoals algemeen bekend is, zijn ionisatiekamer-instrumenten vaak draagbaar, zodat het spanningsreferentiepunt of neutrale punt of aarde van de meetschakeling niet letterlijk met de aarde is verbonden.

Straling welke de ionisatiekamer 10 treft zal, wanneer deze wordt gevoed door de bijbehorende batterij 20 14, het opwekken van ionenparen tot gevolg hebben in de ringvormige ruimte tussen de ionisatiekamer-elektroden 11,12, waarbij de positieve en negatieve ionen zullen bewegen naar en worden verzameld door de passende elektroden 11,12.

Een zeer kleine gelijkstroom in de orde van enkele honderden fA (1 x 10"15 A) wordt aldus opgewekt.

Een tijdmeting van de hoeveelheid van deze stroom is een aanduiding van de hoeveelheid straling, die de 25 ionisatiekamer 10 treft als functie van de tijd. De meting van de in de ionisatiekamer opgewekte stroom wordt uitgevoerd door een versterker met zeer hoge versterking bij voorkeur in de vorm van een operationele versterker 20 van het geïntegreerde type en door een conventioneel meetinstrument of meter 30 van het D’Arsonval-bewegingstype, die wordt gestuurd door de operationele versterker 20.

Meer in het bijzonder omvat de operationele versterker 20 een Inverterende ingang 21, die is verbonden 30 met de binnenelektrode 12 van de ionisatiekamer 10 door een stroommeet-ingangsleiding 22. Een niet-inverterende ingang 23 is via een referentieleiding 24 aangesloten op het neutrale punt van de meetschakeling. Een uitgang 25 van de operationele versterker 20 is verbonden met een ingang 31 van de meter 30 via een uitgangsleiding 26. De meter 30 is als referentie aangesloten op het neutrale punt van de meetschakeling door een meterreferentieleiding 32. De operationele versterker 20 werkt als een stroom-35 spanningsomzetter, waarbij de zeer kleine gelijkstroom, die door de ionisatiekamer 10 wordt geleverd aan de inverterende ingang 21 van de versterker 20 sterk wordt versterkt, zodat een evenredige spanning op de uitgangsleiding 26 voor het sturen van de meter 30 wordt geleverd, waarbij de meter de grootte van de ingangsstroom op de leiding 22 visueel weergeeft en aldus de hoeveelheid straling die de ionisatiekamer treft 40 Voor het veranderen van het werkbereik van het in figuur 1 afgebeelde instrument, is het bekend een weerstandsnetwerk voor het bepalen van het bereik aan te brengen tussen de inverterende ingang 21 van de operationele versterker 20 en zijn uitgang 25, waarbij een deel van het signaal van de versterkeruitgang 25 wordt teruggekoppeld naar de inverterende ingang 21. Eén uiteinde van het bereik-bepalende weerstandsnetwerk 40 wordt verbonden met de uitgangsleiding 26 via een versterkeruitgang-45 terugkoppelleiding 41, terwijl het andere uiteinde van het weerstandsnetwerk 40 wordt aangesloten op de stroommeet-ingangsleiding 22 via een versterkeringang-terugkoppelleiding 42. De weerstandswaarde van het weerstandsnetwerk 40 zal de stroomversterking van de operationele versterker 20 bepalen en aldus het werkbereik van het ionisatiekamer-instrument. Voor het meten van zeer lage stralingsniveaus zal het netwerk 40 zodanig worden ingesteld, dat de operationele versterker 20 zijn hoogste stroomversterking 50 heeft. Voor het meten van opeenvolgende hogere stralingsniveaus zal het netwerk 40 voor opeenvolgende lagere waarden van de stroomversterking worden ingesteld, zodat de meter 30 over verschillende werk-bereiken kan functioneren.

