(495)510-98-15
Меню
Главная »  Измерение лучистой энергии 

1 2 3 4 5 [ 6 ] 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Прибор имеет пять пределов измерения, переключаемых переключателем Пг; 0-3000; 0-7500; 0-12000; 0- 15000; 0-17500 э. Прибор питается от батареи напряжением 15 в. Рабочий ток датчика 1 ма устанавливают сопротивлением R8.

Компенсации асимметрии холостого хода способствует то, что в верхней части датчика имеются два контакта вместо одного. Контакты подключены к потенциометру Rb, регулировка которого позволяет устанавливать нуль на микроамперметре при отсутствии измеряемого поля. Напряжение сигнала снимается с контактов датчика /-/.

Достоинство магнитометров на датчиках Холла заключается в простоте схем и конструкций, высокой экономичности по питанию, исключительно малых габаритах датчиков и приборов в целом. К недостаткам следует отнести большую температурную зависимость и возможность измерять только сравнительно сильные магнитные поля.

ГЛАВА ТРЕТЬЯ

УСИЛИТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА НА ТРАНЗИСТОРАХ

Усилители постоянного тока на транзисторах бывают: а) с непосредственной связью между каскадами и б) с преобразованием постоянного тока в переменный, осуществляемым с помощью преобразователей различного типа.

Применение усилителей постоянного тока (УПТ) на транзисторах в измерительных целях ограничено заметным дрейфом тока на выходе [Л. 10 ]. Характерно, что этот дрейф наблюдается даже при отсутствии входного сигнала. Величина дрейфа обусловлена температурной зависимостью транзисторов и их старением.

Требования, предъявляемые к УПТ на транзисторах, варьируются в зависимости от задач, решаемых этими приборами. Так, для ряда применений вовсе не обязательны высококачественные и высокостабильные УПТ на транзисторах, усложняющие конструирование и наладку. Для простых измерительных задач, например для увеличения чувствительности стрелочного прибора кратковременного пользования, пригодны схемы УПТ на двух-трех транзисторах. Следует отметить, что до настоящего вре-

мени не построены УПТ на транзисторах, которые по своим параметрам (за исключением экономичности и компактности) были бы сравнимы с ламповыми. Существенным недостаком УПТ на транзисторах является и то, что при сравнительно простой схеме не удается получить ни высокого входного сопротивления порядка 10-20 Мом, ни чувствительности по току Ы0 иа.

Простейшие двухкаскадные усилители

Простейший двухкаскадный УПТ, показанный на рис. 16 [Л. 11], можно применить в качестве вольтметра с низким входным сопротивлением. Схема питается от батарей 5-8 в и потребляет ток 5-6 ма. Когда на выходе схемы включен микроамперметр на 100 мка, то входной


Рис. 16. Простейший УПТ.

сигнал в 5-10 мв отклоняет стрелку прибора на всю шкалу. Входное сопротивление можно значительно увеличить, если последовательно с сопротивлением сигнала включить большое сопротивление, например порядка 100 ком; однако чувствительность прибора в целом при этом значительно понизится. Усилитель термостабилизи-рован в диапазоне ±10% при помощи сопротивлений Rlt R2, Ri> Rg- Для установки нуля прибора перед измерением служит потенциометр R9, а для калибровки - сопротивление Rt Погрешность прибора при измерении напряжения не превышает ±3%. При указанных параметрах на схеме диапазон измеряемых напряжений составляет 2-100 мв.



На рис. 17 приведена схема УПТ, в которой начальные токи коллекторов компенсированы благодаря применению транзисторов различной проводимости [Л. 11].

Схема питается от батареи напряжением 1,5 в при токе 5-8 ма. Усиление составляет при этом 200-250. Входной ток 0,4-0,5 мка отклоняет на всю шкалу стрелку микроамперметра на 100 мка. Включение транзисторов обеспечивает температурную стабилизацию, но в небольшом интервале. Недостатком схемы является необходимость тщательного подбора транзисторов по начальному току


Рис. 17. Простой УПТ с компенсацией.

коллектора. Для установки нуля перед измерением служит сопротивление R3.

Включение на выходе усилителя микроамперметра на 10-50 мка повышает чувствительность прибора, но усиливает флуктуацию, что в свою очередь увеличивает погрешность и затрудняет отсчеты. Схему можно использовать совместно с фотоэлементами, а также в схеме вольтметра на транзисторах (для увеличения чувствительности миллиамперметра).

