DE1623626A1 - Integratorschaltung,insbesondere zur Verwendung in einem Massenspektrometer - Google Patents
Integratorschaltung,insbesondere zur Verwendung in einem MassenspektrometerInfo
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Description
Franldui i/ Main-1
Parksiraße 13
Parksiraße 13
5582
Associated Electrical Industries Limited, London S.W.1» England
Integratorschaltung, insbesondere zur Verwendung in einem
Massenspektrometer
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung mit einem Kondensator, der während des Betriebs aufgeladen
wird und aufgeladen bleibt. Eine solche Schaltungsanordnung kann beispielsweise eine Integratorsehaltung
sein, die einen Operationsverstärker und zur Integration zwischen dessea Ausgang und desse© Eingang einen Rückführungskondensator
aufweist„ Derartige bekannte Integrationsschaltungen dürfen im allgemeinen eine nur geringe NuIlpunktsversohiebung
oder Drift aufweisen, was man s.B, dadurch erreichen kann, daß man einen Verstärker mit geringer
Driftspannung und geringem Driftstrom verwendete Die Absolutwerte dieser Driften sind weniger bedeutend als ihre
Änderungen mit der Temperatur und der Zeit, da sie durch
Verwendung geeigneter Potentialquellen, Potentiometer und Widerstände, die mit den auf virtuellem Erdpotential liegenden
Eingang des Rechenverstärkers verbunden sind, kompensiert
werden können« Die wesentlich wichtigeren Änderungen dieser Driften können gewöhnlich dadurch ausreichend
klein gehalten werden,, daß man den Verstärker in einem
Ofen iBit geregalter Temperatur anordnet„
Wenn man di® Betriebaelgsnsohaften noch weitsr verbessern
will, dann nuß man beachtan, daß ®b noch ©insn
BAD ORIGINAL
108014/0481
_ 2
Effekt gibt, durch den "beträchtliche Driften am Ausgang der
Integratorschaltung auftreten können. Dieser Effekt besteht darin, daß durch den Integrationskondensator selbst Leckströme
fließen. Die besten zur Zeit erhältlichen Kondensatoren besitzen Zeitkonstanten von etwa 500 000 Sekunden,
so daß leicht unerwünschte Effekte auftreten können, wenn man an sie nur einige Volt legt.
Eine Integratorschaltung, die einen Kondensator enthält,
welcher während des Betriebs der Schaltungsanordnung aufgeladen werden und geladen bleiben soll, ist daher erfindungsgemäß
mit einem Verstärker ausgerüstet, der derart angeschlossen ist, daß er auf LadungsVerluste des Kondensators
aufgrund von Leckströmen anspricht und den Kondensator entsprechend diesen Ladungsverlusten wieder auflädt.
Dies wird in einer Integratorsolialtung mit einem Operationsverstärker
befepielsweise dann erreicht, wenn an den Ausgang des Operationsverstärkers der Eingang eines ümkehrverstärkers
mit einem Verstärkungsfaktor von 1 angeschlossen ist, desaen Ausgangsgröße (im Bedarfsfall geeignet gedämpft)
durch einen sehr hohen Widerstand zum Eingang des Operationsverstärkers
zurückgeführt wird.
Eine solche Integratorschaltung wird nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Massenspektrometer
verwendet, um das Ausgangssignal einer MeSspule, die sich
im Magnetfeld eines magnetischen Analysators befindet, zu
integrieren.
Die Erfindung wird nun auch an Hand der beiliegenden Abbilduag©2i
ausführlich beschrieben, wobei alle aus dar Beschreibung
uad dan Abbildungen hervorgehenden Einzelheiten oder
Herksaal© feur Lösung d@r Aufgab® im Sinn© der Erfindung beitragen
können, und, mit dem Willen zur Patentierung in die Anmeldung aufgenommen wurden·
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_ 3 —
Die Pig. 1 zeigt eine bekannte Integratorschaltung.