De onderhavige aanvrage heeft betrekking op bereikselectieschakelaars voor toepassing in het weerstandsnetwerk 40, zoals hierna zal worden besproken in figuur 2. Het bereik bepalende weerstands-55 netwerk 40 ontvangt volgens de tekening van de versterkeruitgang-terugkoppelleiding 41 een stroom-terugkoppelsignaal, dat door het netwerk 40 zal worden gewijzigd en vervolgens worden geleverd aan de versterkeringang-terugkoppelleiding 42, zoals aan de hand van figuur 1 werd opgemerkt. Het netwerk 40 uit 3 194052 figuur 2 is voorzien van een eerste bereikselectieschakelaar 44 en een identieke bereikselectieschakelaar 46. Elke schakelaar 44, 46 heeft een geleidende "aan”-toestand en een niet-geleidende "uif’-toestand, zoals hierna zal blijken, waarbij de schakelaars 44, 46 werken als éénpolige schakelaars. De eerste bereikselectieschakelaar 44 is rechtstreeks in serie geschakeld tussen de terugkoppelleidingen 41, 42. Een 5 eerste bereik-bepalende weerstand 90 is eveneens direct tussen de terugkoppelleidingen 41, 42 geschakeld via leidingen 91, 92. Een tweede bereik-bepalende weerstand 95 is met één van zijn aansluitingen op de leiding 92 aangesloten en met de andere aansluiting via de tweede bereikselectieschakelaar 46 aangesloten op de leiding 91. Op hierna te beschrijven wijze wordt de eerste bereikselectieschakelaar 44 aan en uit geschakeld door een schakelsignaal A, terwijl een schakelsignaal B de tweede bereikselectieschakelaar 46 10 tussen de geleidende en niet-geleidende toestanden schakelt.

Het zal duidelijk zijn, dat het netwerk 40 uit figuur 2 drie weerstandstoestanden kan verschaffen, die de stroomversterking van de versterker 20 kunnen beïnvloeden. Op overeenkomstige wijzen verschaffen de uitvoeringen volgens de figuren 3 en 4 drie weerstandstoestanden. Wanneer de eerste bereikselectieschakelaar 44 in een geleidende of "aan"-toestand verkeert, is de uitgang 25 van de versterker 20 15 rechtstreeks aangesloten op zijn ingang 21. In deze toestand is de weerstand van het netwerk 40 geëlimineerd, zodat het instrument kan worden gecalibreerd, dat wil zeggen de meter 30 (zie figuur 1) kan op nul worden gesteld. Dit kan worden beschouwd als een eerste werkmodus van het netwerk 40.

Een tweede werkmodus van het netwerk 40 wordt verkregen, wanneer de eerste selectieschakelaar 44 in de niet-geleidende of "uif-toestand verkeert en de tweede selectieschakelaar 46 eveneens uit is. Onder 20 deze omstandigheden bevindt alleen de eerste bereik-bepalende weerstand 90 zich in serie tussen de uitgang en de ingang van de versterker 20. Derhalve bepaalt de weerstandswaarde van de weerstand 90 de stroomversterking van de versterker 20 en derhalve het werkbereik van het ionisatiekamerinstrument Voor het veranderen van het werkbereik van het instrument, wordt de tweede bereikselectieschakelaar 46 gesloten, dat wil zeggen deze wordt in de volledig geleidende ”aan”-toestand geschakeld door het 25 schakelsignaal B, waarbij de tweede bereik-bepalende weerstand 95 nu parallel is geschakeld aan de eerste bereik-bepalende weerstand 90, waardoor de effectieve parallelweerstandswaarde van de twee weerstanden 90, 95 de stroomversterking van de versterker 20 bepaalt. Het netwerk 40 verschaft derhalve een ionisatiekamer-instrument met twee werkbereiken en een calibratiemodus voor het op nul instellen van de meter 30.

