Устройство для автоматической коррекции дрейфа нулевой линии хроматографа

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОРРЕКЦИИ ДРЕЙФА НУЛЕВОЙ ЛИНИИ ХРШ4АТОГРАФА, содержащее ключ, первый усилитель с первым резистором в цепи отрицательной обратной сайЭи, цнвертируюодай вход которого подключен через второй резистор к входу устройства, третий и четвертый резисторы, первый конденсатор,подключенный одним из выводов к общей шине, и второй усилитель с-вторьм конденсатором в цепи отрицательной обратной связи, отличающееся тем, что, с целью снижения дрейфа нулевой линии хроматографа, в него введены инвертор, два триггера Шмидта, два дифференциатора,о симметричный триггер,.экстрематор злемент ИЛИ и компаратор, вход которого соединен с выходом устройства , через третий резистор с входом инвертора, соединенным с вторым выводом первого конденсатора, с выходом первого усилителя и с входом экстрематора, выход которого подключен через две параллельные цепи из последовательно включенных триг3 гера 1ф4идта и дифференциатора к соответствующим входам симметричного триггера, подсоединенного своим выходом к одному из входов элемента Или, другой вход которого подключен к выходу компаратора, причем выход элемента ИЛИ соединен с управляющим входом ключа, вход которого соединен с выходом инвертора, а выход с входом второго усилителя, D X) пoдключeifнoгo своим выходом через четвертый резистор к входу первого усилителя. :о ю :о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИМИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3 5Р 0 01 N 31/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H Ae OpCsOvV csv@e mbn.Sv

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОТ-ТЕНИЙ И ОТК ЪТИЙ (21) 3526590/18-25 (22) 16.12 82 (46 1 07 ° 03. 84. Вюл.. 9 9 (72) Н.П.Шевченко, В.Н.Липавский -, Л.С.Васин н A.К.Давыденков (71) Московское специальное конструк° торское бюро Научно-производственного объединения "Нефтехимавтоматика" (53) 543.544(088.8) (56) 1. Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устрой-. ствах. Л., "Энергия", 1980, с. 69-.

71, рнс. 4-5б.

2. Авторское свидетельство СССР

9 756367, кл. G 01 N 31/08) 1978 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ABTONATHЧЕСКОЙ КОРРЕКЦИИ ДРЕЙФА НУЛЕВОЙ ЛИНИИ ХРОМАТОГРАФА, содержащее ключ, первый усилитель с первым резистором в цени отрицательной обратной свяэи, ннвертирующий вход которого подключен через. второй резистор к входу устройства, третий и четвертый резисторы, первый конденсатор,под- ключенный одним из выводов к общей шине, и второй усилитель с.вторым

„„SU„„1078323 A конденсатором в цепи отрицательнои обратной связи, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью снижения дрейфа нулевой линии хроматографа, в него введены инвертор, два триггера Шмидта, два дифференциатора,с симметричный триггер,.экстрематор элемент ИЛИ и компаратор, вход которого соединен с выходом устройства, через третий резистор с входом инвертора, соединенным с вторым выводом первого конденсатора, с выходом первого усилителя и с входом экстрематора, выход которого подключен через две параллельные цепи из последовательно включенных триггера Шмидта и дифференциатора к со- Е ответствующим входам симметричного триггера, подсоединенного своим выходом к одному иэ входов элемента .

ИЛИ, другой вход которого подключен к выходу компаратора, причем выход элемента ИЛИ соединен с управ-Я ляющим входом ключа, вход которого соединен с выходом инвертора, а выход - с входом второго усилителя, подключейного своим выходом через четвертый резистор к входу первого

: усилителя.

1078323 тройства, через третий резистор с входом инвертора, соединенным с вто рыц выводом первого конденсатора, с. выходом первого усилителя и с вхо-, дом экстрематора, выход которого подключен через две параллельные цепи иэ последовательно включенных триггера Шмидта и дифференциатора к соответствующим входам симметричного триггера, подключенного своим, выходом к одному их входов элемента

ИЛИ, другой вход которого подключен к выходу компаратора, причем выход элемента ИЛИ соединен с управляющим входом ключа, вход которого соединен с выходом инвертора, а выходс входом второго усилителя, подключенного своим выходом через четвер-. тый резистор к входу первого усилителя, На чертеже представлена блок-схема устройства для автоматической коррекции дрейфа нулевой линии хроматографа.

