SU1095111A1 - Electrometric charge meter - Google Patents

Electrometric charge meter Download PDF

Info

Publication number
SU1095111A1
SU1095111A1 SU833544864A SU3544864A SU1095111A1 SU 1095111 A1 SU1095111 A1 SU 1095111A1 SU 833544864 A SU833544864 A SU 833544864A SU 3544864 A SU3544864 A SU 3544864A SU 1095111 A1 SU1095111 A1 SU 1095111A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
electrometric
inverter
amplifier
Prior art date
Application number
SU833544864A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Васильевич Есаулов
Original Assignee
Предприятие П/Я В-2015
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я В-2015 filed Critical Предприятие П/Я В-2015
Priority to SU833544864A priority Critical patent/SU1095111A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1095111A1 publication Critical patent/SU1095111A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

ЭЛЕКТРОМЕТРИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЗАРЯДА, содержащий электрометри ческий усилитель, вход которого соедирен с клеммами дл  подключени  ис точника зар да, а выход - с входом регистрирующего прибора, два интегрирующих конденсатора, два ключа, пер вые сигнальные выводы которых соединены с первыми обкладками соответствукицих интегрирующих конденсаторов, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  достоверности функционировани , в него введены инвертор и два равноплечих резистивных делител  напр жени , причем вход инвертора подключен к выходу электрометрического усилител , оба делител  напр жени  включены ме щы выходами инвертора и электрометрического усилител , первые обкладки интегрирукйцих конденсаторов подключены к средним выводам соответствующих делителей напр жени , а вторые обкладки и вторые сигнальные выводы ключей соединены соответственно с входным и выходньм потенциальными выводами электрометрического усилител  .ELECTROMETER CHARGER METER containing an electrometric amplifier whose input is connected to the terminals for connecting the charge source and the output to the input of a recording device, two integrating capacitors, two switches, the first signal outputs of which are connected to the first plates of the corresponding integrating capacitors, different by the fact that, in order to increase the reliability of the operation, an inverter and two equal-shoulder resistive voltage dividers are inserted into it, and the inverter input is connected to the output electrometric amplifier at both voltage divider included IU NULL output inverter and an electrometric amplifier, the first electrode integrirukytsih capacitors connected to the intermediate tap corresponding to a voltage divider, and the second electrode and the second signal terminals connected respectively to the key input and vyhodnm potential terminals electrometric amplifier.