30 Teneinde een nauwkeurige werking van het tot dusverre beschreven instrument te verschaffen, moeten de selectieschakelaars 44, 46 een lage weerstandswaarde hebben wanneer zij zich in de aan- of geleiden toestand bevinden en van meer belang, een zeer hoge weerstandswaarde wanneer zij zich in de niet-geleidende of uit-toestand bevinden, welke hoge weerstandswaarde in de orde van 1 x 1015 ohm ligt Dit is noodzakelijk om lekstromen van zelfs een zeer lage waarde via de schakelaars 44, 46, wanneer zij in de 35 uit-toestand verkeren, te voorkomen, aangezien dergelijke lekstromen aanmerkelijke meetfouten kunnen veroorzaken. Dit is het gevolg van de zeer hoge stroomversterking, die de versterker 20 moet hebben vanwege de zeer kleine stromen, die door de ionisatiekamer 10 worden geleverd. De bereikselectie-schakelaars 44, 46 voldoen aan de bovengenoemde schakeleisen.

Volgens figuur 2 is de eerste selectieschakelaar 44 voorzien van een eerste schakelorgaan in de vorm 40 van een eerste bipolaire transistor 50, die als fototransistorschakelaar werkt. De transistor 50 heeft een emitterelektrode 51, een collectorelektrode 52 en een basiselektrode 53. De emitterelektrode 51 en de collectorelektrode 52 vormen een paar elektroden, die functioneren als schakelaarpolen, waarbij de emitterelektrode 51 is verbonden met de versterkeringang-terugkoppelleiding 42, terwijl de collectorelektrode 52 is verbonden met een verbindingspunt 59. De basiselektrode 53 is niet aangesloten en "zweeft” 45 derhalve, zodat de transistor 50, zoals algemeen bekend is, als fototransistor kan werken.

Een tweede schakelorgaan is uitgevoerd als tweede bipolaire transistor 55 die werkt als fototransistorschakelaar en is voorzien van een emitterelektrode 56, een collectorelektrode 57 en een basiselektrode 58. De emitter- en collectorelektroden 56, 57 vormen een paar elektroden, die als schakelaarpolen functioneren. De emitterelektrode 56 is verbonden met het verbindingspunt 59, terwijl de collectorelektrode 57 is 50 aangesloten op de versterkeruitgangterugkoppelleiding 41. De basiselektrode 58 is niet aangesloten en "zweeft” derhalve, zodat de transistor 55 op dezelfde wijze als de eerste transistor 50 als fototransistor kan werken. De collectorelektrode 52 van de eerste transistor 50 en de emitterelektrode 56 van de tweede transistor 55 zijn met elkaar verbonden in het verbindingspunt 59, dat elektrisch is verbonden met het elektrisch neutrale of aardpunt van de meetschakeling v a een weerstand 60.

55 De twee transistors 50, 55 worden geschakeld tussen hun volledig geleidende en niet-geleidende toestanden door licht, dat wordt geëmitteerd door een licht-emitterende diode 65, die wordt gevoed door het schakelsignaal A. De juncties van beide transistors 50, 55 zijn blootgesteld aan het licht van de enkele 194052 4 licht-emitterende diode 65, die fysiek nabij en tussen de juncties van de twee transistors 50, 55 is opgesteld. Wanneer de diode 65 niet wordt gevoed, wil zeggen wanneer deze zich in de niet-oplichtende toestand bevindt, zijn de transistors 50, 55 in hun ”uit"- of niet-geleidende toestand, waarbij de weerstand tussen de emitter- en connecforelektroden zijn maximumwaarde heeft. Wanneer het schakelsignaal A de licht-5 emitterende diode 65 bekrachtigt, treft het daardoor opgewekte licht de juncties van de transistors 50, 55, waardoor zij naar hun lage weerstandstoestand schakelen, waardoor de versterkeruitgangterugkoppelleiding 41 wordt verbonden met de versterkeringang-terugkoppelleiding 42, waardoor het op nul zetten van de meter 30 mogelijk is, zoals hierboven aan de hand van figuur 1 is besproken.