Me Pig. 2 zeigt einen Teil der Integratorschaltung nach der
Pig, 1 in Verbindung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches durch die gestrichelte Umrandung angedeutet
ist. χ
Die Pig. 3 ist ein Schnitt durch ein Massenspektrometer, in
dem die Integratorschaltung nach der Pig. 2 in der Weise verwendet
werden kann, wie es in dem außerhalb der gestrichelten
Umrandung liegenden Teil der Pig. 2 angedeutet ist.
Das in der Pig. 3. dargestellte doppelfokussierende Massenspektrometer
enthält eine Ionenquellenkammer 1, in die eine Sonde 3 mit der Probe eingeführt wird und in der Ionen von
der Probe befreit werden. Eine Elektrode 5, ar- die eine Beschleunigungsspannung von beispielsweise 8 kV gelegt wird,
dient zum Zusammenfassen dieser Ionen zu einem Strahl, der zunächst durch einen elektrostatischen Analysator 7 mit zwei
einander gegenübergestellten und auf verschiedenem Potential liegenden Platten 7P und dann durch den Überwachungsspalt
einer Sammelelektrode 9 in einem magnetischen Analysator 11 geführt wird. Im magnetischen Analysator 11 befindet sich
ein Elektromagnet 11C, durch den ein starkes Magnetfeld B erzeugt wird, welches senkrecht zum Strahl gerichtet ist.
Da die Ionen geladene Teilchen sind, werden ihre Bahnen im Magnetfeld gekrümmt. Die abgelenkten Ionen oder- einige von
ihnen, wenn Ionen mit verschiedenen Massen vorhanden sind, die deswegen um unterschiedliche Winkel abgelenkt werden,
gelangen durch einen einstellbaren Spalt in einen Körper 13
zu einer Sammelelektrode 15, an die ein Elektronenmultiplier 17 angeschlossen ist.
BAD ORIGINAL 109814/0461
Die Ausgangsspannung des Elektronenmultipliers 17 derartiger bekannter Massenspektrometer wird nach Verstärkung in einem
Verstärker 19 einem Registriergerät 20 zugeführt, damit man eine Aufzeichnung für die durch den einstellbaren Spalt
im Bauteil 13 tretenden Ionen erhält. Der Ablenkwinkel eines Ions während des Durchgangs durch den magnetischen Analysator
11 hängt von der Beschleunigungsspannung, die seine Geschwindigkeit beim Durchgang durch das Magnetfeld festlegt,
von der Magnetfeldstärke im magnetischen Analysator und von seiner Masse ab. Einen Bereich des Massensρektrums
kann man beispielsweise dadurch abtasten, daß man die Spannungen im elektrostatischen Analysator 7 und das Potential
der Beschleunigungselektrode 5 konstant hält und den Erregerstron)
für den Elektromagneten 11C des magnetischen Analysators
11 langsam verringert. Hierdurch wird der Ablenkwinkel aller durch den magnetischen Analysator tretenden
Ionen fortschreitend geändert, und das Ausgangssignal des Elektronenmultipliers 17 gibt jeweils die Zahl derjenigen
Ionen an, die durch den Spalt im Bauteil 13 treten. Wenn die Ausgangsspannung an die Vertikalablenkplatten eines
Oszillographen gelegt wird und gleichzeitig die Geschwindigkeit der Horizontalablenkung der Abnahme des Magnetfeldes
im magnetischen Analysator 11 entspricht, dann besitzt die durch den Leuchtfleck aufgezeichnete Kurve immer dann ein
Maximum, wenn Ionen vorhanden sind, die aufgrund ihrer Massenzahl derart abgelenkt werden, daß sie durch den Spalt
im Bauteil 13 treten.
Die Massenanalyse beruht darauf, daß man die während des Abtastens des Massenspektrums von einer Probe erzeugten
Maxima identifiziert. Man kann hierzu beispielsweise auf einer Aufzeichnung dieser Maxima Markierungen anbringen,
die bekannten Masse/Ladungs-Verhältnissen genau entsprechen.
