SU1190273A1

SU1190273A1 - Electrometric charge transducer

Info

Publication number: SU1190273A1
Application number: SU833644280A
Authority: SU
Inventors: Александр Васильевич Есаулов
Original assignee: Предприятие П/Я В-2015
Priority date: 1983-06-20
Filing date: 1983-06-20
Publication date: 1985-11-07

Abstract

ЭЛЕКТРОМЕТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЗАРЯДА, содержащий электрометрическую лампу, анод которой подключен к потенциальному выводу источника анодного напр жени ,цепь накала - к выходу источника начального напр жени , а сетка - к входной потенциальной клемме устройства , источник напр жени смещени катода, усилитель посто нного тока, выход которого соединен с выходными клеммами устройства, четыре резистора , конденсатор, включенный меж-; ду сеткой лампы и выходным потенциальным выводом усилител посто нного тока, соединенным с одним из выводов первого резистора, двухпозиционньш переключатель, через который другой вывод первого резистора подключен к сетке лампы и к шине нулевого потенциала, о т л и ч а ющ и и с тем, что, с целью повышени точности преобразовани , в него введены дополнительный усилитель посто нного тока типа модул тор-демодул тор и источник опорного напр жени , причем входной потенциальный вывод дополнительного усилител посто нного тока и потенциальный вывод инвертирующего входа основного усилител посто нного то€ ка через второй резистор соединен С/) с катодом лампы, а через третий резистор - с потенциальным вьшодом источника опорного напр жени , выход дополнительного усилител посто нного тока подключен к неинвертирующему входу основного усилител посто нного тока, а потенциальный вывод источника напр жени смещени через четвертый резистор соединен с катодом лампы.ELECTROMETRIC CHARGE CONVERTER containing an electrometric lamp, the anode of which is connected to the potential output of the anode voltage source, the glow circuit to the output of the initial voltage source, and the grid to the input potential terminal of the device, the voltage source of the cathode offset, DC amplifier, output which is connected to the output terminals of the device, four resistors, a capacitor, connected inter-; By dividing the lamp grid and the potential output terminal of a DC amplifier connected to one of the terminals of the first resistor, a two-position switch through which another terminal of the first resistor is connected to the grid of the lamp and to the zero potential bus, which is that, in order to improve the accuracy of the conversion, an additional DC amplifier of the modulator-demodulator type and a source of voltage were introduced into it, and the potential input terminal of the additional DC amplifier and potential The primary output of the inverting input of the main DC amplifier is connected to the cathode of the lamp through the second resistor, and via the third resistor to the potential input of the reference voltage source, the output of the additional DC amplifier is connected to the noninverting input of the main DC amplifier and the potential output of the bias voltage source through the fourth resistor is connected to the cathode of the lamp.

Description

Изобретение относитс к электроизмерительной технике и предназначено дл использовани при измерении электрических зар дов и малых токов.The invention relates to electrical measuring equipment and is intended for use in the measurement of electrical charges and low currents.

Цель изобретени - повьшение точности преобразовани путем снижени напр жени смещени нул усилительного тракта. I The purpose of the invention is to increase the conversion accuracy by reducing the zero bias voltage of the amplifying path. I

На чертеже представлена функциональна схема предлагаемого электрического преобразовател зар да.The drawing shows the functional diagram of the proposed electric charge converter.

Устройство содержит электрометрическую лампу 1, источник 2 накального напр жени , источник 3 анодного напр жени , источник 4 напр жени смещени , источник 5 опорного напр жени , основной усилитель 6 посто нного тока, дополнительный усилитель 7 посто нного тока типа модул тор-демодул тор, двухпозиционный переключатель 8 с контактными выводами 9-11, конденсатор 12, резисторы 13-16. Анод лампы 1 подключен к потенциальному выводу источника 3 анодного напр жени , цепь накала - к выходу источника 2 накалкого напр жени , а сетка - к входной потенциальной клемме устройства . Выход усилител 6 посто нного тока соединен с выходными клеммами устройства. Конденсатор 12 включен между сеткой лампы 1 и выходным потенциальным выводом усилител 6 посто нного тока, соединенным с одним из выводов резистора 13. Другой вьшод резистора 13 через двухпозиционный переключатель 10 подключен к сетке лампы 1 и к шине нулевого потенциала. Входной потенциальный вывод усилител 7 посто нного тока и потенциальный вывод инвертирующего входа усшштел 6 посто нного тока через резистор 14 соединены с катодом лампы 1, а через резистор 1 с потенциальным выводом источника 5 опорного напр жени . Выход усилител 7 посто нного тока подключен к нёинвертирунщему входу усилител 6 посто нного тока, а потенциальный вывод источника 4 напр жени смещени через резистор 16 соединен с катодом ЛШ4ПЫ.The device comprises an electrometric lamp 1, a filament source 2, an anode voltage source 3, a bias voltage source 4, a reference voltage source 5, a main DC amplifier 6, an additional DC amplifier 7 of the modulator-demodulator type, two-way switch 8 with contact pins 9-11, capacitor 12, resistors 13-16. The anode of the lamp 1 is connected to the potential output of the anode voltage source 3, the glow circuit to the output of the high-voltage source 2, and the grid to the input potential terminal of the device. The output of the DC amplifier 6 is connected to the output terminals of the device. A capacitor 12 is connected between the grid of the lamp 1 and the output potential output of the DC amplifier 6 connected to one of the terminals of the resistor 13. The other output of the resistor 13 is connected via a two-position switch 10 to the grid of the lamp 1 and to the zero-potential bus. The potential input terminal of the DC amplifier 7 and the potential terminal of the inverting input terminal 6 of the direct current are connected to the cathode of the lamp 1 through resistor 14, and through potential resistor 1 to the potential source 5 of the reference voltage. The output of the DC amplifier 7 is connected to the non-inverting input of the DC amplifier 6, and the potential output of the source 4 of the bias voltage through a resistor 16 is connected to the LS4PY cathode.