De waarde van de weerstand 60 (bijvoorbeeld 10 kiï)is zodanig gekozen, dat deze aanmerkelijk kleiner 10 is dan de weerstand van de transistors 50, 55, wanneer zij in hun niet-geleidende uit-toestand verkeren, teneinde praktisch het verbindingspunt 59 elektrisch te aarden, dat wil zeggen praktisch het verbindingspunt 59 elektrisch te verbinden met het neutrale punt van de meetschakeling. Daardoor wordt elke lekstroom door de transistor 55 in de uit-toestand via de weerstand 60 kortgesloten naar het neutrale punt van de meetschakeling. Wanneer de transistors 50, 55 beide in de geleidende of aan-toestand zijn, is de waarde 15 van de weerstand 60 ten opzichte van de lage aan-weerstand van de transistors 50, 55 aanmerkelijk groter, waardoor het verbindingspunt 59 praktisch elektrisch is geïsoleerd van het elektrisch neutrale punt, zodat de juiste terugkoppelstroom van de versterkeruitgang naar de versterkeringang wordt gevoerd via de schakelaar 44.

Voor de tweede selectieschakelaar 46 kan worden opgemerkt, dat deze op identieke wijze als besproken 20 voor de schakelaar 44, is voorzien van een eerste transistor 70 en een tweede transistor 75, waarbij de transistor 70 een emitterelektrode 71, een collectorelektrode 72 en een niet-aangesloten basiselektrode 73 heeft. De tweede transistor 75 heeft een emitterelektrode 76, een collectorelektrode 77 en een niet-aangesloten basiselektrode 78. Een verbindingspunt 79 verbindt de collectorelektrode 72 van de transistor 70 en de emitterelektrode 76 van de transistor 75 met het ene uiteinde van een weerstand 80, waarvan het 25 andere uiteinde is aangesloten op het elektrisch neutrale punt van de meetschakeling. Een volgende licht-emitterende diode 85 kan worden aan en uitgeschakeid door het schakelsignaal B voor het activeren of de-activeren van de transistors 70, 75, welke in serie met elkaar zijn geschakeld en met de tweede bereik-bepalende weerstand 95 tussen de leidingen 91 en 92, zoals eerder reeds opgemerkt. Evenals werd opgemerkt voor de weerstand 60 van de schakelaar 44, is de waarde van de weerstand 80 zodanig 30 gekozen, dat deze aanmerkelijk groter is dan de aan-weerstand tussen de collector-emitterelektroden van de transistors 70, 75, doch aanmerkelijk kleiner dan de weerstand tussen de emitter-collectorelektroden van de transistors 70, 75, wanneer deze in de uit- of niet-geleidende toestand verkeren. Het verbindingspunt tussen de transistors 70, 75 wordt derhalve praktisch elektrisch geïsoleerd van het neutrale punt of aarde van de meetschakeling, wanneer de transistors 70, 75 in hun volledig geleidende toestand verkeren.

35 Wanneer de transistors 70,75 naar hun niet-geleidende toestand worden geschakeld, heeft de relatieve weerstandswaarde van de weerstand 80 ten opzichte van de beide transistors 70, 75 tot gevolg, dat het verbindingspunt 79 praktisch elektrisch wordt kortgesloten naar het neutrale punt van de schakeling, dat wil zeggen een lekstroom door de transistor 75 wordt naar aarde kortgesloten via de weerstand 80 ten gevolge van zijn lage weerstandswaarde in vergelijking met de niet-geleidende transistor 70.

40 Uit het voorgaande blijkt, dat de bereikselectieschakelaars 44, 46 volgens de uitvinding praktisch een zeer hoge uit-impedantie verschaffen, teneinde lekstromen over de schakelaars 44,46 in de niet-geleidende toestand daarvan te minimaliseren.

Het zal voorts duidelijk zijn dat het de toepassing van een optische koppeling, dat wil zeggen het gebruik van de dioden 65, 85, voor het schakelen van de transistors 50, 55 en 70, 75 met voordeel het doordringen 45 van enig deel van de schaketsignalen A en B in de inverterende ingang van de versterker voorkomt De door deze optische koppeling verkregen isolatie maakt het mogelijk goedkope, door de gebruiker bediende mechanische schakelaars toe te passen voor het besturen van het aan- en uitschakelen van de licht-emitterende dioden 65,85. Het is gebleken dat het bereik-bepalende weerstandsnetwerk 40 met de elektronische bereikselectieschakelaars 44,46 bijzonder betrouwbaar is en goedkoop is in vergelijking met 50 het bekende gebruik van magnetische reed-schakelaars, zoals hierboven werd genoemd. In het bijzonder reageren de elektronische schakelaars 44,46 volgens figuur 2 niet op storende magnetische velden en vanwege hun zuiver elektronische aard zijn zij niet gevoelig voor mechanische storingen.

