Файл: Александров В.С. Электронные гальванометры постоянного тока.pdf

Cl через диод Д2 и промежуток коллектор—эмиттер транзистора ТЗ. Выходные импульсы преобразователя снимаются с коллектор­ ной нагрузки транзистора ТЗ.

При емкости накопительного конденсатора С1 — 10 нФ и ча­ стоте выходных импульсов от 1 Гц до 1 кГц диапазон входных то­ ков лежит в пределах от 1 нА до 1 мкА. Погрешность преобразова­ теля не превышает 0 ,1 %.

При сравнительно низких частотах преобразования исполь­ зуются электромеханические контактные ключи для закорачивания накопительного конденсатора. Наиболее часто для этой цели при­

говой схемы происходит включение геркона, контакты которого за­ мыкают накопительный конденсатор Сн и происходит сброс накоп­ ленного заряда. После этого процесс накопления повторяется.

Время замыкания и размыкания контактов геркона составляет примерно 1 мс, а максимальная частота замыкания не превышает 200 Гц. Так как низкая рабочая частота геркона не позволяет по­ лучить высокий коэффициент преобразования и обеспечить необхо­ димую разрешающую способность, то преобразователь напряже­ ния в частоту ПНЧ, следующий за интегратором, работает как диф­ ференцирующее устройство и его выходное напряжение, пропор­ циональное мгновенному значению входного тока, затем преобра­ зуется в соответствующую частоту выходных импульсов. При этом линейно растущее выходное напряжение интегратора

136

которому значению (У2, срабатывает ключ Кл2 и размыкает источ­ ник опорного напряжения. Ключ Клі срабатывает с задержкой при напряжении на конденсаторе, равном Ucmin. В результате размы­ кается конденсатор С„ и начинается процесс его заряда. Частота выходных импульсов определяется формулой

Рис. 3-23. Структурная схема преобразователя тока в частоту с периодиче­ ским замыканием накопительного конденсатора (а) и принципиальная схема (б)

Т2 по схеме Дарлингтона. Накопительный конденсатор С1 имеет очень малую утечку и достаточно низкий температурный коэффи­ циент емкости.

Источник опорного напряжения выполнен на стабилитроне Д2 с температурной компенсацией диодом Д1. Опорный стабилитрон Д2 питается от источника постоянного тока на транзисторе Т5 с тем­ пературно-компенсированным стабилитроном ДЗ.

Пороговая схема, выполненная на транзисторах ТЗ и Т4, уп­ равляет ключами на транзисторах Тб и 77. Когда напряжение база—эмиттер транзистора ТЗ становится больше порогового на­ пряжения, срабатывают ключи на транзисторах Тб и 77.

Разрядный ток накопительного конденсатора устанавливается сопротивлением R8 . Задержка в срабатывании ключа Тб, обуслов­ ленная зарядом емкости С2, обеспечивает достаточно малое напря­ жение насыщения транзистора ТЗ. Выходное напряжение, посту­ пающее с делителя на сопротивлениях R13, R14 через дифферен­ цирующую цепь СЗ—R15, имеет вид импульсов с напряжением 2 В и длительностью 5 мкс.

138

Г Л А В А Ч Е Т В Е Р Т А Я

П Р И М Е Н Е Н И Е Э Л Е К Т Р О Н Н Ы Х Г А Л Ь В А Н О М Е Т Р О В Д Л Я И З М Е Р Е Н И Я Б О Л Ь Ш И Х С О П Р О Т И В Л Е Н И Й

4 -1 . М етоды и зм ер ен и я бол ьш и х соп р оти вл ен и й

Электронные гальванометры получили очень широкое распространение при измерении больших сопротивлений. Электрическое сопротивление среды является очень важной величиной, характеризующей способность проводя­ щей среды между электродами препятствовать протеканию тока через нее. Его вычисление в общем случае можно осуществить, исходя из уравнения закона Ома: R = Е/І. В некоторых случаях, например в случае заземлений, в проводящую среду погружается только один электрод. В этом случае вто­ рой электрод можно представить себе удаленным в бесконечность. Тогда со­ противление среды между данным электродом и бесконечно удаленным элек­ тродом называют сопротивлением растеканию тока, или просто сопротивле­ нием растекания.

Сопротивление среды зависит от формы и размеров электродов и от элек­ трических свойств самой среды. Свойства среды характеризуются удельным сопротивлением, которое зависит от материала и физического состояния ве­ щества и определяет способность вещества проводить электрический ток. В общем случае удельное сопротивление зависит от напряженности электри­ ческого поля, однако для широкого класса веществ эта зависимость весьма незначительна.

Очень большим удельным сопротивлением обладают диэлектрики. Элек­ тропроводность диэлектриков в значительной степени зависит от внешних условий. Для одних диэлектриков проводимость обусловлена наличием не­ которого числа свободных электронов, вырванных под влиянием тех или иных внешних воздействий (в том числе и достаточно сильного электриче­ ского поля) из молекул вещества (проводники с электронной проводимостью). У большинства же диэлектриков имеет место электролитическая диссоциа­ ция, в результате которой образуются свободные помы (проводники с ионной: проводимостью).

В сильных электрических полях токи утечки в диэлектриках могут до­ стигать заметных величин. У большинства изотропных диэлектриков удель­ ное сопротивление почти не зависит от плотности тока. Однако благодаря малой теплопроводности диэлектриков тепло, выделяемое при протекании тока, не успевает отводиться в окружающее пространство и нагревает их. При этом удельное сопротивление диэлектриков с ионной проводимостью с ростом температуры уменьшается. При сильном разогреве диэлектрика возможен тепловой пробой.

Аналогичные явления имеют место при радиоактивном облучении диэ­ лектрика. В результате облучения диэлектрик теряет свои свойства и ста­ новится ионным проводником. Возрастание тока сопровождается нагревом, что приводит к тепловому пробою.

Очень сильное влияние на величину удельного сопротивления диэлек­ триков оказывает неоднородность их структуры, поэтому удельное сопро­ тивление диэлектриков колеблется в широких пределах и "не может быть определено с такой точностью, как для металлических проводников.

Для диэлектриков, применяемых с целью изоляции, наряду с обычным удельным сопротивлением, характеризующим протекание тока через объем диэлектрика и поэтому называемым обычно объемным удельным сопротивле­ нием, большую роль играет так называемое поверхностное сопротивление. Поверхностное сопротивление зависит от чистоты поверхности п характери­ зует ток проводимости, который проходит по топкому слою поверхности Д І1-

электрика.

Для измерения больших сопротивлений разработано много различных методов и схем. Первые методы измерения сопротивлении, основанные на