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Eine Einrichtung zur Biä,aa@nmarkierung ist bereits an anderer
Stelle vorgeschlagen worden. Da die Ladung in den meisten
Fällen Eins ist, wird das Masse/Ladungs-Verhältnis im folgenden lediglich "Masse" genannt.
Um die Zahl der "Masse", die gerade aufgezeichnet wird, festzustellen, muß man genau den Wert der magnetischen Induktion
B desjenigen Feldes kennen, dem der Ionenstrahl ausgesetzt ist. Bei bekannter Beschleunigungsspannung V. ergibt
sich die Masse M zu
worin k eine Konstante des im Einzelfall verwendeten Massenspektrometer
bedeutet, die durch Analyse mit einer bekannten Probe festgestellt werden kann.
ρ Zum Herstellen einer Spannung, die proportional zu B ist,
ist gemäß der Pig. 3 im magnetischen Analysator 11 eine Meßspule PC angeordnet, die auf Änderungen des durch den
Elektromagneten 11C erzeugten Magnetfeldes anspricht. Hierzu kann die Meßspule PC derart sattelförmig auf das Ionenrohr
innerhalb des magnetischen Analysators aufgesetzt sein, daß sie sich diesem über die gesamte Länge der Polschuhe und über
deren Enden hl'haus dicht anschmiegt, wie es durch die gestrichelten
Linien in der Pig. 3 angedeutet ist. Die Meßspule PC kann jedoch auch um einen oder um beide Polschuhe
des Elektromagneten des magnetischen Analyaators gewickelt
sein. In der Meßspule PC wird ein Strom I,, erseugt, der
proportional zur Änderung des Fluaeee mit der Zeit iat,
d.h. Ip^fB/<ft.
BAD ORIGINAL
T098U/0A61
Die Schaltungsanordnung nach der Fig. 2 dient dazu, diesen
Strom Ij1 zu integrieren, damit man eine Ausgangsspannung
V^1 erhält, die ein Maß für die Feldstärke zur Zeit t bezüglich
zur Feldstärke zu Beginn der Integration ist. Wenn man diese Spannung V... mit einer geeignet eingestellten
Spannung vergleicht, die ein Maß für den tatsächlichen Wert der Feldstärke zu Beginn der Integration ist, dann erhält
man eine Spannung V^, die proportional der Feldstärke B
zu irgendeinem späteren Zeitpunkt ist.
Gemäß der Fig. 2 wird der durch die Meßspule PC fließende Strom Ij1 einem Operationsverstärker A1 zugeführt, zwischen
dessert Ausgang und Eingang ein Integrationskondensator C
liegt. Die Ausgangsspannung dieses Operationsverstärkers, die proportional der Änderung des magnetischen Flusses bezüglich
einem Anfangswert ist, wird mit einer Eichspannung am Eingang eines Operationsverstärkers A2 kombiniert, die
von einem Spannungsteiler mit einem Potentiometer VR1 geliefert wird. Nach der Eichung ist die Ausgangs spannung V-g
des Verstärkers A2 proportional zur tatsächlichen magnetischen Induktion B im magnetischen Analysator. Als Operationsverstärker
A1 wird ein Verstärker mit geringer Driftspannung und geringem Driftstrom verwendet. Konstante Driftspannungen
und Driftströme können durch Einstellung eines Potentiometers VR2 kompensiert werden, das zu einem weiteren
Spannungsteiler gehört und über einen hohen Widerstand R2 an den Eingang des Operationsverstärkers A1 geschaltet
ist. Diese Art der Driftkompensation kann man bei jeder aue Operationsverstärker und Rückführungskondensator
bestehenden Integratorschaltung vornehmen, wie in der Fig.1 dargestellt ist, in welcher das Potentiometer VR dem Potentiometer
VR1 und der Widerstand R dem Widerstand R1 entsprioht.