In figuur 3 is een tweede uitvoering van het bereik-bepalende weerstandsnetwerk 40 afgebeeld, waarbij met figuur 2 overeenkomende elementen met hetzelfde verwijzingscijfer zijn aangeduid. Volgens figuur 3 55 omvatten de selectieschakelaars 44, 46 elk een paar transistors van het MOSFET-type, die zijn aangesloten om op identieke wijze als de bipolaire transistors volgens figuur 2 te functioneren. De eerste bereikselectie-schakelaar 44 uit figuur 3 is voorzien van een eerste MOSFET-transistor 100 met een afvoer-elektrode 101, ! 5 194052 j .

i . een toevoer-elektrode 102 en een poort-elektrode 103. Op overeenkomstige wijze heeft een tweede MOSFET-transistor 105 een afvoer-elektrode 106, een toevoer-elektrode 107 en een poort-elektrode 108.

De afvoer-elektrode 101 van de eerste MOSFET-transistor 100 is verbonden met de versterkeringangterug-koppelleiding 42, terwijl de toevoer-elektrode 107 van de tweede MOSFET-transistor 105 is verbonden met 5 de versterkeruitgang-terugkoppelleiding 41. De toevoer-elektrode 102 van de eerste MOSFET-transistor 100 en de afvoer-elektrode 106 van de tweede MOSFET-transistor 105 zijn in een verbindingspunt 109 met elkaar verbonden, welk punt op zijn beurt met het neutrale of aardpunt van de meetschakeling is verbonden via een weerstand 110. De poort-elektroden 103,108 van de transistors 100,105 zijn met elkaar verbonden, zodat zij gelijktijdig kunnen worden voorzien van het schakelsignaal A dat de transistors 100 en 105 10 tezamen aan en uit zal schakelen. Zoals eerder opgemerkt aan de hand van figuur 2, is de weerstands-waarde van de weerstand 110 (bijvoorbeeld 10 kO) zodanig gekozen, dat deze aanmerkelijk groter is dan de weerstand van de transistors 100,105, wanneer zij in hun volledig geleidende aan-toestand verkeren, , terwijl de waarde van de weerstand 110 aanmerkelijk kleiner is dan de uit-weerstand van de transistors 100, 105. Het zal derhalve duidelijk zijn, dat in responsie op een schakelsignaal A, de transistors 100,105 15 ’’aanschakelen”, zodat de leidingen 41 en 42 elektrisch met elkaar worden verbonden, waarbij het - verbindingspunt^ 09'door de weerstand 110 elektrisch is geïsoleerd van het neutrale of aardpunt van de meetschakeling. Wanneer het schakelsignaal A de transistors 100,105 uitschakelt, wordt het verbindingspunt 109 praktisch elektrisch kortgesloten naar het neutrale punt van de meetschakeling ten gevolge van de relatief hoge uit-weerstand van de transistors 100, 105. De schakelaar 44 volgens figuur 3 werkt derhalve 20 uit functioneel oogpunt op een identieke wijze als de uitvoering van de schakelaar 44 volgens figuur 2, waarbij alleen het onderdeel, dat de schakelaar vormt, verschilt.