Description

11 Изобретение относитс  к электроиз мерительной технике и предназначено дл  использовани  при лабораторных и промышленных исследовани х посто нны и медленно мен ющихс  сигналов. Известен интегрирующий электромет содержащий электрометрический усилитель , вход которого соединен с клеммами дл  подключени  источника зар да , а выход - с входом регистрирую1цего прибора, интегрирующий и запоми нающий конденсаторы, включенные посл довательно в цепь обратной св зи электрометрического усилител , два ключа, один из tJoTopbrx включен парал лельно интегрирующему конденсатору, а другой - между соединенньми друг с другом первыми обкладками обоих конденсаторов и выходным потенциальным выводом электрометрического усилител , переключатель, через который втора  обкладка запоминающего конден сатора подключена к обоим выходным потенциальным выводам электрометрического усилител  1, Недостаток известного устройства св зан с узким рабочим диапазоном, обусловленньпу невозможностью переклю чени  пределов измерени . Наиболее близким к изобретению  в л етс  электрометрический измеритель зар да, содержащий электрометрический усилитель, вход которого соединен с клеммами дл  подключени .источ ника зар да, а выход - с входом регистрирующего прибора, два интегрирующих конденсатора, первые обкладки которых через индивидуальные ключи подключены к входному потенциальному выводу электрометрического усилител  а вторые обкладки через переключател к обоим выходным потенциальным вывод последнего 2. . . Недостаток указанного устройства заключаетс  в низкой эксплуатационной надежности, снижение которой выз вано наличием в его конструкции, помимо двух ключей, специального переключател  пределов измерени . Целью изобретени   вл етс  повыше ние достоверности функционировани . Поставленна  цель достигаетс  тем что в электрометрический измеритель зар да, содержащий электрометрически усилитель, вход которого соединен с клеммами дл  подключени  источника зар да, а выход - с входом регистрирующего прибора, два интегрирующих конденсатора, два ключа, первые сиг1 нальные выводы которых соединены с первыми обкладками соответствующих интегрирующих конденсаторов, введены инвертор и два равноплечих резистивных делител  напр жени , причем вход инвертора по 1;ключен к выходу электрометрического усилител , оба делител  напр жени  включены между выходами инвертора и электрометрического усилител , первые обкладки интегрирующих конденсаторов подключены к средним выводам соответствующих делителей напр жени , а вторые обкладки и вторые сигнальные выводы ключей соединены соответственно с входным и выходным потенциальными выводами электрометрического усилител . На чертеже представлена функциональна  схема предложенного электрометрического измерител  зар да. Устройство содержит электрометрический усилитель 1, интегрирующие конденсаторы 2 и 3, полупроиодниковые ключи 4 и 5, инвертор 6, равноплечие делители напр жени , состо щие из резисторов 7, 8 и 9, 10. Вход электрометрического усилител  1 соединен с клеммами дл  подключени  источника зар да, а выход - с входом регистрирующего прибора (не показаны). Вход инвертора 6 подключен к выходу электрометрического усилител  1. Резисторы 7,8 и 9,10 делителей напр жени  включены между выходами инвертора 6 и электрометрического усилител  1. Первые обкладки интегрируюишх конденсаторов 2 и 3 подключены к средним выводам делителей напр жени , а также к первым сигнальным выводам ключей 4 и 5. Вторые обкладки интегрирующих конденсаторов 2 и 3 и вторые сигнальные выводы ключей 4 и 5 соединены соответстBerfHo с входным и выходным потенциальными выводами электрометрического усилител  1. В состав устройства вход т также герконовый переключатель 11 и резистор 12, обеспечивающие подготовку устройства к работе. При этом резистор 12 включен в цепь обратной св зи Электрометрического усилител  1 через размыкающий контакт переключател  11, а замыкающий контакт последнего введен между входной потенциальной шиной электрометрического усилител  11 и шиной нулевого потенциала. Устройство работает следующим образом ..о В начальньй момент после подключени  к устройству источника зар да 31 размыкаюыщй контакт переключател  11 замкнут и в цепи обратной св зи электрометрического усилител  1 включен резистор 8. Выходное напр жение усилител  1 и измерител  зар да в целом определ етс  напр жением смещени  нул  и входным током усилител  1 и близкок нулю.Перед измерени ми размыкающий контакт переключател  1.1 размыкаетс , а его замыкающий контакт замыкаетс . Кроме того, замыкаетс  .один из ключей 4 или 5 в зависимости от выбранного диапазона измерени . При измерении на первом диапазоне замкнут ключ 4, а ключ 5 разомкнут. Выходное напр жение инвертора 6 при условии его идеальности равно выходному напр жению усилител  1 с противоположным знаком. Реально это напр жение по модулю отличаетс  от напр же ни  .