Простые измерительные усилители

На рис. 18 изображен УПТ на транзисторах от универсального вольтметра ВК7-6 [Л. 12] с измененными номиналами. УПТ выполнен по несимметричной балансной схеме, получает питание от батарей 1,5 в и потребляет ток 1-2 ма. Усилитель обладает повышенным входным сопротивлением. Коэффициент усиления в зависимости от типа транзисторов составляет от 80 до 150. Регистри-

рующим прибором служит микроамперметр. При подаче на вход усилителя тока величиной 1 мка стрелка микроамперметра отклоняется на всю шкалу. Температурная погрешность усилителя не превышает ±3?о при изменении температуры от +15 до +35° С.

Транзистор Т2 является усилительным. Для температурной компенсации в коллектор транзистора Т2 включен транзистор 7\. Параметры обоих транзисторов не должны отличаться друг от друга. Транзистор Т3 включен по схеме

о-ст-К, 0.1 J

Вход L

п

Г

ш

ЮОнкй

-1 / 1-fffffV*-] Зк ч-/ 1

К Г

\Юк L

\*. т \510

W \510

к>

J 510

, q

1.0 Т,

0403

Ы

Рис. 18. УПТ от вольтметра.

эмиттерного повторителя. Установка нуля производится потенциометром Ru. При калибровке усилителя используется сопротивление Re. Наладка и правильная работа усилителя достигаются подбором сопротивлений R2, Rt

На рис. 19 показана схема более сложного усилителя [Л. 13], обладающего повышенной стабильностью. При изменении температуры на ±20° С коэффициент усиления изменяется не более чем на ±5°и. Усилитель питается от незаземленных батарей на 12 в, напряжение которых можно стабилизировать кремниевым стабилитроном. Потребляемый усилителем ток определяется в основном сопротивлениями делителей R12-Ru и Rl5-R17. Измерительный усилитель состоит из трех транзисторов Т2, Т3 и Tit соединенных между собой непосредственно.

Коэффициент усиления усилителя равен 500-600. Для температурной стабилизации в схему усилителя включен компенсирующий генератор тока на транзисторе 7\.



При изменении окружающей температуры генератор тока вырабатывает компенсирующий сигнал, часть которого подается на вход первого, а часть - на вход второго каскада. Коэффициент деления тока компенсации между входами первого и второго каскадов определяется положением движка потенциометра /?2. Схему можно отрегулировать так, что температурная погрешность будет меньше 1%. Чувствительность усилителя 0,01 мка. При подаче на вход 0,1 мка стрелка регистрирующего микроампер-

Р3 20к


Рис. 19. Стабильный УПТ.

метра на 50 мка отклоняется на всю шкалу. Дрейф нуля при замкнутом входе составляет 2-3 деления за 4 ч непрерывной работы.

На рис. 20 приведена схема дифференциального УПТ на транзисторах с термокомпенсацией [Л. 14 ].

Входное сопротивление усилителя - низкое. Коэффициент усиления составляет 200-500 - в зависимости от транзисторов и настройки. Чувствительность усилителя 100 мкв. Схема состоит из двух дифференциальных усилителей параллельного типа. Первый из них выполнен на транзисторах 7\ и Ts с нагрузками в коллекторах, а вто-. рой - на транзисторах Т4 и Тъ. Коллекторы первого усилителя соединены на прямую с базами второго усилителя. На транзисторе Т2 собран генератор тока, вырабатывающий компенсирующий сигнал дрейфа. Для термокомпенсации включена дополнительная цепочка из диода Д2 и сопротивления /?7. Недостатками данного усилителя

являются сложная настройка и необходимость тщательно подбирать парные транзисторы. Питаться прибор должен от батарей напряжением 50 в с заземленной средней точкой, что также неудобно.


Рис. 20. Дифференциальный УПТ с термокомпенсацией.

Усилители постоянного тока с преобразователями

Усилители постоянного тока на транзисторах с непосредственным усилением сигнала отличаются большой величиной дрейфа нуля. Другим недостатком этих УПТ является большое влияние, оказываемое низкочастотными шумами транзисторов. Шум первого входного транзистора беспрепятственно усиливается усилителем наравне с сигналом и поступает на выход, затрудняя отсчет. Этот недостаток особенно существенен ввиду того, что величина шума меняется от самых различных причин и не поддается уменьшению или стабилизации с помощью известных средств [Л. 15].

Обязательными условиями построения высококачественного УПТ на транзисторах с температурной и временной стабилизацией дрейфа являются поэтому преобразование сигнала постоянного тока в сигнал переменного тока, усиление переменного тока до необходимой величины и дальнейшее детектирование.

Главным требованием, предъявляемым к УПТ с преобразованием, является стабильность самого преобразова-



1 2 3 4 5 [ 6 ] 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16



© 2018 ООО "Стрим-Лазер": Лазерная гравировка.
Все права нотариально заверены. Копирование запрещено.