Компенсатор остаточного тока

 

КОМПЕНСАТОР ОСТАТОЧНОГО ТОКА, содержащий три усилителя постоянного тока, инвертирующий вход первого из которых является входом всего устройства, выходы всех трех через нормально замкнутые контакты трех ключей соединены с входами трех интеграторов, а йнвертируншше входы второго и третьего усилителей соединены соответственно с выходами первого и второго усилителей, и устройство управления, связанное с управляющими входами трех ключей, при этом выход первого интегратора соединен через резистивный делитель с неинвертирующим входом первого усилителя и является выходом всего устройства, а выходы второго и третьего интеграторов соединены соответственно с неинвертирующими входами второго и третьего усилителей и с нормально разомкнутыми контактами первого и второго ключей, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности компенсации остаточного тока, он снабжен выпря (П мителем, выход которого соединен с входом запоминающего устройства, а выход запоминающего устройства чег о рез резистор и нормально разомкнутый контакт дополнительного ключа с входом третьего интегратора, причем управляющий вход дополнительноГО го ключа соединен с устройством о управления, а вход выпрямителя - с N9 неинвертирующим входом третьего :с о усилителя.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

Я ИЮФ

РЕСПУЬЛИН з15н G 01 N 27/48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н asTOPOKOMV CSИДИтЕЛЬСтим

21) 3518469/24-.25

° °

22) 06.10.82 (46) 23.10.84. Бюл. Р 39 (72) Е.М. Кулагин и Ю.А.. Иванов .(7 1) Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного

Знамени политехнический институт им. С.N. Кирова (53) 543.253(088.8) (56) 1. Патент США Р 3838032, кл . 204/105, опублик. 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

В 569935, кл. G 01 N 27/48, 1975.

3. Иванов Ю.А. и др. Автоматический постоянно-токовый полярограф для инверсной вольтамперометрии.

"Заводская -лаборатория", Т. 47 .

1981, 11 7, с. 12 (прототип). (54)(57) КОИПЕНСАТОР ОСТАТОЧНОГО

ТОКА, содержащий три усилителя постоянного тока, инвертирующий вход первого из которых является входом всего устройства, выходы всех трех через нормально замкнутые контакты трех ключей соединены с входами трех интеграторов, а инвертирующие входы второго и третьего усилите„.SU„„ лей соединены соответственно с выходами первого и второго усилителей, и устройство управления, связанное с управляющими входами трех ключей, при зтам выход первого интегратора соединен через резистивный делитель с неинвертирующим входом первого усилителя и является выходом всего устройства, а выходы второго и третьего интеграторов соединены соответственно с неинвертирующими входами второго и третьего усилителей и с нормально разомкнутыми контактами первого и второго ключей, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности компенсации остаточного тока, он снабжен выпрямителем, выход которого соединен с входом запоминающего устройства, а выход запоминающего устройства че". рез резистор и нормально разомкнутый контакт дополнительного ключа с входом третьего интегратора, причем управляющий вход дополнительного ключа соединен с устройством управления, а вход выпрямителя — с неинвертирующнм входом третьего усилителя.

1120232 з

10

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для компенсации остаточного тока в полярографах и может быть использовано в химических отраслях промьпппенностиа

Известно устройство для измерения электрохимических параметров растворов с компенсатором, выполненным на интеграторе. Величина линейного компенсирующего сигнала задается изменением напряжения на входе интегратора (1j .

Недостатки такого комненсатора заключаются в том, что он не компенсирует нелинейную составляющую оста-. точного тока электрохимической ячейки и обладает невысокой степенью компенсации.

Известен полярограф, нелинейный компенсатор которого содержит сумма-. торы, интеграторы, запоминающие устройства, дифференциирующие блоки ключи и устройство управления (2) .

K недостаткам указанного компенсатора относится невысокая эффективность компенсации, связанная с погрешностями при подборе постоянных времени дифференцирующих блоков, интеграторов и коэффициентов суммирования сумматоров, а также возможность искажения значений производных компенсирующего сигнала,так как дифференцирующие блоки являются усилителями высокочастотных шумов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является компенсатор автоматического постоянно-токового полярографа, содержа— щий три усилителя постоянного тока, инвертирующий вход первого из которых является входом всего устройства, выходы всех трех через нормально замкнутые контакты трех ключей соединены с входами трех интеграторов, а инвертирующие входы второго и третьего усилителей соединены соответственно с выходами первого и второго усилителей и устройство управления, связанное с управ-, ляющими входами трех ключей, при этом выход первого интегратора соединен через резистивный делитель с инвертирующим входом первого усилителя и является выходом всего устройства, а выходы второго и третьего интеграторов соединены

4S

S0 соответственно с неинвертирующнми входами второго и третьего усилителей и с нормально разомкнутыми контактами первого и второго ключей.

