DE1623626A1 - Integratorschaltung,insbesondere zur Verwendung in einem Massenspektrometer - Google Patents

Description

Franldui i/ Main-1
Parksiraße 13

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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

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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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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.

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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.

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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

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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 V_B, 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 V_x=Vg, V₂=V₅ und Vy=V. den drei Eingäben einer Multiplizier- und Dividierschaltstufe MDC zugeführt, mit der eine Ausgangsspannung proportional zu V_Y · V₇/V_v 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

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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,

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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

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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.

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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.

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Claims (15)

Pat entansprüche SSS=S=SS=XiS=:

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.

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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«

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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

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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.

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