усилител  1 на величину, определ  емую смещением нул  инвертора 6, входными токами, конечным коэффициентом -усилени  усилител  1. Погрешность инвертора 6 может не превышать 0,1%. При равенстве сопротивлений резисторов 9 и 10 потенциал точки соединени  обкладки конденсатора 3, выводов резисторов 9 и 10 и ключа 5 находитс  на нулевом уровне. Таким образом, входной ток усилител  1, протекающий от источ 1ика зар да в цепи обратной св зи, не протекает через конденсатор 3, т.е. конденсатор 3 фактически выведен из цепи обратной св зи. Однако реально сопротивлени  резисторов 9 и 10 не равны и могут от личатьс  на.величину 0,05-0,001%, так что с учетом погрешности смещени  инвертора 6 потенциал точки соединени  не равен нулю.-Это эквивалентно введению слабой, пор дка 0,1% и менее, дополнительной емкостной обратной св  зи или, что то же самое,увеличению, (уменьшению) емкости конденсатора 2 на величину дес тыз долей процента. Такое увеличение (уменьшение) посто нной времени цепи обратной св зи не приводит к увеличению погрешности преобразовани , так как перед измерени ми устройство калибруетс . При поступлении входного сигнала, например, с пьезодатчика входной зар д преобразуетс  в ток, который зар жает конденсаторы 2 и 3, причем величины зар дов и напр жений на конденсаторах 2 и 3 завис т от посто нных времени интегрировани . Напр жение на выходе устройства 14 и напр жение U на конденсаторе 2 определ етс  вьфажением: .1 С2 о 1 где i..(. - часть входного тока измерител , протекающего через конденсатор 2 с емкостью С2; t - врем  измерени . Напр жение на конденсаторе 3 определ етс  выражением: -f-clb где АR .- отклонение сопротивлений резисторов 7-10 от номинального значени ; R - номинальное сопротивление резисторов 7-10; - ч:асть тока, поступающего на вход измерител  и протекающа  через конденсатор 3 с емкостью СЗ. Величина тока IMJ определ етс  выражением ЛК IM-Ri j ( - входной ток измерител  зар дов . При , ток, зар жающий конденсатор 3, стремитс  к нулю. Реально величина тока.1е,лг не превьш1ает 0,050 ,1% от величины полного входного тока. При переходе на второй диапазон измерени  замыкаетс  ключ 5 и затем размыкаетс  ключ 4. Так как потенциал точки соединени  обкладки конденсатора 2, выводов резисторов 7 и 8 и ключа 4 после переключени  становитс  близким нулю, то зар д конденсатора 2 стекает в конденсатор 3, который в этом случае включен в цепь отрицательной обратной св зи усилител  1. Выходное напр жение устройства определ етс  выражением: €3 J -ыгdt . (4) Аналогично устройство функционирует при переходе с второго диапазона на первый. Количество диапазонов измерени  может быть увеличено $109511111 The invention relates to electrical measuring equipment and is intended for use in laboratory and industrial research of constant and slowly varying signals. A integrating electro-motor containing an electrometric amplifier is known, the input of which is connected to the terminals for connecting a charge source, and the output is connected to the input of a registering device, integrating and storing capacitors connected sequentially to the feedback circuit of an electrometric amplifier, two keys, one of tJoTopbrx included parallel to the integrating capacitor, and the other between the first plates of both capacitors connected to each other and the output potential output of an electrometric amplifier, reklyuchatel through which said second electrode of the memory of capacitors connected to the two potential output terminals electrometric amplifier 1 drawback of the known device is associated with a narrow working range, inability obuslovlennpu Switch Cheney measurement limits. The closest to the invention is an electrometric charge meter containing an electrometric amplifier, the input of which is connected to the terminals for connecting the source of charge and the output to the input of a recording device, two integrating capacitors, the first plates of which are connected to the input through individual switches potential output of the electrometric amplifier and the second plates through the switch to both output potential output of the latter 2.. . The disadvantage of this device lies in its low operational reliability, the reduction of which is caused by the presence in its design, in addition to two keys, of a special switch of measurement limits. The aim of the invention is to increase the reliability of the operation. The goal is achieved by the fact that an electrometric charge meter, containing an electrometric amplifier, whose input is connected to terminals for connecting a source of charge, and the output - to the input of a recording device, two integrating capacitors, two switches, the first signal outputs of which are connected to the first plates corresponding integrating capacitors, an inverter and two equal-shoulder resistive voltage dividers are introduced, the input of the inverter is 1 each; connected to the output of the electrometric amplifier, both are ate voltage are connected between the inverter output and an electrometric amplifier, the first plate of the integrating capacitor connected to the intermediate tap corresponding to a voltage divider, and the second electrode and the second signal terminals connected respectively to the key input and output terminals potential electrometer