DE3614529A1

DE3614529A1 - Femto-amperemeter

Info

Publication number: DE3614529A1
Application number: DE19863614529
Authority: DE
Inventors: David Donald Los Gatos Calif. Akers; William David San Jose Calif. Hill
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1985-05-01
Filing date: 1986-04-29
Publication date: 1986-11-06
Also published as: DE3614529C2; JPS62866A; JPH0675080B2; SE8602030L; IT8620277A1; US4628277A; FR2581458B1; SE459046B; SE8602030D0; IT1191771B; ES554337A0; IT8620277A0; ES8801039A1; FR2581458A1

Description

• I-

9762.1-24AT-04809 General Electric Company

Femto-Amperemeter

Die Erfindung bezieht auf Amperemeter und insbesondere auf ein Femto-Amperemeter zum Messen von Strömen in dem Bereich von 10 Ampere.

Femto-Amperemeter messen unglaublich kleine Ströme. Leider sind jedoch die gemessenen kleinen Ströme häufig kleiner als das transiente Rauschen, das in dem Amperemeter erwartet werden kann, übliche Amperemeter-Schaltungen können leicht fehlerhafte Anzeigen liefern.

Femto-Amperemeter finden Anwendung bei empfindlichen Instrumentationen in Kernkraftanlagen, wie beispielsweise Hauptdampfleitungs-Strahlungsmonitoren, Weitbereichs-Strahlungsmonitoren außerhalb des Kerns, Zwischenbereichsmonitoren außerhalb des Kerns und Bereichs- und Prozess-Strahlungsmonitorfunktionen .

Wo Amperemeter in diesen Plätzen angeordnet sind, können sie einfach nicht für übermäßig lange Zeitperioden aus der Leitung herausgenommen werden. Die Zuverlässigkeit des Amperemeters muß hoch sein; die Instrumente dürfen nicht außer Betrieb sein wegen der transienten Vorgänge. Darüber hinaus darf das Instrument keine falschen Anzeigen bewirken, denn diese falschen Anzeigen bewirken ein Ausschalten der Kernkraftanlagen und einen Verlust an Betriebseinnahmen.

Fig. 1 zeigt eine typische Amperemeterschaltung. Ein Eingang 14 ist mit einem Schenkel 15 eines Verstärkers 16 verbunden.

Eine Konstantstromquelle 18 ist mit einer temperaturkompensierenden log Diode 19 verbunden, die mit dem negativen Eingang 17 des Verstärkers verbunden ist. Eine log Diode 19, die in die Rückführungsschleife 20 des Verstärkers 16 geschaltet ist, steuert die Ausgangsgröße des Verstärkers über einen Digital/Analog-Wandler 25.

Im Betrieb bemißt die log Diode 19 die Ausgangsgröße des

-13 -3 Amperemeters 16 so, daß Ströme von etwa 10 bis 10 Ampere logarithmisch über der Spannung aufgetragen werden können, die üblicherweise von 0 bis 1 Volt beträgt.

Eine derartige Schaltungsanordnung hatte Schwierigkeiten in der Umgebung von Femto-Amperemetern. Erstens spannen wegen der extrem kleinen Ströme die normalerweise gemessenen transienten Spannungen den Verstärker 16 in Sperrrichtung vor. Wenn der Verstärker 16 in Sperrichtung vorgespannt ist, können nur Streuströme durch die log Diode 19 die positive Vorspannung für den Verstärker 16 wiederherstellen. Zeitkonstanten für die Wiederherstellung in der Größenordnung von 10 000 Sekunden (2 Stunden, 40 Minuten) können erwartet werden. Bei vielen modernen Instrumentierungen sind derartige Erholungsperioden völlig unakzeptabel.

