SU1145292A1 - Электрометрический преобразователь зар да - Google Patents

Description

I1 Изобретение относитс  к иэмери- тельной технике, в частности к измерению тиалых токов и преобразованию электрических зар дов, например, в телевизионных устройствах, содержащах пироэлектрические преобразователи нащ  жени . Известны устройства дл  преобразо вани  зар дов, имеющие несколько диа пазонов измерени  и содержащие элект рометрический усилитель с конденсато рами, включенньми в цепь обратной св зи усилител  электрометрическиыи .ключами или переключател ми РЗ Недостатком известных устройств  вл етс  необходимость ручного пёрекзвачен   диапазонов измерени , что при значительных разбросзх измер емого параметра приводит к зашкал ваин прибора, к сбою, когда измернтельна  информаци  ггредставл ет наибольшую ценность. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  электрометрический преобразователь зар да, содержащий электрометрический усилитель, первый вход которого подключен к входной клемме иреобразо вате   н через последовательно соеди ненные первьй ключ и первый конденсатор - к входу переключател , перЕйлй в&код которого подключен к общей шы.ё устройства, а второй выход - к выходной клемме преобразовател , и выходу электрометрического усилител  и через последовательно соединенные второй конденсатсф и второй ключ - к входной преобразовател , второй вход электрометрического усшштел  подключен к общей Ш€не преобразовател  rzl, Однако данное устройство характеризуетс  низкой точностью измерени  из-за потерь йнформащ и при переходе с одного предела измерени  на другой Цепь изобретени  - повышение точности . Поставленна  цеЛь достигаетс  тем что в электрометрический преобразователь зар да, содержащий злектромет рический усилитель, первый вход кото рого подключен к входной клемме преобразовател  , второй вход к общей  шне преобразовател , а выход - к первой выходной клемме преобразовате л , первый и второй конденсаторы и :ключ, дополнительно введены фиксатор уровн  S аналоговый сумматор, блок 92 слежени -хранени , четьфе резистора, причем первый конденсатор подключен между первым входом электрометрического усилител  и выходом блока слежени -хранени , второй конденсатор между первым входом электрометрического усилител  и выходом аналогового сумматора, первый вход которого через .ключ соединен с выходом электрометрического усилител  и входом фиксатора уров|€Я, пр мой вьшод которого подключен к второй выходкой клемме и к управл ющему входу блока слежени -хранени  , а инверсный выход - к третьей выходной клемме преобразова- тел  и к управл ющему входу ключа. Первый вывод первого резистора соединен с выходом злектрометрического усилител  J. второй вывод - с входом блока слежени -хранени  и через второй резистор - с общей шиной преобразовател , первый вывод третьего резистора подключен к выходу блока слежени -хранени  , второй вывод - к второму входу аналогового сумматора и череэ четвертый резистор к общей па:не преобразовател . На чертеже гфиведена блок-схема преобразовател . Устройство содержит электрометрический усилитель t, первый вход которого подключен к первым обкладкам первого 2 и второго 3 конденсаторов, втозвой вход - к общей иине преобразовател  а выход - к входу фиксатора уровн  4 и через ключ 5 к первому входу аналогового сумматора 6, выход которого подключен к второй обкладке конденсатора 3, инверсный выход фиксатора уровн  4 соединен с управл ющим входснм ключа 5, а пр мой выход с угд ашшшЕрш входом блока 7 слежени -храйе5да 5 вход которого через первый pesHCfCfp В подключен к выходу усилител  1J а через второй резистор 9 - к общей шине преобразовател , вшгод блока 7 подключен к второй обкладке конденсатора 2, а также череэ третий резистор 10 - к второму входу сумматора 6, второй вход сумматора 6 через четвертый резистор 11 подключен также к общей шине преобразовател , входна  клемма 12 преобразовател  подключена к первому входу усилител  1, к выходу которого подключена перва  выходна  клемма 13 преобразовател , втора  и треть  выходные клег-мы 14 и 15 преобразовател  подключены к пр мому и к инверсно му выходам фиксатора уровн  4 соответственно . Устройство работает следующим образом . В начальный момент времени конден саторы 2 и 3 разр жены, входной сигнал отсутствует, на; пр мом выходе фиксатора уровн  4 потенциал высокого уровн , а на инверсном 1 ыходе потенциал низкого уровн . При этом ключ 5 разомкнут, а блок 7 слежени хранени  находитс , в режиме слежени  когда его выходной сигнал повтор ет входной сигнал (при выборе коэффициента передачи блока 7 рав ьм единице ) . На выходе аналогорого сумматора 6 напр жение равно нулю. При поступлении входного сигнала на вход электрического усилител  1 начинает зар жатьс  конденсатор 2. Напр жение на резисторе 9 равно напр жению на конденсаторе 2 и опреде . л етс  по формуле II -- (,и,,, %-Rg.S где Ugjjy - выходное напр жение элект рометрического усилител /ii -сопротивление резистора 8 -сопротивление резистора 9 Напр жение на резисторе 11 равно напр жению на конденсаторе 3 s-ill V (2) R,, где R,Q - сопротивление резистора 10 Rjj - сопротивление резистора 11 Отношение зар дов первого 2 и вто рого 3 коЕзденсатороа определ етс  вы . )(3) с,-«„ «г где Cfl - величина емкости конденсатора первого подЕЩиапаэона измерени ; величина емкости конденсатора второго поддиапазона. Отношение (3) равно отношению токов , зар жающих конденсаторы. Это отношение определ етс  масштабом преобразовани  на первом и втором диапа зонах измерени . Например, если отношение сигналов на первом диапазоне выбрать равным трем, то отношение , зар дов (3) равно ,(4) 1 24 т.е. первый диапазон измерени  в три раза чувствительнее второго. Входной ток преобразовател  аар да Ig раген сумме токов, протекающих через первый конденсатор 2 и второй конденсатор 3, соответственно 1| и Ij. С учетом выбранного масштаба преобразовани  дл  входного тока справедливо выражение 3,Э Напр жение,на конденсаторе 2 i Усг Напр жение на денсат конденсаторе t :J,at. -. Напр жение не. выходе электрометрического усилител  1 с учетом шлражени  (5), при условии 1,,-. .(8) ЭМ1} R ... - . Так как отношение определ етс  отношением сопротивлений резисторов 10 и 11, то выражение (8) с учетом (1), (2) и (3) принимае т вид lexit. (95 -i -п Таким образом, при работе на первом диапазоне измерени  выходное напр жение преобразовател  определ етс  коэффициентом преобразовани  ( Kg « Л -И , IR, Гй,,1 Сопротивлени  резисторов выбиратс  с учетом шкалы выходных напр ений , емкости конденсатора 2, макимального входного тока и времени нтегрировани . « В момент достижени  выходным нар жением электрометрического усиганел  1 порогового значени  напр же и  срабатывани  фиксатора уровн  4, а выходе последнего формируютс  сигалы управлени , которые поступают а вход управлени  клкма 5 и на вход правлени  блока 7 слежени -хранеи . Ключ 5 замыкаетс , а блок 7 слеени -хранени  переводитс  в режим ранени  аналогового сигнала. На вхоы аналогового сумматора 6 поступают I1 сигналы с вьосода блока t слежени хранени  через резнсгорный делитель, СОСТОЯ1ЩЙ из резисторов 10 и 11, и . сигнал с выхода электрометрического усилител  1;, В обратную св зь элект рометрического усилител  1 включаетс  конденсатор 3, зар женный до нащ  жени , соответствующего минимальному напр жению второго диапазона. %)и интегрировании сигнала напр жение на конденсаторе 3 возрастает или убывает в зависимости от пол рности входного тока. При понижении величины входного напр жени  электрометрического усилител  1 ниже порога ерабатывани  фиксатор уровн  4 возвращаетс  в исходное состо ние. Ключ 2 размыкаетс , и измерени  провод тс  на первом диапазоне. Сигналы на выходных клеммах 13, 14 и 13 несут информацию о значеШ1и измеренного зар да и в номере предела измерени . Экономический эффект при использовании электрометрического преобразовател  создаетс  за счет экономии рабочего времени в результате автоматизации измерений путем устранени  операций по выбору диапазонов измерени . Способность преобразовател  автоматически мен ть диапазон измерени  при сохранении высокой точности позвол ет повысить качество продукции при контроле техпроцессов е его помощью.