Устройство работает следукицим образом.The device works in the following way.

При включении устройства т.е. .после подачи питающих напр жений.When you turn on the device i. after supplying voltage.

прогреваетс нить накала лампы 1, разогреваетс ее катод, начинает протекать анодный ток и, соответственно , ток катода, который равен сумме токов через резисторы 14 и 16 Напр жение смещени источника 4 и сопротивление резистора 16 определ ют режим лампы 1. С их помощью задаетс режим, при котором сеточны ток лампы 1 минимален. Выводы 9 и 1 переключател 8 замкнуты. Конденсатор 12 разр жен. Потенциал точки соединени резисторов 14 и 15, а также потенциальных выводов входа усилител 7 и инвертирукмцего входа усилител 6 близок к нулю. При равенстве резисторов 14 и 15 опорное напр жение источника 5 равно потенциалу катода лампы 1. Выходное напр жение усилител 6 близко к нулю. Так как коэффициент передачи по напр жению каскада усилени на лампе 1 близок к единице, то фактически потенциал инвертирующего входа усшштел 6 близок (практически равен) потенциалу сетки лампы t. Стабильность коэффициента передачи усилител при этом значительно повышаетс , поскольку стабильность напр жени смещени нул , приведенного к входу преобразовател т.е. к сетке лампы 1, определ етс стабильностью и величиной смещени нул усилител 7 посто нного тока типа модул тор-демодул тор. Соответственно (в 20-30 раз) уменьшаетс величина приведенного напр жени смещени нул всего преобразовател .the filament of the lamp 1 is heated, its cathode is heated, the anode current begins to flow and, accordingly, the cathode current, which is equal to the sum of currents through resistors 14 and 16 The bias voltage of source 4 and the resistance of resistor 16 determine the mode of lamp 1. They are used to set the mode in which the net current of the lamp 1 is minimal. Pins 9 and 1 of switch 8 are closed. Condenser 12 bits. The potential of the junction point of resistors 14 and 15, as well as the potential pins of the input of amplifier 7 and the inverter input of amplifier 6, is close to zero. With equal resistors 14 and 15, the reference voltage of source 5 is equal to the cathode potential of lamp 1. Output voltage of amplifier 6 is close to zero. Since the transfer coefficient for the voltage of the amplification stage on lamp 1 is close to unity, in fact, the potential of the inverting input of terminal 6 is close (almost equal) to the potential of the grid of the lamp t. The stability of the gain transfer ratio of the amplifier is greatly increased, since the stability of the zero bias voltage brought to the input of the converter, i.e. to the grid of the lamp 1, is determined by the stability and magnitude of the zero displacement of the amplifier 7 of the direct current modulator-demodulator type. Accordingly, the magnitude of the reduced zero bias voltage of the entire converter is reduced (20-30 times).

В режиме преобразовани зар дов выводы 9 и 11 переключател 8 разомкнуты . При по влении входного сигнала, например, электрического зар да Q с выхода пьезоэлектрического датчика, выходное напр жение Bbfx преобразовател начинает измен тьс , т.е..In charge conversion mode, pins 9 and 11 of switch 8 are open. When an input signal appears, for example, electric charge Q from the output of the piezoelectric sensor, the output voltage Bbfx of the converter begins to change, i.e.

i « i "

...ie:-i.... ie: -i.

- величина входного тока, - the value of the input current,

вк t зар жающего конденсатор 12; сц приведенное напр жениеinc t charging capacitor 12; sc reduced voltage

смещени i C|,j - емкость конденсатора 12Jdisplacement i C |, j - capacitor capacitance 12J

Claims

ELECTROMETRIC CHARGING CONVERTER containing an electrometric lamp, the anode of which is connected to the potential output of the anode voltage source, the filament circuit is connected to the output of the initial voltage source, and the grid is connected to the input potential terminal of the device, the cathode bias voltage source, DC amplifier, the output of which is connected to the output device terminals, four resistors, a capacitor connected between the lamp grid and the potential output of the DC amplifier connected to one of the outputs o of the first resistor, a two-position switch through which the other terminal of the first resistor is connected to the lamp grid and to the zero potential bus, characterized in that, in order to increase the conversion accuracy, an additional DC amplifier of the modulator-demodulator type and a reference voltage source are introduced into it, moreover, the input potential output of the additional DC amplifier and the potential output of the inverting input of the main DC amplifier through a second resistor is connected to the cathode la nN, and through a third resistor - to a potential source terminal of the reference voltage, an additional DC amplifier output is connected to the noninverting input of the main amplifier a DC output potential and the bias voltage source via a fourth resistor connected to the cathode of the lamp.

SU p „1190273

1 1190273 2