Erfindungsgemäß wird ein Femto-Amperemeter angegeben, das Rauschen widersteht, das durch die Sperrvorspannung des Amperemeter-Verstärkers hervorgerufen wird und das eine lange Zeitkonstanten aufweisende Erholung mit ungewöhnlich hoher Meßgenauigkeit verhindert. Das Verstärker-Amperemeter weist eine Rückführungsschleife auf, die mit zwei entgegengesetzt gepolten log Dioden in Parallelschaltung über der Rückführungsschaltung versehen ist. Transiente Vorgänge der negativen oder positiven Vorspannung werden aufgenommen, ohne daß der Verstärker in eine Sperrpolarität vorgespannt wird und eine Erholung mit unzulässig langer Zeitkonstante aufweist. Eine übliche Temperaturkompensation,

die mit der parallelen, umkehrten Diodenschaltung nicht möglich ist, wird durch die Maßnahme einer Wärmesenke der Amperemeterkomponenten geliefert, die einen log Dioden-Temperatursensor für die mit einer Wärmesenke versehenen Komponenten ausbilden und die Betriebstemperatur der Wärmesenke mit einem thermoelektrischen Kühler steuern. Die die Temperatur abtastenden log Dioden liefern eine Ausgangsgröße an eine Nachschlagtabelle (look--up table) eines Rechners. Die gleiche temperatürempfindliche log Diode liefert eine Ausgangsgröße an eine Brückenschaltung, die den thermoelektrischen Kühler betätigt. Der thermoelektrische Kühler ist polarisiert, um die Wärmesenke zu erwärmen oder zu kühlen, um das Amperemeter thermisch auf eine optimale Betriebstemperatur einzustellen. Es wird eine automatisierte Bootstrap-Kalibration mit Reed-SchaIterη zum Verhindern von Streuströmen angegeben. Daraus resultiert eine bisher nicht erreichbare Genauigkeit.

j Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Femto-Amperemeterschaltung anzugeben, in der eine Vorspannung des Verstärkers in Sperrichtung durch transientes Rauschen mit einer akzeptablen Erholungszeitkonstanten ausgebildet wird. Gemäß diesem Merkmal der Erfindung wird ein Verstärker geschaffen mit einer Eingangsgröße zu einem ersten Schenkel und mit einer Referenzspannung zu einem zweiten Schenkel. Eine Rückführungsschleife ist vom Ausgang des Verstärkers zum Eingangsschenkel vorgesehen und enthält zwei entgegengesetzt gepolte log Dioden, die parallel über die Schleife geschaltet sind. Transiente Spannungen, die den Verstärker negativ oder positiv vorspannen, sind mit eine schnelle Erholung aufweisenden Pfaden durch die log Dioden versehen.

Ein Vorteil dieses Merkmals der Erfindung besteht darin, daß das dadurch entstehende Amperemeter betriebssicher verwendet werden kann mit empfindlichen Sicherheitsinstrumentationen. Lange Abschaltzeiten aufgrund der Erholung von transienten Vorgängen werden vermieden.

36H529 - Ί--

Leider haben die angegebenen parallelen und entgegengesetzt gepolten log Dioden eine Sekundärwirkung. Sie machen Temperatur-Kompensationsschaltungen, wie beispielsweise eine die Temperatur kompensierende log Diode 19 gemäß Fig. 1, völlig unwirksam. Da dies der Fall ist, ist es eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Temperatursteuerung für ein Femto-Amperemeter zu schaffen. Gemäß diesem Merkmal der Erfindung ist die erste und empfindlichste Verstärkerstufe des Femto-Amperemeters in einer Wärmesenke eingeschlossen. Zwei log Dioden, die in Reihe geschaltet sind, sind mit einer einen konstanten Strom aufweisenden Eingangsgröße versehen. Diese log Dioden geben als eine direkte Wirkung erster Ordnung eine Spannung ab, die direkt proportional zur Temperatur ist. Die Ausgangsspannung wird in einer Brückenschaltung verglichen. Die Ausgangsgröße der Brückenschaltung wird an einen thermoelektrischen Kühler gegeben, um den Kühler für eine Erwärmung der Senke vorzuspannen, wo die Senkentemperatur zu klein ist, und spannt den Kühler für eine Kühlung der Senke vor, wo die Senkentemperatur zu hoch ist.

