Метрология: средства и способы измерения (теория и практика)

Технические параметры точности измерений

Как же обеспечить столь высокое входное сопротивление усилителя? Способ был найден, и базировался он на так называемом каскадировании схемы усилителя. Это означает, что в его составе предусматривается не один, а несколько активных элементов (электронных ламп или транзисторов), каждый из которых «обрамлен» некоторой совокупностью пассивных элементов (резисторов, конденсаторов), в результате чего образуется каскад усиления с определенной возложенной на него разработчиком схемы усилителя функцией. В рассматриваемом случае для достижения столь высоких входных сопротивлений первый каскад усилителя приходится выполнять по специальным схемам, которые принято называть электрометрическими. (Для тех, кто более детально знаком с электроникой, сообщим, что можно применять специальные электрометрические лампы или полевые транзисторы с изолированным затвором (МДП-транзисторы), собственное входное сопротивление которых достигает 1012-1014 Ом.)

До сих пор мы говорили об усилителях переменного тока, но не уточняли, с какой скоростью изменяется входной сигнал. Эта скорость (или быстрота) изменения характеризуется обычно частотой измеряемого сигнала, а ее единицей, как известно, служит герц. Однако достаточно часто возникает необходимость усиления измеряемых медленно меняющихся сигналов, характер изменения которых во времени близок к практически постоянному току. В этом случае применяют так называемые усилители постоянного тока, характерной особенностью которых является отсутствие межкаскадных разделительных конденсаторов или трансформаторов, наличествующих обычно в усилителях переменного тока.

Напомним, что при описании в этом параграфе активных масштабных электрических' измерительных преобразователей мы все время оперировали аналоговыми электрическими сигналами. Поэтому рассмотренные типы усилителей можно именовать также аналоговыми электронными схемами, цепями или элементами.

Однако вторая половина XX века ознаменовалась, как известно, бурным развитием интегральной электроники, т.е. разработчики электронной измерительной аппаратуры получили в свое распоряжение не только отдельные элементы, а уже готовые функциональные узлы, к числу которых относятся операционные усилители в интегральном исполнении. Операционными усилителями при этом называют усилители постоянного тока, имеющие коэффициент усиления по напряжению больше тысячи. Такой усилитель содержит, как правило, один, два или три транзисторных каскада усиления напряжения, выходной (последний) каскад усиления тока и цепи согласования каскадов между собой.