Änderungen der Driftepannung und der Driftströme
1098 U/046
können dadurch kompensiert werden, daß man die Umgebungstemperatur
des Verstärkers auf konstant regelt.
Eine erhebliche Nullpunktsverschiehung oder Drift am Ausgang
des Eechenverstärkers A1 kann sich dadurch ergeben,
daß innerhalb des Tntegrationskondensators C Leckströme
fließen. Derartige Uullpunktsverschiebungen sind insbesondere dann unangenehm, wenn man die Integratorschaltung innerhalb
einer Schaltungsanordnung verwendet, mit welcher die Massenmarkierungen für das Massenspektrum aufgezeichnet
werden sollen, da hierfür außerordentlich genau arbeitende Schaltungsanordnungen notwendig sind. Um derartige Driften
zu kompensieren^ wird erfindungsgemäß ein Strom Ij, erzeugt,
der entgegengesetzt gleich dem Leckstrom I-j- ist, indem die
Aus gang s spannung V... des Operationsverstärkers A1 dem Eingang
eines Umkehrverstärkers A3 (Verstärkungsfaktor 1) zugeführt
wird. Ein einstellbarer Teil der Ausgangsspannung des UmkehrVerstärkers wird über einen Spannungsteiler mit
einem Potentiometer VR3 und über einen hohen Widerstand R.3
zum Eingang des Operationsverstärkers zurückgeführt. Zur Einstellung des Operationsverstärkers werden die folgenden
Schritte durchgeführt: Anlegen von 0 Volt (Erde) mittels
eines Schalters S3'an den Eingang des Verstärkers; Einstellung der Drift auf Null bei V.. etwa gleich Null; Anlegen
einer positiven Spannung an den Eingang des Verstärkers, um den Integrationskondensator 0 aufzuladen; Einstellung
von VR3, bis die Kondensatorspannung keine Drift mehr zeigt. In diesem Zustand wird dem Eingang des Eechenverstärkers
ein Strom Iy, zugeführt, der bei allen Kondensatorspannungen
entgegengesetzt gleich dem Leekstroro durch den Kondensator
ist. Von Bedeutung sind dann nur noch die Änderungen des Leckstroms, die jedoch dadurch auf ein Minimum herabgesetzt
werden können, daß man die Umgebungstemperatur konstant hält, z.B. mit Hilfe eines thermostatisch geregelten Ofens.
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Eine weitere Verbesserung kann dadurch erreicht werden, daß man einen temperaturempfindlichen Widerstand, z.B.
einen Siliciumwiderstand, mit Widerständen R4 oder R5 in Reihe schaltet, was vom Vorzeichen des Temperaturkoeffizienten
des temperaturempfindlichen Widerstandes und des Integrationskondensators C abhängt. Die Wirkung dieses
weiteren Schaltgliedes, die mit Hilfe eines parallel dazu liegenden Widerstandes mit geringem Temperaturkoeffizienten
eingestellt werden kann, wird entgegengesetzt gleich der Änderung des Isolationswiderstandes des Integrationskondensators
0 mit der Temperatur gemacht.
Mit dem das Potentiometer VR1 enthaltenden Spannungsteiler wird eine Eichspannung erzeugt, die ein Maß für die tatsächliche
Magnetfeldstärke im magnetischen Analysator vor der Änderung ist. Durch algebraische Addition dieser Spannung
zu V.,. mit Hilfe des Operationsverstärkers A2 erhält man
eine Spannung VB, die proportional der tatsächlichen Feldstärke
nach 4er Änderung ist.