Ein Vorteil dieses Merkmals der Erfindung besteht darin, daß die Betriebstemperatur des Amperemeterverstärkers genau gesteuert wird.

Ein weiterer Vorteil der log Dioden-Temperaturabtastung besteht darin, daß eine direkte Ausgabe der Wärmesenkentemperatur geliefert wird. Diese Ausgabe der Wärmesenkentemperatur kann die Kalibration der Ausgangsgröße des Amperemeters auf einer reale Zeitbasis einstellen. Eine derartige Kalibration kann erfolgen durch dreidimensionale Nachschlagetabellen (look>up tables), die auf der Basis von Strom und Betriebstemperatur ausgewählt sind.

Ein Vorteil dieses Merkmals der Erfindung besteht darin, daß nicht nur die Anzeige des Amperemeters in Realzeit vorliegt für seine gegenwärtige Betriebstemperatur, sondern es wird auch eine thermische Langzeitbewegung in Richtung auf

und bis zu einer optimalen Betriebstemperatur ermöglicht.

Es ist ein weiterer Aspekt dieser Erfindung, einen Bootstrap-Kalibrationssystem-Computer anzugeben, der zum periodischen Kalibrieren des Amperemeters betätigt wird. Gemäß diesem Merkmal der Erfindung kalibriert ein Referenzwiderstand, der mit Bruttowiderstandswerten parallel geschaltet ist, das Amperemeter an sequentiellen Betriebs pegeln etwa 2 Größen auseinander über einem Bereich von 6 Größen. Eine magnetische Umschaltung der Bootstrap-Widerstände vermeidet Streuströme in dem Amperemeter und stellt eine regelmäßige automatisierte Kalibration sicher

Ein Vorteil der angegebenen Bootstrap-Kalibration besteht darin, daß die dreidimensionale Nachschlagetabelle bei jeder Kalibration aufgefrischt bzw. aktualisiert wird. Infolgedessen wird das Instrument im wesentlichen gleichzeitig mit jeder Verwendung kalibriert.

Das gesamte Amperemeter arbeitet mit einem Genauigkeitspegel innerhalb + 1 % bei 10~¹³ Ai
ein sicherer Instrumentenbetrieb.

-1 3
pegel innerhalb + 1 % bei 10 Ampere. Daraus resultiert

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine bekannte Schaltungsanordnung.

Fig. 2 ist ein schematisches Schaltbild von der Femto-Amperemeterschaltung gemäß der Erfindung.

Fig. 3 zeigt eine Kurve, die den Ausgangsbereich des angegebenen Femto-Amperemeters darstellt.

Fig. 4A, 4B und 4C zeigen tatsächlich verwendete elektronische Schaltungskomponenten, die für die Imple-

'·*-■ 36H529

mentierung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung bezeichnet sind.

In Fig. 2 ist das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Eine Eingangsgröße 24 fließt durch eine Summierstelle 28 zu dem Schenkel eines Verstärkers 30. Der Ausgang des Verstärkers 30 ist mit einem Analog/Digital-Wandler 14 verbunden. Ein Digital/ Analog-Wandler liefert an die Summierstelle 28 eine temperatur-kompensierte Eingangsgröße 18.

Der Verstärker 30 ist mit einer Rückführungsschleife 31 versehen, die entgegengesetzt gepolte log Dioden 34, 36 aufweist, damit der Verstärker 30 mit jeder Polarität arbeiten kann, während akzeptable Erholungszeiten für unvermeidliche transiente Spannungen gestattet werden.

11
Ein Widerstand 38 mit 10 Ohm und ein kleiner Kondensator 32 (10 Picofarad) bilden die restliche Rückführungsschleife für den Verstärker 30, um Schwingungen des Verstärkers zu dämpfen.