amplifier. The drawing shows the functional diagram of the proposed electrometric charge meter. The device contains an electrometric amplifier 1, integrating capacitors 2 and 3, semi-periodic switches 4 and 5, inverter 6, equal-voltage voltage dividers consisting of resistors 7, 8 and 9, 10. The input of electrometric amplifier 1 is connected to the terminals for connecting a charge source and the output is with the input of the recording device (not shown). The input of the inverter 6 is connected to the output of the electrometric amplifier 1. Resistors 7.8 and 9.10 of the voltage dividers are connected between the outputs of the inverter 6 and the electrometric amplifier 1. The first plates of the integrated capacitors 2 and 3 are connected to the middle terminals of the voltage dividers, as well as to the first the signal pins of keys 4 and 5. The second plates of the integrating capacitors 2 and 3 and the second signal pins of keys 4 and 5 are connected respectively to the input and output potential pins of the electrometric amplifier 1. The device includes d m and reed switch 11 and resistor 12 providing training device to work. In this case, the resistor 12 is connected to the feedback circuit of the Electrometric amplifier 1 via the disconnecting contact of the switch 11, and the closing contact of the latter is inserted between the input potential bus of the electrometric amplifier 11 and the zero potential bus. The device operates as follows .. About At the initial moment after connecting the source of charge 31 to the device, the opening contact of switch 11 is closed and a resistor 8 is turned on in the feedback circuit of electrometric amplifier 1 The output voltage of amplifier 1 and the charge meter are generally determined the displacement of the zero and the input current of the amplifier 1 and close to zero. Before measurement, the break contact of the switch 1.1 opens and its closing contact closes. In addition, one of the keys 4 or 5 closes depending on the selected measuring range. When measuring in the first range, key 4 is closed, and key 5 is open. The output voltage of the inverter 6, provided it is ideal, is equal to the output voltage of amplifier 1 with the opposite sign. Actually, this voltage varies in magnitude from the voltage of amplifier 1 by the amount determined by the zero offset of inverter 6, input currents, and the final gain of amplifier 1. The error of inverter 6 may not exceed 0.1%. When the resistances of the resistors 9 and 10 are equal, the potential of the junction point of the capacitor plate 3, the leads of the resistors 9 and 10, and the key 5 is at the zero level. Thus, the input current of amplifier 1 flowing from the charge source 1 in the feedback circuit does not flow through the capacitor 3, i.e. the capacitor 3 is actually removed from the feedback circuit. Actually, however, the resistances of resistors 9 and 10 are not equal and may differ by a value of 0.05-0.001%, so that taking into account the bias of the inverter 6, the potential of the connection point is not zero. This is equivalent to introducing a weak, of the order of 0.1% or less, additional capacitive feedback, or, equivalently, an increase, (decrease) in the capacitance of the capacitor 2 by an amount of ten thousand percent of a percent. Such an increase (decrease) in the time constant of the feedback circuit does not lead to an increase in the conversion error, since the device is calibrated before measurements. When an input signal arrives, for example, from a piezoelectric transducer, the input charge is converted into a current that charges capacitors 2 and 3, and the magnitudes of the charges and voltages on the capacitors 2 and 3 depend on the constant integration time. The voltage at the output of the device 14 and the voltage U on the capacitor 2 is determined by the output: .1 С2 о 1 where i .. (. Is the part of the input current of the meter flowing through the capacitor 2 with the capacitance C2; t is the measurement time. Voltage the capacitor 3 is defined by the expression: -f-clb where AR. is the deviation of the resistances of the resistors 7-10 from the nominal value; R is the nominal resistance of the resistors 7-10; Sz. The current IMJ is determined by the expression LC IM-Ri j (- input current When the current charging the capacitor 3 tends to zero. Actually, the current value 1.e, lg does not exceed 0.050, 1% of the total input current .When switching to the second measurement range, key 5 closes and then opens key 4 Since the potential of the junction point of the capacitor plate 2, the terminals of the resistors 7 and 8, and the key 4 after switching becomes close to zero, the charge of the capacitor 2 flows into the capacitor 3, which in this case is connected to the negative feedback circuit of amplifier 1. Output voltage the device's life is determined are expression: € 3 J -ygdt. (4) Similarly, the device operates in the transition from the second range to the first. The number of measurement ranges can be increased $ 1095111