Известный компенсатор компенсирует нелинейную и дрейфовую составляющие остаточного тока без подбора постоянных времени интеграторов (3) .

Известный компенсатор характеризуется недостаточно высокой сте.пенью компенсации, так как компенсирующий сигнал задается в виде ряда Тейлора, при определении которого не удается получить значение третьей производной с высокой точностью.

Цель изобретения — повышение точ ности компенсации остаточного тока.

Поставленная цель достигается тем, что компенсатор остаточного тока, содержащий три,усилителя постоянного тока, инвертирующий вход первого усилителя является входом всего устройства, выходы всех трех через нормально замкнутые контакты трех ключей соединены с входами трех интеграторов, а инвертирующие входы второго и третьего усилителя соединены соответственно с выходами первого и второго усилителей, и устройство управления, связанное с управляюшИми входами трех ключей, при этом выход первого интегратора соединен через резистивный делитель с неинвертируннцим входом первого усилителя и является выходом всего устройства, а выходы второго и третьего интеграторов соединены соответственно с неинвертирующими входами второго и третьего усилителей и с нормально разомкнутыми контактами первого и второго ключей, снабжен выпрямителем, выход которого соединен с входом запоминающего уст. ройства, а выход запоминающего устройства через резистор и нормально разомкнутый контакт дополнительного ключа связан с входом третьего интегратора, причем управляющий вход дополнительного ключа соединен с устройством управления, а вход выпрямителя — с неинвертирующим входом третьего усилителя.

При этом достигается более точный учет зависимости второй производной выходного напряжения компенсатора, значение которой в общем

3 1 случае не является постоянной величиной.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Компенсатор содержит устройство

1 управления, усилители 2-4, выходы которых через нормально замкнутые контакты ключей 5-7 соединены с входами интеграторов 8-10, дополнительный ключ 11, выполненный с возможностью соединения последовательно соединенных выпрямителя 12, запоминающего устройства 13 и резистора

14 с входом третьего интегратора 10.

Неинвертирующий вход первого усили-! теля 2 связан через делитель, образованный резисторами 15 и 16, с выходом первого интегратора 8.

Сигнал с устройства 1 управления поступает:на управляющие входы .ключей 5-7 и 11.

Компенсатор работает следующим образом.

В режиме "Настройка" (до срабатывания контактов ключей 5-7 и 11) выходное напряжение компенсатора можно представить в следующем виде: u»«(t}=u»(al †.!,

1б где R>< — сопротивление резистора

15;

R — сопротивление резистора 16

При переходе в режим "Измерение" в момент времени t срабатывают кона такты ключей 5-7 и 11. Если бы не было цепочки из выпрямителя 12, запоминающего устройства 13, резистора 14 и ключа 11, то выходное напряжение компенсатора можно записать: !

120232 где "Иых (е) с ответственно пер-, вая и вторая производные выходного напряжения компенсатора, пропорционального остаточному току, в момент времени

1р Из выражения (2) следует, что вторая производная в течение времени измерения неизменна IIQ своей величине, что не соответствует в общем случае действительности и приводит

1 к росту погрешности измерения, так как указанная величина зависит от потенциала, который, в свою очередь, связан с -.остаточным током экспоненциальной зависимостью. С учетом

2п наличия дополнительных элементов

11-14 в момент to при переходе в режим "Измерение" при любой полярности выходного напряжения интегратора 10 запоминающее устройство 13

2S запоминает значение, равное модулю указанного напряжения. Так как в момент времени t до конца измерения контакты ключа 11 замкнуты, то выходное напряжение интегратора 10 изменяется линейно во времени, причем скорость изменения пропорциональна значению выходного напряжения интегратора 10 в момент времени которое хранится в запоминающем устройстве.

Таким образом, в предложенном компенсаторе вторая производная напряжения, пропорциональная остаточному току, аппроксимируется ли10 нейно изменяющимся во времени напряжением, что позволяет реальное изменение компенсируемой величины.

Это приводит к увеличению точности компенсации остаточного тока с помощью предложенного технического решения по сравнению с известным.

1120232

Составитель Д. Громов /

Редактор А. Козориз Техред З,Палий Корректор И. Леонтвк

Заказ 7731/31 Тирак 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, 3-35, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Уигород, ул. Проектная, 4