Der Verstärker 30 ist in einer Wärmesenke 42 enthalten. Die Temperatur der Wärmesenke 42 wird durch Konstantstromlog Dioden gemessen, die schematisch bei 45 gezeigt sind und die eine Spannung liefern, die eine Funktion der Temperatur ist. Diese Spannung wird für einen Vergleich an einer Brückenschaltung 47 verwendet, um einen thermoelektrischen Kühler 48 zu speisen. Der Vergleich an der Brückenschaltung 47 spannt den Ausgang der Schaltungsanordnung vor. Wo die Temperatur der Wärmesenke 42 zu hoch ist, wird der Strom zum thermoelektrischen Kühler 48 zur Kühlung der Wärmesenke verwendet. Wo die Temperatur der Wärmesenke 42 zu niedrig ist, wird der Strom zum thermoelektrischen Kühler 48 umgekehrt, um die Temperatur der Wärmesenke zu erhöhen.

Zur gleichen Zeit wird die Ausgangsgröße der temperatur-

-\~ 36H529

-40-

empfindlichen KonstantStromdioden 45 in einen digitalen Wert umgewandelt und zum Adressieren von Nachschlagetabellen verwendet. Der digitale Wandler 14 veranlaßt die Computersteuerung, eine entsprechende Nachschlagetabelle zu adressieren, die in Realzeit auf den gewünschten Stromwert eingestellt ist. Es entsteht eine Ausgangsgröße des Amperemeters, die im wesentlichen stetig ist und auf zuverlässige Pegel kalibriert ist.

In Fig. 4A ist die Hauptbetriebsschaltung dargestellt. Fig. 4A enthält einen Eingang 24 und einen Ausgang 14. Der Eingang 24 ist mit der Summierstelle 28 verbunden. Die entgegengesetzt gepolten Dioden 34, 36 vervollständigen eine Rückführungsschleife 31 durch zwei Verstärker 3OA und 3OB. Eine Signalausgabe erfolgt durch einen Endverstärker 3OC zum Ausgang 14 für eine Umwandlung.

Es wird deutlich, daß die erste Verstärkungsstufe 3OA die einzige Stufe ist, die in der Wärmesenke eingeschlossen ist. Dieser Verstärker arbeitet mit einem kleinen Verstärkungsgrad, um den gesamten Wärmeverlust niedrig zu halten.

Es ist ferner gezeigt, daß das Instrument eine große Wärmesenke 50 aufweist. Die Wärmesenke 50 ist in Fig. 4A und nochmal in Fig. 4B an zwei anderen diskreten Plätzen 50 gezeigt. In Fig. 4A umgibt sie die Betriebsschaltung des Verstärkers und den Verstärker 3OA der ersten Stufe. In Fig. 4B enthält sie die die Temperatur messenden Dioden 52 und den thermoelektrischen Kühler 48. In dem zusammengebauten Ausführungsbeispiel ist die gesamte durch eine Wärmesenke umgebene Schaltungsanordnung in der gleichen Wärmesenke angebracht.

Der thermoelektrische Kühler fühlt die Wärmeabgabe von den Dioden 52 ab. Diese fließt durch eine insgesamt mit 47 bezeichnete Brückenschaltung, um den Kühler 48 durch

zwei Leiter 49 zu betätigen. Gleichzeitig geben die Dioden eine Anzeige der Temperatur auf der Leitung 60 zum Computer ab zur Verwendung mit computer-gestützten Nachschlagetabellen (look-up tables).

In Fig. 4C ist eine übliche Schaltungsanordnung dargestellt. Ein geschützter Analogschalter 60 empfängt selektive Eingangssignale, zu denen die Kalibrationsspannung, Ausgangstemperatur und Strommessung gehören. Diese Signale werden Standard-Computerkomponenten (nicht gezeigt) zugeführt.

Zusätzlich erfolgt eine Umschaltung für Relais, die in der Bootstrap-Kalibration verwendet werden, die im nachfolgenden näher erläutert wird.