Die Aus gangs spannung V-g^B des Operationsverstärkers A2
und eine Spannung V., die ein Maß für die Beschleunigungsspannung ist, werden in der Form Vx=Vg, V2=V5 und Vy=V. den
drei Eingäben einer Multiplizier- und Dividierschaltstufe
MDC zugeführt, mit der eine Ausgangsspannung proportional
zu VY · V7/Vv und damit im vorliegenden Fall eine Ausgangsspannung
VyT^V-g /V. {oder proportional zu V^ , wenn die
Beschleunigungsspannung V. während des Abtastens konstant gehalten wird) hergestellt wird. Eine solche Multiplizier-
und Dividier-Sehaltstufe ist bereits an anderer Stelle vorgeschlagen
worden.
Die Spannung V. wird gewöhnlich mit einem Spannungsteiler
SAD 1098U/CU61
1623628
erzeugt und kann in der Größenordnung von 10 Volt liegen* Ein solcher Spannungsteiler ist im Massenspektrometer bereits
vorhanden und dient dazu, die für die Ablenkplatten,
ÖftfS
Fokus s lenzeinrichtungen und die Beschleunigung notwendigen
Potentiale zu erzeugen. Da die Beschleunigungsspannung etwa 8 kV beträgt, lab der am Abgreifpunkt erhältliche Strom sehr
klein. Daher kann man direkt einen Operationsverstärker mit hoher Eingangsimpedanz anschließen, der einen Ausgang mit
geringer Impedanz aufweist und einen ausreichenden Ausgangsstrom (etwa 1 mA) liefert.
Bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
in einem Massenspektrometer mit einer Einrichtung zur Massenmarkierung, die bereits an anderer Stelle vorgeschlag-en
ist, können sich bei schneller Abtastung Schwierigkeiten bezüglich der genauen Massenmarkierung auf dem Schreiber ergeben,
und zwar erscheinen die Massenmarkierungen in der Regel bezüglich den Maxima des Spektrums zu früh. Dies liegt
daran, daß die Wirkung der in den Magnetpolschuhen des magnetischen
Analysators induzierten Wirbelstrom an den Rändern der Polschuhe schwächer als in deren Mitte ist, so
daß sich das Feld an den Rändern schneller als das Feld in der Mitte ändert* Um diese Schwierigkeit zu beseitigen, ■
kann man gemäß den Fig. 2 und 3 eine Hilfsmeßspule APC am
Rand der Polschuhe anordnen, und zwar zwischen dsm Ionen-■rohr
10 und dem Elektromagneten 110 an einem der Enden des
Analysators, wie es durch die gestrichelten linien APC in
der ^FIg9 3 angedeutet ist. Eine solche Hilfsmeßspule enthält
vorzugsweise zwei Wicklungen, die in Reihe geschaltet sind und sich am entgegengesetzten Seiten des lononrohres gegenüberliegen»
Die Hilfsmeßspule ist mit der Aufnatoespule PO entgegengesetzt in Reihe geschaltet, wie es in dar Fig. 2
durch die Punkte neben den beiden Spulen angedeutet ist. Die
BADORIQiNAL
109814/0461
- ίο -
Wicklungen der Hilfsmeßspule können Abgriffe aufweisen,
damit man beim Aufbau des Massenspektrometer eine Versuchsoder fehlereinstellung vornehmen kann.
Es hat sich außerdem gezeigt, daß die Einrichtung zur Massenmarkierung,
die bereits an anderer Stelle vorgeschlagen ist, zwar bis zu:·· Massenzahlen von 600 gute Ergebnisse ermöglicht,
jedoch bei höheren Massenzahlen zu einem zu
niedrigen Wert führt, wobei der Fehler fortschreitend größer wircU Diese Abweichung von der Linearität kann.dadurch überwunden
werden, daß die Integratorschaltung nach der Fig. 2
mit einer Korrekturschaltung verbunden wird, die zwei Kompensationsdioden 1)1 und D2, Widerstände R6,R7 und R8 und
verstellbare Widerstände VR4 und VR6 enthält.
Wie bereits in der früheren Anmeldung beschrieben ist, ist die Einrichtung zur Massenmarkierung auf ein geeignetes
Referenzmaximum mit einer Massenzahl von etwa 500 (z.B. 502 bei Heptacosafluorotribucylamin) geeicht. Bei diesem Maximum
wird der Integrationskondensator C von A1 mittels eines Schalters S3' kurzgeschlossen, so daß -V.. = 0 ist.
