181131. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés több méréshatárral rendelkező gyors elektrométerek megvalósítására
MAGYAR NÉPKÖZTARSASAG SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGALATI TALÁLMÁNY 181131 0 Bejelentés napja: 1980. V. 28. (1333/80) Nemzetközi osztályozás: NSZO3: G 01 R 13/00. G01 R 15/08 ORSZÁGOS talAlmAnyi HIVATAL X. Közzététel napja: 1982. VIII. 30. Megjelent: 1984. XII. 31. f5 Szabadalmi Tsf .. >ÿ^TULAJOON^-i^ Feltalálók: Szabadalmas: Dr. Bibok György tudományos munkatárs 50%, Dr. Gál János tudományos MTA Atommag Kutató Intézete, munkatárs 50%, Debrecen Debrecen Kapcsolási elrendezés több méréshatárral rendelkező gyors elektrométerek megvalósítására 1 Különböző fizikai méréseknél, pl. különböző típusú tömegspektrométereknél szükséges kis amplitúdójú gyors áramimpulzusok alakhű regisztrálása. Ezt a feladatot gyors elektrométer erősítőkkel lehet megoldani. Gyors elektrométer megvalósítására ún. visszacsatolt típusú elektrométereket használnak. Ez a kapcsolás egy nagy értékű ellenállással visszacsatolt, a mérendő áramhoz képest kis bemeneti áramú műveleti erősítő, lényegében egy áram-feszültség konverter. A bemeneti pont a műveleti erősítő invertáló bemenete. Ennek a kapcsolásnak az egyik nagy előnye a kis bemeneti ellenállás, a másik pedig, hogy kimenőjelének felfutási, ideje gyakorlatilag nem függ a jelforrás kapacitásától, A felfutási időt ennél a megoldásnál a visszacsatoló ellenállással párhuzamosan kapcsolódó szórt kapacitás korlátozza. Ha Rv a visszacsatoló ellenállás és Cy a visszacsatoló kapacitás az Uki kimenőfeszültség és az Ibe bemenőáram közötti összefüggés a következő: ^ki ~ ibe^v ( 1~® — a KyVy ' A tf felfutási idő pedig tf = 2 ■ 2 RvCy. Ha visszacsatoló ellenállás 1 GS2—1 TÍ2 közötti értékű (1 nA-nál kisebb áramok mérésénél már ilyen 2 nagy értékű ellenállások szükségesek), már 1 pF nagyságú szórt kapacitás esetén is a felfutási idő a fenti visszacsatoló ellenállások esetén 2 • 2 ms-2 • 2 s közötti értékű, ami az esetek többségében túlságosait 5 nagy érték. A felfutási idő csökkentésére több megoldás kínálkozik. Az egyik, amikor árnyékolással igyekeznek csökkenteni a visszacsatoló ellenállás szórt kapacitását. Ez a megoldás, mint kimutatható [Gál J., 10 Paál A., Urszín Z., ATOMKI Közlemények 17 (1975) 391-400] annak ellenére, hogy a felfutási időt jelentős mértékben — akár egy nagyságrenddel is — csökkenti, az esetek többségében mégsem célravezető. Ennek az oka, hogy az árnyékolás következ- 15 tében járulékos kapacitások lépnek fel, amelynek következtében a kimenőjelnek jelentős túllövése van, ami az elektrométer beállási idejének a meghosszabbodását okozza. A másik módszer a probléma megoldására, amikor 20 az elektrométer visszacsatoló ellenálása és az ellenállás szórt kapacitása által alkotott pólust egy ugyanakkora időállandójú zérussal kompenzálják. A zérus létiehozható akár az elektrométer visszacsatoló hálózatának a megfelelő kialakításával, akár egy 25 külön fokozatban. Ez a módszer nagyon jól alkalmazható azokban az esetekben, amikor az elektrométer egyetlen méréshatárral rendelkezik. több méréshatárral rendelkező elektrométer úgy 30 valósítható meg, hogy az elektrométer visszacsatoló 181131