Wie in Fig. 4A gezeigt ist, umschließt die Wärmesenke die Hauptbetriebselemente. Die Eingangsgröße 24 wird an Schaltern 61 von Erde bzw. Masse und am Schalter 62 auf die Summierstelle 28 für eine tatsächliche Messung geschaltet. Ferner ist eine Bootstrap(Ureingabe)-Kalibrationsschaltung 70 vorgesehen.

Die Bootstrap-Kalibrationsschaltung enthält kalibrierende Widerstände 71 bis 75, die alle parallel geschaltet sind. Entsprechende Schalter 80 bis 83 werden einer nach dem anderen geöffnet, um an die Parallelschaltung variable Widerstände anzulegen.

Es wird nun kurz auf Fig. 4B eingegangen. Digitale Daten von dem Bus 16 werden an einer Verriegelung 60 verriegelt und anschließend an einen 16-Bit Digital/Analog-Wandler freigegeben. Der Wandler 92 gibt eine Referenzspannung auf der Leitung 94 ab. Diese Referenzspannung wird an den Computer bei 96 abgegeben zur Strommessung, zu Kalibrations zwecken einschließlich Berechnen dreidimensionaler Speichertabellen und sie wird über eine Leitung 98 zur Bootstrap-Kalibrationsschaltung weitergeleitet.

* /tot-

Aus Fig. 4C ist ersichtlich, daß entsprechende Spulen 100 bis 104 verwendet werden, um Magnetfelder zu liefern. Diese entsprechenden Magnetfelder betätigen Reed-Schalter bei 80 bis 83 innerhalb oder nahe der Wärmesenke. Diese entsprechenden Reed-Schalter verhindern, daß Schalter Wärme oder Ströme innerhalb der Wärmesenke oder enthaltener Verdrahtung erzeugen, die anderenfalls die vorgenommenen Messungen durcheinander bringen könnten.

Weiterhin sind in Fig. 4C QUAD-MOSS-Leistungsarrays 111 bis 114 dargestellt. Diese Arrays empfangen Ausgangssignale von einem Computer über entsprechende OR-Gatter 122, 123, 124.

Aus Fig. 4 wird deutlich, daß ein Signal auf der Leitung 131 die Leistungsarrays 111, 112, 113, 114 schließt. Wenn das Betätigungssignal (voraussichtlich ein LOW-Signal) an die Leitung 132 und nicht 131 angelegt wird, öffnet der Schalter 80 und die Schalter 82, 83, 84 bleiben geschlossen. Wenn das Signal auf der Leitung 133 zugeführt wird, bleiben die Schalter 83, 84 geschlossen. Wenn das Signal auf der Leitung 134 zugeführt wird, bleibt nur der Schalter 84 geschlossen.

Es wird noch einmal auf die Fig. 4A und das dort dargestellte Bootstrap-Kalibrationssystem zurückgegangen. Dieses Kalibrationssystem kann nun besser verstanden werden.

Im weiteren Sinne erfolgt eine Kalibration bei maximalem Strom, wenn der Schalter 62 und die Schalter 80, 81, 82 und 83 geschlossen sind. In diesem Fall dominiert der Widerstand 71 die Parallelschaltung, und der Digital/Analog-Wandler 92 läßt eine kalibrierende Spannung durch.

Der Schalter 80 wird zunächst geöffnet. An diesem Punkt dominiert der Widerstand 72, und eine exakte Kalibrationsspannung wird durch den Digital/Analog-Wandler 92 an die

Schaltungsanordnung angelegt. Diese Spannung wird zunächst angelegt, um einen maximal zulässigen Stromfluß zu bewirken ,und danach wird sie mit einem Pegel von 1/100stel des maximalen Flusses angelegt. Dieser 1/100stel Wert wird in dem Speicher des Computers gespeichert.

Anschließend ist der Schalter 81 geöffnet. In diesem Fall dominiert der Widerstand 73. Es wird aber wieder eine Spannung angelegt, um einen vollen Stromfluß und anschließend 1/100stel Stromfluß zu erzeugen. Schließlich ist der Schalter 82 geöffnet und der Vorgang mit dem Widerstand 74 wiederholt. Anschließend ist der Schalter 83 geöffnet und der Vorgang wiederholt sich mit dem Widerstand 75.