Op identieke wijze omvat de tweede bereikselectieschakelaar 46, die in serie is geschakeld met de bereikbepalende weerstand 95 een eerste MOSFET-transistor 120 en een tweede MOSFET-transistor 125. De eerste MOSFET-transistor 120 heeft een afvoer-elektrode 121, een toevoer-elektrode 122 en een 25 poort-elektrode 123, waarbij de tweede transistor 125 eveneens is voorzien van een afvoer-elektrode 126, een toevoerelektrode 127 en een poort-elektrode 128, die is verbonden met depoort-elektrode 123,-zodat beide kunnen worden voorzien van het schakelsignaal B. Uit de tekening blijkt dat de transistors 120,125 met elkaar in serie en in serie met de tweede bereik-bepalende weerstand 95 zijn geschakeld tussen de leidingen 91 en 92, waarbij de weerstand 95 in en uit de schakeling wordt geschakeld door het schakel-30 signaal B. Een verbindingspunt 129 is via een weerstand 130 verbonden met het neutrale of aardpunt van de schakeling, welke weerstand een waarde heeft die overeenkomt met de eerder besproken weerstand 110. Bij de uitvoering volgens figuur 3 wordt derhalve, wanneer het schakelsignaal A de schakelaar 44 aanschakelt, de uitgang van de operationele versterker 20 (zie figuur 1) met zijn ingang verbonden, zodat het ionisatiekamer-meetinstrument op nul kan worden ingesteld. Met de schakelaar 44 uit en schakelaar 46 35 uit bepaalt de eerste bereik-bepalende weerstand 90 het werkbereik, dat wil zeggen de spannings- versterking van de versterker 20. Bij schakelaar 44 uit en schakelaar 46 aan, staan de weerstanden 90, 95 parallel, zodat een tweede werkbereik voor het meetinstrument wordt verschaft.

Tenslotte is in figuur 4 de uitvoering van de bereikselectieschakelaars 44, 46 volgens de onderhavige uitvinding afgebeeld. De uitvoering volgens figuur 4 is nagenoeg identiek aan de uitvoering volgens figuur 2 40 en derhalve hebben elementen uit figuur 4 die identiek aan die uit figuur 2 zijn dezelfde verwijzingsdjfers.

De werking van de schakeling volgens figuur 4 is in hoofdzaak identiek aan de werking van de schakeling volgens figuur 2. Echter zijn ten opzichte van figuur 2 de weerstanden 60 en 80 geïlimineerd en vervangen door een derde schakelorgaan in de vorm van een derde bipolaire transistor, zoals in figuur 4 is weergegeven. De schakelaar 44 omvat een derde bipolaire transistor 140 met een emitterelektrode 141, die op de 45 weergegeven wijze is verbonden met het elektrisch neutrale of aardpunt van de schakeling, waarbij een collectorelektrode 142 is verbonden met het verbindingspunt 59. De transistor 140 heeft eveneens een niet-aangesloten basiselektrode 143, waarbij de transistor 140 werkt als fototransistorschakelaar in responsie op licht, dat door een andere licht-emitterende diode 66 wordt geleverd. Volgens de uitvinding bevindt de transistor 140, wanneer de transistors 50, 55 naar hun geleidende aan-toestand worden 50 geschakeld door licht van de diode 65, zich in de niet-geleidende toestand, teneinde het verbindingspunt 59 te isoleren van het elektrisch neutrale of aardpunt van de meetschakeling. Wanneer de lichtemitterende diode 65 door het schakelsignaal A wordt uitgeschakeld om op zijn beurt de transistors 50, 55 uit te schakelen, wordt de licht-emitterende diode 66 aangeschakeld door het schakelsignaal A', teneinde de transistor 140 aan te schakelen. In deze toestand is het verbindingspunt 59 elektrisch verbonden met het 55 elektrisch neutrale of aardpunt van de meetschakeling via de transistor 140.

Op overeenkomstige wijze is de schakelaar 46 voorzien van een derde bipolaire transistor 150, waarvan de collectorelektrode 152 is verbonden met het verbindingspunt 79 en de emitterelektrode 151 is verbonden

Claims (3)