Устройство содержит первый усилитель 1 с резистором 2 в цепи отф цательной обратной связи, инвертор 3 (инвертирующий усилитель ), вход которого соединен с выходом первого усилителя 1, а -выход — с ключом 4, второй усилитель 5 с конденсатором 6 в цепи отрицательной обратной связи, резистор 7 в цепи общей отрицательной обратной связи, соединяющий выход второго усилителя 5 с инвертирующим входом первого усилителя 1, экстрематор 8, вход которого соединен с выходом первого усилителя 1, а выход — с входами двух триггеров Шмидта 9 и 10 (нессимметричных триггеров с эмиттерной связью ), выходы которых соединены через дифференциаторы 11 и 12 с соответствующими входами симметричного триггера 13, подключенного своим выходом к одному из входов элемента ИЛИ 14, к другому входу которого подсоединен выход компаратора 15, подключенный своим входом к выходу первого усилителя 1.

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано в устройствах автоматической коррекции дрейфа нулевой линии хроматографа.

Известно устройство с периодичес5 кой коррекцией дрейфа, содержащее . дифференциальный усилитель, подключенный к усилителю постоянного тока запоминающий конденсатор и ключи, ) один из которых включен во входную 10 цепь дифференциального усилителя, другой — между выходом усилителя постоянного тока и запоминающим кон-. денсатором. В указанном устройстве коррекция дрейфа, осуществляется путем запоминаний напряжения дрейфа на конденсаторе и последующего вычи-тания запомненного напряжения иэ входного напряжения усилителя (1 1.

Недостатком устройства является невысокая точность поддержания ну-— левой линии, обусловленная тем,что величина заряда на запоминающем конденсаторе с течением времени уменьшается за счет саморазряда.

Наиболее близким к изобретению по достигаемому результату является устройство для автоматической кор- . рекции дрейфа нулевой линии хроматографа, содержащее ключ, первый усилитель с резистором в цепи отрицательной обратной связи, инвертирующий вход которого подключен через второй резистор к входу устройства, третий и четвертый резистор, первый конденсатор, подключенйый одним З5. из выводов к общей шине, и второй усилитель с вторым конденсатором s цепи отрицательной обратной связи f 2 .

Недостатком известного устройст- 40 ва является невысокая точность поддержания нулевой линии, обусловленная тем, что при длительных интервалах между коррекциями происходит саморазряд накопительного конденса- 45 тора.

Цель изобретения — снижение дрейфа нулевой линии хроматографа.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для автомати- 5р ческой коррекции дрейфа нулевой линии хроматографа, содержащее ключ, первый усилитель с первым резистором в цепи отрицательной обратной связи

J инвертирующий вход которого подключен через второй резистор к входу устройства, третий и четвертый резисторы, первый конденсатор, подключенный одним из выводов к общей шине, и второй усилитель с вторым конденсатором в цепи отрицательной обратной. связи, введены инвертор, два триггера Шмидта, два дифференциатора, симметричный триггер, экстрематор, элеМент ИЛИ и компаратор, вход которого соединен с выходом ус- 65 Экстрематор 8 позволяет при поступлении на его вход сигнала U=f(t) получить на его выходе сигнал, выра-; жающий производную этой функции и.одновременно усилить этот сигdU

Ы нал . Второй усилитель 5 с подключен- ным накопительным конденсатором 6 в цепи отрицательной обратной связи представляет собой аналоговый запоминающий элемент. Подключение в . цепь отрицательной обратной связи накопительного (запоминающего ) конденсатора 6 обеспечивает увеличение постоянной времени разряда в (K+1) раз, так как такая цепь становится эквивалентной НСцепи с емкостью С(К+1)

Таким образом, постоянная времени, 1078323 разряда = RC(k+1), где К - коэффициент усиления второго усилителя 5, Устройство для автоматической коррекции, дрейфа нулевой линии хроматографа работает следующим образом.

В исходном состоянии, когда отсутствует сигнал на входе первого усилителя 1, ключ 4 замкнут, при этом на выходах обоих усилителей 1 и 5 (н на инверторе 3 ) имеются нулевые уров-10 ни, т.е. отсутствует сигнал.