Die Kalibration erfolgt über eine längere Zeitperiode von etwa 45 Minuten. Abweichende Spannungen (Strompegel) werden alle getestet. Ergebnisse werden in eine dreidimensionale Nachschlagetabelle geschrieben. Diese Nachschlagetabelle enthält Eingangssignale in bezug auf die Temperatur der Wärmesenke, den Bereich von Spannungen, die von dem Digital/Analog-Wandler abgegeben werden, und den Bereich von gemessenen Strömen.

Eine Bootstrap-Kalibration, wie sie beispielsweise hier dargestellt ist, wurde bisher nur manuell auf derartigen Instrumenten vorgenommen. Es wird nunmehr deutlich, daß in dem erfindungsgemäßen Instrument dies durch den Computer vorgenommen wird.

Gemäß Fig. 4B sind zwei in Reihe geschaltete log Dioden 52 mit einer Präzisions-Leistungseinspeisung auf der Leitung 50 von dem Digital/Analog-Wandler 92 verbunden. Eine Streuung bzw. Leckage durch diese Dioden ist eine direkte Wirkung der Temperatur bei 3,2 Millivolt pro °Celsius. Eine exakte Referenzspannung von 1,40000 Volt wird von der Leistungseinspeisung abgegeben und im Verstärker 160 verglichen. Der Verstärker 160 ist mit Kondensatoren 163 und

36H529 . k

einer parallelen Rückführungsschleife 164 versehen. Die parallelen Kondensatoren geben dem Verstärker 160 eine sehr lange Erholungszeit, um Schwingungen zu dämpfen.

Der Vergleich im Verstärker 160 wird in eine Brückenschaltung 47 abgegeben. Falls die Wärmesenke eine zu hohe Temperatur hat, ist die Diodenspannung kleiner als die Referenzgröße. Wenn dies der Fall ist, bewirkt die Ausgangsgröße durch die Leistungsarrays 170, 172 einen Stromfluß im Kühlmodus durch den thermoelektrischen Kühler 48. Wenn umgekehrt zuviel Wärme festgestellt wird, da die Diodenspannung höher als die Referenzspannung ist, erfolgt eine Ausgabe bei 174, 176, 178. Der Strom fließt dann in entgegengesetzter Richtung, um eine Kühlung zu bewirken.

Es ist ersichtlich, daß jede vergleichende Brückenschaltung ausreichend ist. Die hier mit tatsächlichen Komponenten gezeigte Anordnung entspricht einem tatsächlich benutzten Ausführungsbeispiel.

Unter der Annahme, daß eine Kalibration aufgetreten ist und die Wärmesenke betätigt wurde, um den Kühler in die gewünschten Kühlzustände zu bringen, kann nun die Messung eines Stroms erläutert werden, üblicherweise wird ein Strom bei 24 eingegeben, und der Schalter 62 ist geschlossen, wobei der Schalter 61 geöffnet ist. Unter der Annahme, daß das Instrument voll kalibriert ist, fließt ein Strom zur Summierstelle 28. An der Summierstelle 28 sind entsprechende Verstärker 3OA und 3OB durch die Rückführungsschleife 31 vorgespannt. Eine Ausgabe erfolgt durch eine zweite Stufe 3OC und an den Ausgang 14.

Zur gleichen Zeit wird die Temperatur auf der Leitung 60 in den Hauptcomputer eingespeist. Wenn die Temperatur und der Strom gegeben sind, werden die nicht gezeigten Nachschlagetabellen des Computers konsultiert für die endgültige Ausgabe.