Die Meßspule PC ist derart angeordnet, daß die Ausgangsspannung
des Operationsverstärkers A1 bei abnehmenden Magnetfeldern bzw. Massenzahlen positiv wird. Wenn daher die
oben erwähnte Korrekturschaltung gemäß der Fig. 2 angeschlossen ist, dann werden die Dioden D1 und D2 umgekehrt
vorgespannt, so daß sie keinen Einfluß auf den Eingangswiderstand des Verstärkers A2 haben. Der Verstärkungsfaktor
des Systems kann in diesem Fall mit dem einstellbaren Widerstand VR5 auf der Ausgangsseite des Operationsverstärkers A1
leicht eingestellt werden, in dem dieser so lange verstellt wird, bis man für eine gegebene Flußänderung im magnetischen
Analysator die erwünechte Auegangsspannung erhält.
108814/0461 sAD 0RIG,NAL
Mir Massenzahlen, die größer als 502 (Eichmaximum) sind,
wird die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers A1 negativ, so daß die Dioden D1 und D2 leitend werden. Der Verstärkungsfaktor
des Systems bei Massenzahlen größer als: 502 ist daher etwas größer. Die erforderlichen Verstärkungsänderungen
bei einer Massenzahl von etwa 600 wird durch den einstellbaren Widerstand VR6 (2 MXl) in Reihe mit der
Diode D1 und bei einer Massenzahl von etwa 800 durch den einstellbaren Widerstand VR4 (2 Mil) in Reihe mit der
Diode D2 bewirkt, durch welche der Verstärkungsfaktor wegen der Widerstände R7 und R8 (47 kCtund 10 kCL) nur bei
höheren Massenzahlen vergrößert wird.
Um die Drift so weit wie möglich zu verringern, und die Betriebsweise
zu verbessern, werden sowohl die Integratorschaltung für den Fluß als auch die Schaltung zum Quadrieren
des Flusses in einer konstanten Umgebungstemperatur gehalten.
Dies kann dadurch geschehen, daß man sie in einem Ofen unterbringt,
der vorzugsweise bei einer Temperatur von 40 C mit Schwankungen von + 0,5 0C betrieben ist, wobei man als Fühler
einen temperaturempfindlichen Widerstand verwendet.
BAD 109814/04 61
Claims (15)
1. Integratorschaltung, insbesondere zur Verwendung in einem
Massenspektrometer, mit einem Operationsverstärker, zwischen dessen Eingang und Ausgang ein Kondensator liegt, der beim
Betrieb geladen wird und geladen bleibt, gekennzeichnet durch einen Verstärker
(A3), der derart angeschlossen ist, daß er auf Ladungsverluste des Kondensators (C) aufgrund von Leckströmen anspricht
und den Kondensator entsprechend den Ladungsverlusten neu auflädt.
2. Integratorschaltung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet , daß dieser Verstärker ein dem Operationsverstärker (A1) nachgeschalteter Umkehrverstärker
(A3) ist, dessen Ausgang über eine hohe Impedanz (R3) zum Eingang des Operationsverstärkers (A1) zurückgeführt
ist.
3. Integratorschaltung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet , daß in den Rückführungsweg ein Potentiometer (VR3) eingeschaltet ist, durch das ein
einstellbarer Teil der Ausgangsspannung des Umkehrverstärkers
(A3) zum Eingang des Operationsverstärkers zurückführbar ist. ·
4. Integratorschaltung nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet , daß der Verstärkungsfaktor des Umkehrverstärkero eins ist.
5. Integratorschaltung nach einem der Ansprüche 2-4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Umgebungstemperatur des Kondensators (C) nahezu konstant gehalten
ist.