194052 6 met het elektrisch neutrale punt van de meetschakeling. De basiselektrode van de transistor 150 is niet aangesloten, waarbij de transistor 150 kan functioneren als een fotodiodeschakelaar in responsie op licht van een andere licht-emitterende diode 86, die aan en uit wordt geschakeld door een schakelsignaal B'. De transistor 150 heeft een identieke functie als de transistor 140 voor de transistors 70, 75. Wanneer het 5 schakelsignaal B de diode 85 bekrachtigt, schakelt deze de schakelaars 70, 75 aan. Onder deze omstandigheden is de licht-emitterende diode 86 in een uit-toestand, waarbij de transistor 150 eveneens uit is, zodat het verbindingspunt 79 is geïsoleerd van het elektrisch neutrale of aardpunt van de meetschakeling. Wanneer het schakelsignaal B de licht-emitterende diode 85 uitschakelt, schakelt het schakelsignaal B' de lichtemitterende diode 86 aan, zodat de transistor 150 geleidend wordt, teneinde het verbindingspunt 79 te 10 aarden, dat wil zeggen het verbindingspunt 79 wordt elektrisch via de aangeschakelde transistor 150 verbonden met het elektrisch neutrale of aardpunt van de schakeling. Functioneel gezien nemen de transistors 140,150 de plaats in van de weerstanden 60, 80 uit figuur 2. De uitvoering volgens figuur 4 met de transistors 140 en 15 geeft een iets hoger werkrendement van de schakelaars 44, 46 doch leidt tot een toename van de kosten voor deze transistors ten opzichte van de 15 relatief goedkope weerstanden 60, 80 uit figuur 2. Uit het voorgaande blijkt, dat een elektronische bereikselectieschakelaar is verschaft voor toepassing bij een ionisatiekamer-meetinstrument. Een dergelijke elektronische schakelaar zou echter ook andere toepassingen dan bij een ionisatiekamer-instrument kunnen hebben. 20

1. Bereikselectieschakelaar voor een elektronische schakeling voor het meten van kleine stromen, welke schakeling is voorzien van een versterker met grote versterking, die wordt bepaald door een deel van een 25 versterkeruitgangssignaal dat wordt teruggekoppeld naar een versterkeringang, waarbij een versterker- ingang een kleine te meten stroom ontvangt en waarbij een versterkeruitgang een indicator, zoals een meter of dergelijke, stuurt, welke bereikselectieschakelaar in serie is geschakeld tussen de versterkeringang en de versterkeruitgang, waarbij schakelen van de bereikselectieschakelaar het deel van het versterkeruitgangssignaal wijzigt, dat naar de ingang wordt teruggekoppeld, teneinde de versterking van de versterker te 30 veranderen, gekenmerkt door een eerste transistor met een geleidende ”aan”-toestand en een niet- geleidende "ulf’-toestand, die is voorzien van een eerste paar elektroden, die functioneren als schakelaar-polen, waarbij een van de elektroden van het eerste paar is verbonden met de versterkeringang; een tweede transistor met een geleidende ”aan”-toestand en een niet-geleidende ”uif’-toestand, die is voorzien van een tweede paar elektroden, die functioneren als schakelaarpolen, waarbij een van de elektroden van 35 het tweede paar is verbonden met de versterkeruitgang en de andere elektrode van het eerste paar is verbonden met de andere elektrode van het tweede paar, zodat een verbindingspunt tussen de beide transistoren is verkregen, waarbij de transistoren in serie met elkaar zijn geschakeld; en dat een schakel-orgaan is aangesloten tussen het verbindingspunt en elektrisch neutraal punt met een geleidende ”aan"-toestand en een niet-geleidende "uif-toestand, waarbij dit schakelorgaan alleen in de geleidende ”aan”-40 toestand is en het verbindingspunt via het schakelorgaan met het elektrisch neutrale punt van de meetschakeling wordt verbonden, wanneer de eerste en tweede transistoren in de niet-geleidende ”uit”-toestand zijn.

2. Bereikselectieschakelaar volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de eerste en tweede transistoren lichtgevoelige transistoren zijn en dat ten minste één licht-emitterende diode nabij de eerste en tweede 45 transistoren is aangebracht voor het door lichtemissie van de diode schakelen van de als fototransistor werkende transistoren tussen hun geleidende "aan"-toestand en niet-geleidende ”uit”-toestand.

3. Bereikselectieschakelaar volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de te meten kleine stroom wordt geleverd door een ionisatiekamer voor het detecteren van radioactiviteit. Hierbij 2 bladen tekening