введением дополнительных конденсато-во длительно устойчиво функционироров , ключей и резисторов.вало, этом натекани  зар дов неthe introduction of additional condensate for a long time stably functioned functionaries, switches and resistors.

Предложенна  конструкци  электро-наблюдалось. Погрешность измерени  неThe proposed design is electro observed. The measurement error is not

метрического измерител  зар да  вл -превышала +1Х и определ лась в основетс  достаточно простой и характери- 5ном режимом электрометрической лампы иThe metric charge meter has exceeded + 1X and was determined to be based on a fairly simple and characteristic electrometric lamp mode and

зуетс  вьюокой надежностью работы.напр жением смещени  нул  электрометриПри практических испытани х устройст-ческого усилител  1.it is considered to be very reliable in operation. By bias zero displacement of electrometry. In practical tests of the device amplifier 1.

Claims (1)

ЭЛЕКТРОМЕТРИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЗАРЯДА, содержащий электрометрический усилитель, вход которого со едиден с клеммами для подключения источника заряда, а выход - с входом регистрирующего прибора, два интегрирующих конденсатора, два ключа, первые сигнальные выводы которых соединены с первыми обкладками соответствующих интегрирующих конденсаторов, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения достоверности функционирования, в него введены инвертор и два равноплечих резистивных делителя напряжения, причем вход инвертора подключен к выходу электрометрического усилителя, оба делителя напряжения включены межды выходами инвертора и электрометрического усилителя, первые обкладки интегрирующих конденсаторов подключены к средним выводам соответствующих делителей напряжения, а вторые обкладки и вторые сигнальные выводы ключей соединены соответственно с входным и выходным потенциальными § выводами электрометрического усилителя .ELECTROMETRIC CHARGE METER, containing an electrometric amplifier, the input of which is connected to the terminals for connecting the charge source, and the output - with the input of the recording device, two integrating capacitors, two keys, the first signal outputs of which are connected to the first plates of the corresponding integrating capacitors, characterized in that, in order to increase the reliability of operation, an inverter and two equal-arm resistive voltage dividers are introduced into it, and the inverter input is connected to the electric output of an electrometric amplifier, both voltage dividers are connected between the outputs of the inverter and the electrometric amplifier, the first plates of the integrating capacitors are connected to the middle terminals of the corresponding voltage dividers, and the second plates and the second signal outputs of the keys are connected respectively to the input and output potential terminals of the electrometric amplifier. SU ..,.1095111SU ..,. 1095111
SU833544864A 1983-01-18 1983-01-18 Electrometric charge meter SU1095111A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833544864A SU1095111A1 (en) 1983-01-18 1983-01-18 Electrometric charge meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833544864A SU1095111A1 (en) 1983-01-18 1983-01-18 Electrometric charge meter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1095111A1 true SU1095111A1 (en) 1984-05-30

Family

ID=21047062

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833544864A SU1095111A1 (en) 1983-01-18 1983-01-18 Electrometric charge meter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1095111A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР № 421943, кл. G 01 R 19/00, 1971. 2. Илюкович A.M. Техника электрометрии. М., Энерги , 1976, с. 268 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100318177B1 (en) Means for detecting the integrated value of current flow, means for detecting the value of current flow and battery pack using the same
US4931737A (en) Circuit for measuring the capacity of a battery
US4806846A (en) High accuracy direct reading capacitance-to-voltage converter
US5294889A (en) Battery operated capacitance measurement circuit
CA2069858A1 (en) Circuit for measuring battery current
US4091683A (en) Single channel electrical comparative measuring system
KR20040093025A (en) Battery charging and discharging monitoring circuit, and battery charging and discharging monitoring method
SU1095111A1 (en) Electrometric charge meter
JPH09311147A (en) Charging and discharging current measuring apparatus
CN112767800A (en) Multifunctional electricity experiment instrument
SU1157648A1 (en) D.c.instrument amplifier
SU805417A1 (en) Analogue storage
SU940086A1 (en) Digital capacity meter
JPH0635195Y2 (en) Time interval measuring circuit
SU1107193A1 (en) Device for checking storage battery
RU1780043C (en) Apparatus for prestarting control of resistors
SU1108369A1 (en) Analog-digital converter of resistance
SU374618A1 (en) ELECTRONIC INTEGRATOR
SU1000882A1 (en) Device for measuring electrochemical potential of ions in solutions
SU1659916A1 (en) Device for measuring intensity of electric field
SU900217A1 (en) Digital resistance meter
SU566190A1 (en) Resistance metering apparatus
SU1484163A1 (en) Analog storage
SU1548813A1 (en) Analog memory device unit
KR890008409Y1 (en) A checking circuit of thermometer