Методы контроля параметров входной цепи электрометрических преобразователей малых токов и зарядов

математических ожиданий функционально преобразованного исследуемого сигнала. Основная сложность в этом случае состоит в реализации необходимых функциональных преобразований.

В работе предлагается подход, основанный на представлении плотности распределения вероятностей в виде степенного ряда

где ^ - неизвестные коэффициенты, подлежащие определению;

£У”~ сочетания из п по ш;

а и Ь - границы диапазона изменения случайного сигнала х; п - степень многочлена, определяющая точность аппроксимации. Коэффициенты ^ могут быть определены из соотношения

*«о

Х-а\ (, X-а

где М(п,к) = —] <*х' а матРица коэффи-

циентов и получается обращением матрицы коэффициентов

СЛпк

. / \ т+к / \ 2п-т-к

*

Особенностью данного подхода является то, что функциональное преобразование и вычисления осуществляются при вероятностном представлении информации. При этом длительность процедур оценивания практически не сказывается на времени измерения, так как оценки параметров случайных сигналов являются интегральными по своей природе.

УДК 621.317.7.3

А.В. Есаулов

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ВХОДНОЙ ЦЕПИ ЭЛЕКТРОМЕТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ МАЛЫХ ТОКОВ

И ЗАРЯДОВ

Достоверность результатов измерений, получаемых с помощью первичных преобразователей (ПП), обладающих высоким внутренним сопротивлением, в значительной степени определяется параметрами измерительной цепи.

Несмотря на различия в принципах построения электромеханических преобразователей, для обеспечения допустимой погрешности преобразования необходимо, чтобы сопротивление утечки входной цепи Rex, входной паразитный ток (или ток смещения) 1СМ и входная емкость Свх находились в допустимых пределах. Уменьшение входного сопротивления Rex приводит к повышенному дрейфу выходного напряжения элек-

Известия ТРТУ

тромеханического преобразователя за счет появления дополнительной составляющей входного тока смещения из-за наличия конечного напряжения смещения нуля исм электромеханического усилителя (ЭМУ) преобразователя. Контроль сопротивления Е.вх может осуществляться при отключенном ПП и включенном питании с помощью тераомметров. Однако этот метод не дает полной информации о состоянии измерительной цепи из-за отключения ПП и требует дополнительного контроля изоляции пп.

Для контроля Явх без отключения ПП могут быть использованы методы заданного напряжения и заданного тока [1]. Первый метод основан на измерении падения напряжения на одном из двух последовательно включенных резисторе Явх и мере сопротивления К0. Недостат-ксуя известных реализаций указанного метода является необходимость разрыва измерительной цепи. Предлагаемый метод контроля [2] интегрирующего электромеханического преобразователя позволяет исключить разрыв измерительной цепи, уменьшить влияние входного тока смещения 1см и проводить контроль в автоматическом режиме без участия оператора с выдачей результатов контроля в виде временного интервала. Подключение источника опорного напряжения (ИОН) к неинвертирующему входу ЭМУ в течение заданных интервалов времени позволяет создать на Нвх напряжение, отличающееся от выходного напряжения ИОН на величину входного напряжения ЭМУ /Ку~1000...100000/, стремится к нулю. Ток, протекающий через Явг, интегрируется конденсатором цепи обратной связи (ООС) ЭМУ.

В методе, реализующем режим заданного тока [1], измеряется падение напряжения на Явх за счет протекания измерительного тока заданной величины. Метод может быть использован в электромеханических преобразователях, в которых входной каскад ЭМУ выполнен по схеме повторителя напряжения.

Контроль тока 1^ позволяет оценить работоспособность электромеханического преобразователя, его резкое увеличение свидетельствует о пробое затвора МОП-транзистора, загрязнении изоляторов или выходе из строя цепи ООС. Известные методы измерения 1^ в интегрирующем электромеханическом преобразователе основаны на накоплении заряда в конденсаторе цепи ООС с течение фиксированного интервала времени [3].

Недостатком указанных методов является зависимость результатов измерения 1СМ от величины емкости интегрирующего конденсатора цепи ООС. Предлагаемый способ определения 1СМ [4] свободен от этого недостатка, при этом на вход электромеханического преобразователя подают ток 1а заданной величины и интегрируют сумму тока 10 и искомого входного тока 1СМ- Затем сравнивают выходной сигнал преобразователя с заданными уровнями напряжения положительной и отрицательной полярности тока 1а при достижении выходным напряжением преобразователя заданного уровня напряжения положительной и отрицательной полярностей. При этом измеряют временные интервалы Т1 и Т2, соответствующие моментам изменения полярности тока 1а. Искомое значение тока определяют по формуле

Определение входной емкости Свг электромеханического преобразователя производят путем подачи скачка заданного напряжения ио на неинвертирующий вход ЭМУ и фиксации в этот момент выходного напряжения ивых преобразователя. Искомый параметр Свх определяется по формуле

^вых

'-'«НДС ~ '“'ОС т, •

ио

Указанный метод применим для контроля электромеханических преобразователей, содержащих дифференциальный ЭМУ.

Рассмотренные методы контроля параметров входной цепи электромеханических преобразователей позволяет повысить информационную эффективность последних и достоверность полученной с ПП информации.

ЛИТЕРАТУРА

1. Рождественская Т.Б., Антонова Д.И., Жутовский В.Л. Аппаратура для измерения больших сопротивлений, малых постоянных токов и методы ее поверки. М.: Изд-во стандартов, 1973. 146с.

2. А.с. N 1205060 СССР, МКИ С01 И 27/00. Способ определения входного сопротивления усилителя заряда и устройство для его осуществления/А.В. Есаулов. Опубл. 15.01.86, Бюл. № 2.

3. Илюкович А.М. Техника электрометрии. М.: Энергия, 1976. 400с. 4. А.с. N 1267302 СССР, МКИ С01 И 3/28. Способ измерения входного тока смещения электромеханического преобразователя заряда. / А.В. Есаулов. Опубл. 30.10.86, Бюл. № 40.