При появлении на входе первого усилителя 1.сигнала дрейфа на выходе усилителя 5 появляется с задержкой сигнал противоположный полярности, . 15 который, попаиая через резистор 7 на .,йнвертирующий вход первого усилителя 1, вычитается из сигнала дрейфа до значения напряжения некомпенса-. ции bv<, зависящее от пороговой чув- -20 ствительности усилителя. При этом на выходе усилителя 1 сохраняется практически нулевой уровень сигнала. При изменении величины и знака сигнала дрейфа устройство автоматически приходйт в равновесное состояние, т.е. следит .и поддерживает неизменным нулевой уровень сигнала на выходе усилителя 1.

Скорость изменения величины полезного сигнала (даже при крайне медленно меняющемся сигнале) на уровне примерно О;5-1,5% от нулевой линии может превышать скорость дрейфа не менее, чем на порядок. Поэтому при приходе на вход усилителя

1 полезного сигнала на выходе экстрематора 8 появляется сигнал, вызывающий срабатывание поочередно триггеров Шмидта 9 и 10, на выходе кото- рых появляются прямоугольные импуль- 40 сы.

Прямоугольный положительный им пульс с выхода триггера Шмидта 9 поступает на дифференциатор 11, остРоконечным положительным импульсом, 45 полученным от переднего фронта прямоугольного импульса, включается симметричный триггер 13, по сигналу с выхода которого срабатывает (размыкается )ключ 4. При разомкнутом, (.ключе 4 производится регистрация измерение )полезных сигналов (регистратор с переключателем шкал, к которому подключен выход усилителя

1, не показан ).

В это время усилитель 5 с накопительным конденсатором б сохраняет прежний уровень сигнала практически неизменным в течение времени выхода полезного сигнала (хроматографического пика ). При уменьшении по» ® лезного сигнала, когда производная меняет знак, срабатывает триггер, ЬИидта 10, который выдает отрицательный прямоугольный импульс, при этом с выхода дифференциатора 12 поступают на вход триггера 13 остроконечные импульсы — отрицательный и положительный. Так как триггер 13 срабатывает только от положительного импульса, то в данном случае сработает от заднего фронта отрицательного прямоугольного импульса, поскольку-он формирует положительный остроконечный имПульс, и при этом срабатывает (замыкается f ключ 4 по окончании полезного сигнала.

В случае появления не полностью разделенных пиков, сигнал между которыми при переходе от убывающего к возрастающему выае уровня 0,5-1,5Ъ относительно нулевого значения, уп-, равляет ключом 4 компаратор 15. Его выходной сигнал через элемент ИЛИ 14 удерживает ключ 4 в разомкнутом состоянии. Замыкание ключа 4 произойдет в том случае, когда производная и уровень сигнала одновременно равны нулю (близко к нулю ), Размыкание ключа 4 при появлении пика осуществляется от усиленного сигнала производной или при уровне сигнала, пре-! вышающем нулевой .уровень.

Использование изобретения обеспечивает снижение дрейфа нулевой линии хроматографа, поскольку в процессе работы в течение всего времени„ когда отсутствуют сигналы, ключ 4 замкнут и устройство постоянно отслеживает нуль хроматографа,. и только в течение относительно короткого времени, когда появляется полезный сиг- . нал (хроматографический пик компоненты анализируемого вещества ), ключ 4 бывает разомкнут и в течение этого короткого времени аналоговое запоминающее устройство в виде усилителя

5 сохраняет (помнит ) нулевой уровень сигнала, который имеется непосредственно перед появлением сигнала пика.

Таким образом, в предлагаемом устройстве обеспечивается возможность сократить до предела времени хранения запоминающего нулевого уровня, чем и достигается высокая точность.поддержания нулевой.,линии хроматографа. . Р

Вместе с тем наличие в устройстве экстрематора, триггеров (нессиммет-,. ричных и симметричного ) и дифференциаторов обеспечивает регистрацию полезных сигналов в любое время их появления,. т. е. гибкость в управлении коррекцией. При этом отпадает необходимость в использовании для управления коррекцией программатора, выдающего команды через заданные постоянные интервалы времени.

1078323

Составитель В.Костюхин

Редактор Н.Бобкова Техред Т.дубинцак Корректор h.Tÿñêo

У

Заказ 937/37 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д.4/5

Филиал ППП "Патент"., r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4