158010. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és áramköri elrendezés kis egyenáramok, különösen ionozációs kamrák áramának nagypontosságú mérésére
5 158010 ü A találmány szerinti eljárást és áramköri el- -rendezést két kiviteli példán a 2. és 3. ábra alapján ismértetjük. Az 1,1/ mérendő áram iá mérési folyamatot indító K kapooló nyitása után egy C kondenzátort kezd "tölteni. A kondenzátor egy 1 elek'troméiiar műveleti erősítő invertiáló bemenete és kimenete közé van kapcsolva, így az elektnomiéter (műveleti erősítő az U^ beimenŐ feszültség hatására a kimenetén olyan U# kompenzáló feszültséget állít elő, amely a C kondenzátor feszültségtől csiak az \JE bemenő feszültség éritékével iter el. Pl. egy olyan műveiéit! erősítővel, melynek erősítése nagyobb mint 10 000-szereis, ez az eltérés kisebb mint 0,01%, Bemenő fokozatként pl. fém-oxidféJveziető szerkezetű távvezérlésű tranzisztorokat — MOS .FET — alkalmazva 1013 ohm nagyságrendű bemenő ellenállás is elérhető. Ugyaniakkor az Ug bemenő feszülltség értéke la nagy erősítés miatt olyan kicsi — rendszerint 1 mV-mál kisebb —, hogy a mérendő áramnak a bemenő ellenálláson iát folyó lg .része elhanyagolható. A kívánt méréshatárt a C kondenzátor kiapaciitásáimak megválasztásával állítjuk be. A 2. ábra szerintii fogainátosítási alak esetében a 2 és 3 feszültség komparátorok komparálási szintje azonos, nagyságú, de a nullához kispest ellenkező polamitású, pl. —5 volt és +5 volt. A mérés megkezdése előtt, rövidrezárt' K kapcsoló mellett az 1 elektroiméter műveleti erősítő kimenetén az erősítő nullázó potenciométere segítségévéi a nullától eltérő ós a kornparalesi szinteknél nagyobb feszülltség értéket, pl. — vagy +6 voltot állítunk be. A polaritásnak meg kell egyeznie az 1 elekibrométer műveleti erősítő bemenetére kapcsolt mérendő áraim nullához képesti polaritásával. Á mérés megkezdéseikor a K kapcsolót nyitjuk. Pl. negatív polariitású áram méréseikor az 1 élekitrométer műveleti erősítő kimenő feszültsége a beállított negatív nyugalmi értékről — a példa szerint —6 voltáról — pozitív irányban változik a mént áram hatására. A tulajdonképpeni mérés kezdetéit la 2 feszülltség kamparátor érzékeli akkor, amikor az eldkitrométer műveleti erősítő kimenő feszültsége a példa szerint —5 voltos feszültség értéket eléri. A mérés végét a 3 feszültség fcomparátor érzékeli a példa szerint az elektroiméter műveleti erősítő kimenő feszültségéneik +5 voltos értékénél. A mérési időt. digitális módszerrel mérjük. A 4 oszcillátor jeleit az 5 kapu áramkör nyitott állapota esetén a 5 számláló számlálja. A 2 és 3 feszültség 'komparátorok kimenő jele nyitja illetve zárja az 5 kapu áramkört. A mérendő áram értékét a C kondenzátor kapacitásánlak a 2 és 3 feszültség komparátorok feszültség különbségének ismeretéiben és a 6 számlálón leolvasott imérési idő értékéből számítás útján kapjuk meg. Ez az áramkör megvalósítja a C kondenzátor szivárgási áramának kiküszöbölését, ment annak a bemenő pontra kötött kapcsa állandóan közelítőleg nulla feszültségen van, másik kapcsának feszültsége padig a mérési folyamat alatt —5 voltról +5 voltra — vagy fordítva — változik. Megvalósul továbbá a találmánynak az a célkitűzése is, hogy két • adat helyett csak egyeit, a mérési időit kell leolvasni. A 3. ábra szerinti kiviteli példa esetében a mérési időt választjuk meg előre és' így csak az eliektrométer műveleti erősítő kimenő feszüiitségénsfc változását kell a mérés végén leolvasni. A mérési idő kezdetét az 1 eliektrométer műveleti erősítő kimenetiére kapcsolt 2 feszültség fcomparátor érzékeli és kimenő jelével egy 7 időzítő áramkörit indít. Az időzítő áriamkör pl. egy oszcillátor jeleit számláló áramkör Lehat. Az előre választott imérési idő elítélteikor a 7 időzítő áramkör egy, az 1 elektroimiéter műveleti erősítő kimenetére kapcsolt, 8 feszültségmérőt vezérel, amelyen leolvasható az elektroméiter műveleti erősítő kimenő feszültségváltozásának értéke. A 8 feszültségmérő nulla-szintjének azonosnak kell lennie a 2 fieiszülfcég Ikoimparátor komparálási szintjével. Ez a közös feszültség szint valamilyen nulla feszültségtől eltérő közös referencia feszültség érték is leihet. A 8 feszültségmérőnek ehhez a közös referencia feszültséghez képesti feszültséget kell mérnie a mérés végét jelző, a 7 időzítő áramkör által szolgáltatott;, jel időpontjában. Természetesein ebben az esetben az 'eliektrométer műveleti erősítőt a mérés előtt úgy kell nullázni, hogy a K kapcsoló nyitása után az erősítő kimenő feszültsége a 2 feszültség kompárá'tor komparálási szintjével azonos polaritása, de annál nagyobb abszolút értékű legyen. Pl. —5 V-os komparálási szint választása esetén az eíiekitromíáter műveleti erősítőt úgy kell nullázni, hogy kimenő feszültsége —5 V-ná! negatívabb, pl. —6 V legyen, a mérendő áramot olyan polaritással kell a bemenetre kapcsolni, hogy a K kapcsoló nyitása után a kimenő feszültség pozitív irányban változzék. A 2 feszültség fcomparátor komparálási szintje azonos értékű, de a nullához képest ellenkező előjelű, minit az 1 elektrométer műveleti erősítő kimenetén az egyes méréshatárok végértékénél a mérési folyamat végén jelenlévő feszültség. Ennek következtéiben a .méréshatárok végértékénél kiküszöböljük a C kondenzátor szivárgási áramának hatását. A C kondenzátor kapacitásának és a mérési idő hányadosának 10 egészszámú hatvány, értékeinek megfelelő megválasztásával a 8 feszültságmérő közvetlenül a mérendő áram .értékekben kalibrálható. Radioaktív sugárzás mérésére gyakran használunk ionizációs kamrákat. Ionizációs kamrák áramának a mérése eset ében a mérendő áram arányos az ionizációs kamrát érő röntgen vagy gamma sugárzás dózisteljesítmény ével. A 8 feszülitségmórőn közvetlenül a miért dózisteljesítmény éritéke olvasható le, ha az 1 elektroiméter műveleti erősítő és a 8 feszültségmérő közé iktatott 9 f.eszülitségosztón, pl. heiliikális poitenciométeren, az ionizációs kamra — dózisteljesítmény/áram — érzékenységi állandójánaik számit) 15 20 25-£0 35 40 45 50 55 60 3
