Для збільшення швидкості дії описаних приладів можна використовувати від’ємний зворотній зв’язок при якому різнісний сигнал з вихідної обмотки після посилення подається на вхід пристрою, що керує амплітудою імпульсів струму генератора, що живить виток зворотнього зв’язку. Такі прилади дають можливість вимірювати струми до А з похибкою не більше А. Застосування компенсуючого витка забезпечує незалежність показів приладу від зміни магнітного стану сердечника перетворювача, а також усуває необхідність градуювання.

Якщо необхідно мати інформацію не тільки про амплітуду або середнє значення, але й про форму імпульсів струму, що вимірюється, то вимірювальний тракт повинен включати інтегруючу ланку. Різні варіанти побудови структурної схеми такого приладу показані на рисунку 1.2. Якщо перетворювач струму (пояс Роговського) працює у режимі близькому до короткого замикання (аперіодичний режим) (рисунку 1.2.а), а також сам використовується в якості інтегруючої ланки, то опір , з якого знімається вихідний сигнал, обирають з умови , де - стала інтегрування. При роботі індукційного перетворювача у режимі близькому до холостого ходу (коливальний режим), у якості інтегруючої ланки можна використовувати операційний підсилювач (рисунку 1.2.б). У даному випадку перетворювач виявляється навантаженим на опір , де - опір зворотнього зв’язку; - коефіцієнт посилення підсилювача при розімкненому ланцюгу зворотнього зв’язку. При цьому стала залежить від і тому є нестабільною. Враховуючи це, слід віддати перевагу структурній схемі приладу (рисунок 1.2.в), у якому вихідний сигнал так само як і у приладі (рисунок 1.2.а) знімається з опору (тільки високоомного) і потім інтегрується за допомогою інтегратора.

1 – підсилювач; 2 – інтегратор.

Рисунок 1.2 – Різні варіанти структурних схем пристроїв для вимірювання імпульсних струмів та спостереження за формами імпульсів.

При рівній смузі пропускання ця схема володіє також більш високою чутливістю (припускається, що розміри перетворювача ні чим не обмежені). Якщо враховувати тільки шуми, що вносяться підсилюючими пристроями, що входять до підсилюючого тракту та знехтувати шумами самого перетворювача, то виявляється, що поріг чутливості є нижчим у схемі (рисунок 1.2.в) у тих випадках, коли необхідно мати добре відтворення плоскої частини прямокутного сигналу. Якщо ж необхідно мати широку смугу пропускання (а це особливо важливо, якщо прилад призначений для вимірювання імпульсів струму різної тривалості та сквапності), то доцільнішою є схема (рисунок 1.2.а). Однак цю можливість можна реалізувати лише в тому випадку, якщо розміри індукційного перетворювача струму необмежені. Активний опір може помітно впливати на всі основні характеристики перетворювача струму і таким чином вносити вагомі корективи у зроблені висновки.

Прилади, що розробляються у відповідності до структурних схем (рисунок 1.2), дозволяють вимірювати імпульсні струми починаючи від десятих долей мА тривалістю від 1 до 100 мікро секунд та більше. При цьому є можливість відтворення імпульсу струму (наприклад, на екрані осцилографа) з довжиною фронта від десятих долей мікро секунди.

Всі описані схеми і методи вимірювання перемінних імпульсних струмів придатні без будь-яких змін для вимірювання струмів провідності, протікаючих по різного роду провідниках, струмів переносу, що утворені найчастіше пучками заряджених частинок. Ця обставина дуже часто використовується при градуюванні безконтактних вимірювачів струмів пучків заряджених частинок при вимірюванні струмів пучків компенсаційним методом.

Процеси вимірювання струмів провідності та струмів переносу мають певну різницю, що пов’язано з різною природою даних струмів. Ця різниця полягає в тому, що при вимірюванні імпульсного струму переносу (згустків заряджених частинок) форма імпульсу, що отримується, спотворюється сигналами, що наводяться у обмотці перетворювача струму згустком, що підходить до неї, а фронт та спад сигналів, якщо смуга пропускання приладу достатньо широка, визначається швидкістю руху частинок. При енергії частинок Мев та мм фронт та спад імпульсу будуть затягнуті приблизно на 3 нано секунди. Частково внаслідок цієї обставини, а також внаслідок відносно високих паразитних ємностей, що погіршують передавальну характеристику перетворювача струму у ділянці високих частот, для вимірювання імпульсних струмів дуже малої тривалості, порядку нано секунд, у деяких випадках більш доцільно використовувати прилади з електрометричними перетворювачами струму.

1.2.2 Гальваномагнітні перетворювачі змінних та імпульсних струмів

Гальваномагнітні перетворювачі – малоінерційні елементи. Їх постійна часу і гранична частота визначається в основному наявністю міжелектордних ємкостей. В залежності від вихідного опору постійної часу гальваномагнітні перетворювачі коливаються в межах від до с. Таким чином, гальваномагнітні перетворювачі в принципі можна використовувати для вимірювання змінних струмів дуже високої частоти до десятків МГц, а також для вимірювання імпульсних струмів з тривалістю імпульсів починаючи від десятків мікросекунд.

Типова структурна схема холовського вимірювача змінного струму (рисунок 1.3.а). Найчастіше перетворювачі Холла, що входятьь до складу інтегрального перетворювача, живляться від джерела постійного струму ; ЕРС Холла підсилюється підсилювачем змінного струму ; випрямляється за допомогою випрямляча і вимірюється стрілочним показуючим пристроєм 4. Вимірювати струм можна компенсаційним методом. Стрілочний пристрій в цьому випадку поміщають в ланцюг зворотнього зв’язку ( рисунок 1.3.б).

1 – джерело постійного струму; 2 – підсилювач; 3 – випрямляч; 4 – стрілочний пристрій; 5 – джерело змінного струму; 6 – фазовий детектор; 7 – фільтр.

Рисунок 1.3 – Структурні схеми пристроїв для вимірювання