ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ УМТ-1 (Передовой научно-технический и производственный опыт № 9-68-1007/111, 1968)

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ УМТ-1 (Передовой опыт №9) 1968 УДК 621.375.024-1-621.317.311]: 621.376.23 Комин Н. Е., Панкратов Г. Ф., Цирлин Ю. А. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ УМТ-1 В одной из организаций разработан и прошёл испытания измерительный усилитель постоянного тока к ионизационным детекторам газовых хроматографов. Описана схема, принцип действия и приведены основные параметры усилителя. В отличие от известных схем и конструкций в усилителе предусмотрена возможность компенсации подаваемого на вход напряжения любой полярности в диапазоне от нуля до 8 в. ГОСИНТИ, ПНТПО, № 9-68-1007/111, 1968. В связи с тем что выпускаемые отечественной промышленностью измерительные усилители не отвечают всем требованиям, предъявляемым к ним при использовании в газовой хроматографии в одной из организаций разработан и прошёл испытания измерительный усилитель постоянного тока к ионизационным детекторам газовых хроматографов. Усилитель может быть использован также идя усиления слабых постоянных токов при различных физико-химических исследованиях. Характеристика усилителя Чувствительность усилителя по току при подключении к его выходу регистрирующего прибора с равномерной шкалой 100 мв, а .....1 дел/10 -14 Диапазон усиливаемых токов, а...................10 -14 — 2,56·10 -8 Дрейф нуля усилителя на 20 мин, не превышает, мв ..... 1 Размах флуктуационных колебаний выходного напряжения не превышает, мв ..... 1 Выходное сопротивление усилителя не превышает, ом ..... 800 Постоянная времени усилителя не превышает, сек ..... 0,1 Основная погрешность усилителя по напряжению не превышает, % ..... ±0,5 Габаритные размеры, мм ..... 382×172×280 Вес, кг ..... ~10 В отличие от известных схем и конструкций в разработанном усилителе предусмотрена возможность компенсации подаваемого на вход усилителя напряжения любой полярности в диапазоне от нуля до 8 в с целью использования прибора в схеме хроматографа и расширения его возможностей при использовании в других областях исследований в качестве самостоятельного прибора. Прибор выполнен в виде отдельного блока (фиг. 1), помещённого в стальной кожух. Входной разъём расположен на задней стенке прибора для удобства подключения его к детектору газового хроматографа. Электрическая принципиальная схема прибора представлена на фиг. 2 (звёздочками отмечены элементы, подбираемые при регулировке). В основу работы усилителя тока положен принцип измерения тока по падению напряжения на измерительном сопротивлении. Регистрирующий прибор, подключаемый к выходу усилителя, измеряет выходное напряжение, которое благодаря стопроцентной отрицательной обратной связи (с большой степенью точности) равно напряжению на измерительном сопротивлении. Электрическая схема усилителя представляет собой четырёхкаскадный усилитель постоянного тока, охваченный стопроцентной отрицательной обратной связью по напряжению. Первый каскад Л1 собран на электрометрическом пентоде типа ЭМ-10, имеющем дрейф нуля не более 1 мв за 20 мин сеточные токи порядка 10 -15 а и коэффициент усиления не менее 50. Такой большой коэффициент усиления первого каскада позволяет пренебречь дрейфом последующих каскадов и тем самым значительно упростить схему усилителя. Нулевой уровень выходного напряжения регулируется изменением напряжения на второй сетке Л1 при помощи сопротивлений R9 («Точно») и («Грубо»). На сопротивлении R6 создаётся напряжение смещения, компенсирующее уход рабочей точки лампы при изменении напряжения накала. Нить накала лампы Л1 питается от общего источника анодного напряжения через гасящие сопротивления R7 и R8. Параметрический стабилизатор Д1 типа Д810 используется для дополнительной стабилизации напряжения накала, а также для питания второй сетки лампы Л1. Второй каскад усилителя Л2 построен на стержневом пентоде типа 1Ж24Б. Этот каскад имеет коэффициент усиления примерно 10. Нить накала лампы Л2 питается от общего анодного источника через сопротивления R13 и R14. Необходимое смещение создаётся диодом Д5 типа Д813. Последующие каскады усилителя выполнены на транзисторах типа МП26А. Каскад на транзисторах ПП1 — ПП2 (с коэффициентом усиления равным примерно 10) — составной с общим эмиттером, имеет отрицательную обратную связь по току (R15), увеличивающую входное сопротивление. На выходе усилителя стоит эмиттерный повторитель на транзисторе ПП3. Напряжение обратной связи с выхода эмиттерного повторителя полностью подается на вход усилителя через переключаемые при помощи В1 сопротивления обратной связи R1, R2 и R3, соответственно равные 10 9, 10 10, 10 11 ом. Выход усилителя нагружен на двоичный делитель R39 —R46. Дополнительный делитель R47 —R60 позволяет подключить к выходу усилителя регистрирующие приборы с различными пределами измерения. Амплитудная характеристика усилителя линейна в пределах ±27 в, что позволяет усиливать биполярные токи. Изменение полярности выходного напряжения производится переключателем В7. Схема компенсации подаваемого на вход напряжения состоит из генератора низкой частоты, собранного на транзисторе ПП8, эмиттерного повторителя ПП7 на транзисторе, разделительного трансформатора Тр2, выпрямителя Д26 на диоде Д2Е и параметрического стабилизатора Д25 та диоде Д818Е. Напряжение со стабилизатора подаётся на делитель R29 —R38, который включён в цепь обратной связи. При помощи переключателя В4 и потенциометров R37 —R38 устанавливается требуемое напряжение компенсации. Переключатель В3 позволяет изменять полярность компенсирующего напряжения. Питается усилитель от параметрического выпрямителя, построенного на диодах Д6 типа Д810 и Д7—Д9 типа Д813, дающих возможность получить стабильные напряжения +40 и +50 в, а также от параметрического стабилизатора с напряжением 40 в, построенного на диодах Д21—Д23 типа Д813. Параметрический выпрямитель и источник компенсирующего напряжения питаются от полупроводникового стабилизатора напряжения, собранного на транзисторах ПП4—ПП5 типа МД26А и ПП6 типа П214Г. Стабилизатор обеспечивает ток не менее 100 ма при напряжении 60 в, коэффициент стабилизации его около 1600, напряжение пульсаций не превышает 50 мкв.