- Leerseite -

Claims

Patentansprüche

1. Femto-Amperemeter mit einem Verstärker, dem an einem ersten Schenkel eine Eingangsgröße zugeführt ist und an dessen zweiten Schenkel eine Referenzspannung angelegt ist, wobei eine Rückführungsschleife vom Ausgang zum ersten Schenkel vorgesehen ist, gekennzeichnet durch :

erste und zweite log Dioden (34, 36), die in der Rückführungsschleife parallel angeordnet und entgegengesetzt gepolt sind, wobei die Dioden in einer Wärmesenke (42) angeordnet sind, die die Dioden auf einer relativ konstanten Temperatur hält, und

wenigstens einen Temperatursensor (45) , der mit der Wärmesenke verbunden ist und ein Signal abgibt, das in Realzeit die Betriebstemperatur des Verstärkers anzeigt zum Kalibrieren der Verstärker-Ausgangsgröße in Realzeit.

2. Femto-Amperemeter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen thermoelektrischen Heizer und Kühler (48), der mit der Wärmesenke (42) verbunden ist^und Mittel zum

Betätigen des Kühlers mit einer Polarität, um die Wärmesenke selektiv zu erwärmen oder zu kühlen in Abhängigkeit von der Ausgangsgröße des Temperatursensors (45).

3. Femto-Amperemeter nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch:

die Mittel zum Betätigen des thermoelektrischen Kühlers enthalten eine Standard-Spannungsquelle, Mittel zum Vergleichen der Standard-Spannungsquelle mit einer durch den Temperatursensor erzeugten Spannung enthaltend wenigstens eine log Diode,

eine Brückenschaltung (47) zur Abgabe von Strom an den thermoelektrischen Kühler, wobei die Brückenschaltung Strom mit einer ersten Polarität bei einer übermäßigen Temperatur abgibt, um die Wärmesenke zu kühlen,und einen Strom mit einer zweiten Polarität abgibt, um die Wärmesenke beim Abfühlen der Temperatur zu erwärmen.

4. Femto-Amperemeter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein thermoelektrischer Kühler an der Wärmesenke befestigt ist und Mittel zwischen den Temperatursensor und den thermoelektrischen Kühler geschaltet sind, die die Wärmesenke in Richtung auf eine optimale Betriebstemperatur steuern.

5. Femto-Amperemeter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Temperatursensor und den thermoelektrischen Kühler geschalteten Mittel eine Brückenschaltung aufweisen, die eine Spannung mit einer ersten Polarität bei einem verminderten Strom liefert, der durch eine hohe Temperatur der Wärmesenke bedingt ist^und die eine höhere Spannung liefert bei einer verminderten Temperatur der Wärmesenke derart, daß der thermoelektrische Kühler zwischen Erwärmen und Kühlen der Wärmesenke umschaltet.

-3- 36H529

6. Femto-Amperemeter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor (45) einen zweiten Ausgang aufweist, der Ausgangssignale an eine Nachschlagetabelle (look-up table) abgibt, und ein Analog/Digital-Wandler mit dem Ausgang des Verstärkers (30) verbunden ist, wobei die digitale Ausgangsgröße des Wandlers eine Nachschlagetabelle adressiert, die für die Realzeit-Betriebstemperatur des Verstärkers temperatur-kompensiert ist.

7. Femto-Amperemeter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor (45) wenigstens zwei Temperatursensorausgänge aufweist, wobei der erste Temperatursensorausgang ein Signal liefert, das die Betriebstemperatur des Verstärkers angibt zum Kalibrieren der Ausgangsgröße des Verstärkers, und der zweite Temperatursensorausgang mit einer Steuereinrichtung verbunden ist zum Erzeugen einer Ausgangsgröße mit einer ersten Polarität aus der Steuereinrichtung bei einem ersten Temperaturbereich und zum Erzeugen einer Ausgangsgröße mit einer zweiten Polarität aus der Steuereinrichtung bei einem zweiten Temperaturbereich und daß der thermoelektrische Kühler mit der Steuereinrichtung verbunden ist, um die Wärmesenke in einem vorgewählten Temperaturbereich in Abhängigkeit von dem Erwärmen und Kühlen des thermoelektrischen Kühlers zu halten.