1098U/0461 BADORiG^MAL
6. Integratorschaltung nach einem der Ansprüche 2-4,
dadurch gekennzeichnet , daß eine temperaturempfindliche Einrichtung vorgesehen ist, mit der
die Stromstärken im Rückführungsweg automatisch einstellbar
und Änderungen des Kondensatorleckstroms' aufgrund von Temperaturänderungen des.Isolationswiderstandes des Kondensators
(C) kompensier^ sind.
7. Integratorschaltung nach einem der Ansprüche 2-6, dadurch gekennzeichnet, daß mit
dem Eingang des Operationsverstärkers (A1) eine Meßeinrichtung
(PC) verbunden ist, durch die dem Operationsverstärker eine Spannung zuführbar ist,' die proportional der Änderungsgeschwindigkeit des magnetischen Flusses im magnetischen
Analysator eines Massenspektrometer ist.
8. Integratorschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß dem Operationsverstärker
(A1) ein weiterer Operationsverstärker (A2) nachgeschaltet iat, dessen Eingangsspannung die algebraische
Summe der Ausgangsspannung des ersten Operationsverstärkers (A1) und einer Eichspannung, die ein Maß für einen
Anfangswert der Magnetfeldstärke im !Magnetischen Analysator
vor einer Integration iat, und dessen Ausgangsspannung ein Maß für den tatsächlichen Wert der Magnetfeldstärke
am Ende der Integration ist.
9. Integratorachaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß ein Potentiometer (VR1)
vorgesehen ist, von dem die Eichspannung als einstellbarer Teil einer vorgewählten Spannung Abgenommen wird.
10. Integratorschaltung nach einem der AnaprÜohe 7-9,
dadurch gekennsseiöhnet, daß die
Meßeinrichtung eine Maßepule (PO) enthält«
SAD ORiGJNAL
1098U/0481
11. Integratorschaltung nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet , daß zusätzlich eine Hilfsmeßspule (APC) vorgesehen ist, die auf Änderungen des
magnetischen Flusses im Ionenweg am Rand oder nahe des
Randes der die Magnetfeldstärke im magnetischen Analysator herstellenden Polschuhe anspricht und derart geschaltet
ist, daß durch sie das Ausgangssignal der Meßspule (PC)
verringert wird.
12. Integratorschaltung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Hilfsmeßspule (APC)
zwei getrennte Wicklungen enthält, die an einem Ende des Ionenweges durch den-magnetischen Analysator angeordnet sind
und einander auf entgegengesetzten Seiten des Ionenweges gegenüberliegen.
13. Integratorschaltung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die
Hilfsmeßspule (APC) mit der Meßspule (PC) direkt in Reihe liegt.
14o Integratorschaltung nach einem der Ansprüche 7-13,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Korrekturschaltung vorgesehen ist, mit der die Ausgangsspannung
der Integratorschaltung in einem vorgewählten Bereich
von Massenzahlen derart veränderbar ist, daß Nichtlinearitäten
in diesem Bereich kompensiert werden.
15. Integratorschaltung nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet , daß der Ausgangskreis des
ersten Operationsverstärkers (A1) einen in Reihe liegenden Ausgangswiderstand enthält und daß die Korrekturschaltung
mindestens ein parallel zu diesem Ausgangswiderstand liegende« Glied, bestehend aus einer Diode (D1,D2) und einem mit
109814/0461 BAD ORIGINAL
dieser in Reihe liegenden Widerstand (R6,R4) aufweist,
das derart dimensioniert ist, daß die Diode für Massenzahlen außerhalb des vorgegebenen Bereiches in Rückwärtsrichtung
vorgespannt ist, während sie für Massenzahlen innerhalb des Bereiches in Vorwärtsrichtung vorgespannt
ist, wodurch der Effektivwiderstand des Ausgangskreises
des Operationsverstärkers erniedrigt und der Verstärkungsfaktor der Integratorschaltung in diesem Bereich erhöht
wird.
109814/0461
Leerseite
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