13 (У

I

-Ю

Mifo ftemfwwetfua ytujtumeab

Ю

15

в

ЛнааоеоКыд cyttftamop

п

НчЬ

Claims (1)

1. ЭЛЕКТРОМЕТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЗАРЯДА, содержащий электрометрический усилитель, первый вход которого подключен к входной клемме преобразователя, второй вход - к общей шине преобразователя, а выход - к первой выходной клемме преобразователя , первый и второй конденсаторы и ключ, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены фиксатор уровня, аналоговый сумматор, блок слежения-хранения, четыре резистора, причем первый конденсатор подключен между первым входом электрометрического усилителя и выходом блока слежения-хранения, второй конденсатор - между первым входом электрометрического усилителя и выходом аналогового сумматора, первый вход которого через ключ соединен с выходом электрометрического» усилителя и входом фиксатора уровня, прямой выход которого подключен к второй выходной клемме и к управляющему входу блока слежения-хранения, а инверсный выход - к третьей выходной клемме преобразователя и к управляющему входу ключа, первый вывод первого резистора соединен с выходом _Λ электрометрического усилителя, вто- 5 рой вывод - с входом блока слеженияхранения и через второй резистор с общей шиной преобразователя, первый вывод третьего резистора подключен к выходу блока слежения-храненйя второй вывод - к второму входу анало гового сумматора и через четвертый резистор к общей шине преобразователя.

   SUL. 1145292 >

   1 1145292