Электрометр на транзисторах

August 4, 2015 by admin Комментировать »

Электрометр (авторы конструкции Ю. И. Грибанов и Г. Н. Фесенко) предназначен для измерения электрических зарядов при исследовании электростатических полей, для определения потенциалов в высокоомных цепях, измерения малых постоянных и медленно меняющихся токов в лабораторных и производственных условиях (рис. 5-1). Электрометр на транзисторах впервые демонстрировался на выставке в 1966 г., но его схема не потеряла значения и актуальности в наши дни. До настоящего времени на радиолюбительских выставках не было прибора, аналогичного по параметрам. Естественно, что данную конструкцию можно модернизировать, уменьшить ее габариты за счет использования микросхем, но конструкцию входного блока лучше оставить неизменной.

Особенности электрометра:

1.                             Во входном каскаде применена электронная лампа стержневой серии в обращенном режиме с симметричным включением нагрузки в цепи второй и третьей сеток.

2.                             Для снижения дрейфа и улучшения согласования каскадов усилителя в электрометре применена модуляция сигнала переменным синусоидальным напряжением частотой 400—800 Гц, подаваемым от специального генератора на первую сетку лампы.

3.                             За исключением первого (входного) каскада, электрометр выполнен на транзисторах.

Электрометр позволяет измерять постоянные напряжения от 0 до 100 В. Для повышения точности измерений указанный диапазон разбит на пять поддиапазонов: 0—I, 0—5, 0—10, 0—50 и 0—100 В. Входное сопротивление в зависимости от поддиапазона колеблется от 2,6* Ю14 до 4,5* 1015 Ом. Дрейф схемы не превышает I мВ/ч. Уровень шумов 1 мВ. Габариты прибора 320Х150X75 мм. Внешний вид представлен на рис. 5-2, а.

Как видно из принципиальной схемы (рис. 5-1), нагрузкой входной лампы Л\ в обращенном режиме является трансформатор Три включенный симметрично и настроенный в резонанс с помощью конденсатора Ci. Напряжение со вторичной обмотки трансформатора Тр\ поступает на вход трехкаскадного усилителя на транзисторах

Рис. 5-2.

Τι—7Υ С выхода усилителя сигнал поступает на фазочувствительный детектор. Нагрузкой детектора служит трансформатор Тр2, настроенный в резонанс с помощью конденсатора С^. Выпрямленное напряжение дополнительно усиливается балансным усилителем, выполненным на транзисторах Т$ и Гю, с нагрузки последнего (с резисторов /?4з—#47) снимается напряжение обратной связи. Генератор переменного напряжения выполнен на транзисторах 7V—Г8 по двухтактной схеме. Генератор выполняет роль модулятора и преобразователя постоянного напряжения для питания балансного усилителя и задания начального смещения на лампу.

Электрометр питается от сети переменного тока напряжением 220 В. Напряжение постоянного тока стабилизировано. Стабилизатор выполнен на транзисторах Γ5, 7$ и стабилитроне Дь Остальные элементы схемы обычные н особых пояснений не требуют.

Конструктивно прибор выполнен в виде двух блоков: собственно прибора и выносной головки, в которой размещена лампа. Разрез выносной головки показан на рис. 5-2,6. Она состоит из щупа 7, помещенного во фторопластовый изолятор 2 и соединенного с анодом лампы 9, охранного конуса 3, электрически соединенного с цепью обратной связи, втулки 4, предохранительной шайбы 5, латунного экрана б, эбонитовой трубки 7 и дюралевого кожуха 8. Длина головки 133 мм, диаметр — 16 мм.

Прибор смонтирован в дюралевом корпусе, разделенным двойными экранами (железо, латунь) на три части. Передняя и задняя стенки прибора съемные. В отсеках корпуса размещены отдельно усилитель с демодулятором, генератор и выпрямитель со стабилизатором.

Трансформаторы Tpi пТр2 намотаны на тороидальных сердечниках типа МФ-2000 диаметром 17 мм проводом ПЭВ-2 0,15 мм. Трансформатор ТрА намотан на двух сложенных вместе сердечниках типа МФ-2000 того же диаметра тем же проводом. Первичная обмотка трансформатора Тр\ содержит 2X150 витков, вторичная — 50 витков; первичная обмотка Тр%—150 витков, вторичная —2X150 витков; обмотка в базах транзисторов трансформатора Тр^ 2X15 витков, обмотка в коллекторных цепях—2X30 витков, обмотка смещения — 48 витков, обмотка питания балансного каскада — 260 витков. Трансформатор Трв намотан на сердечнике Ш18X18. Первичная обмотка содержит 2200 витков провода ПЭВ-2 0,1 мм, вторичная—130 витков провода ПЭВ-2 0,15 мм. В качестве индикатора в схеме использован микро амперметр типа М-265 на 50 мкА. Прибор прост в наладке и надежен в работе.

На базе этого электрометра на транзисторах можно создать приборы для измерения сопротивлений в сотни мегаом, использовать его для регистрации ионизирующих излучений и для решения многих других задач.

Источник: Смирнов А. Д., Радиолюбители — народному хозяйству. — 2-е изд., перераб. и доп. — М: Энергия, 1978. — 320 с., ил.— (Массовая радиобиблиотека; Вып. 957).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты