Устройство для поляризационных измерений

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛЯРИЗАЦИОННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ по авт. св. № 847227, отличающееся тем, что, с целью расширения динамического диапазона измерений, в него введены дополнительный узел обратной связи с входной управляющей катутпкой индуктивности и выходным магнитоуправляемым полупроводниковым прибором и переключатель , причем входы и выходы оптоэлектрического преобразователя и дополнительного узла обратной связи включены через контактные группы переключателя соответственно между клеммами, связанными с выходным потенциальным выводом потенциостата и вторым вьшодом токоограничивающей катушки индуктивности, и клеммами, связанными с потенциальньми выводами выхода и инвертирующего входа усилителя напряжения, а управляющий вход i переключателя подключен к двум перСЛ вым из упомянутых клемм. о 00 ч

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„su„„»6 s97 A

Ф (51) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

r1O ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТБУ с входной управляющей катушкой индуктивности и выходным магнитоуправляемым полупроводниковым прибором и переключатель, причем входы и выходы оптоэлектрического преобразователя и дополнительного -узла обратной связи включены через контактные группы переключателя соответственно между клеммами, связанными. с выходным потенциальным выводом потенциостата и вторым выводом токоограничивающей катушки индуктивности, и клеммами, связанными с потенциальными выводами выхода и инвертирующего входа усилителя напряжения, а управляющий вход д переключателя подключен к двум первым из упомянутых клемм. (61) 847227 (21) 3679511/24-21 (22) 27. 12. 83 (46) 15.06.85. Бюл. N - 22 .(72) В.К.Алтухов, В.А.Бородкин, В.А.Гречишкин, В.А.Макаров;

В.Г.Шаталов и Т.А.Колесникова (53) 621.317.7(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 847227, кл. С 01 R 27/22, 1979. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛЯРИЗАЦИОННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ по авт. св. Ф 847227, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона измерений, в него введены дополнительный узел обратной связи

fP 25

1 1161897

Изобретение относится к электроизмерительной -технике и предназначено для использования в электрохимическом приборостроении.

По основному авт. св. У 847227 известно устройство для поляризационных измерений, содержащее потенциостат, трехэлектродную зле ктрохимиче скую ячейку, рабочий электрод которой соединен с первым выводом токоограничивающей катушки индуктивности, вспомогательный электрод — с шиной нулевого потенциала, а электрод сравнения через фильтр и детектор — соответственно с первым и вторым входами IS потенциостата, оптоэлектрический преобразователь, входной источник . света которого включен между выходным потенциальным выводом потенциостата и вторым выводом токоограничи- 20 вающей катушки индуктивности, а выходной фотоприемник — между выходом и инвертирующим входом усилителя напряжения с регулируемым коэффициентом усиления, соединенного неинвертирую- 2S щим входом через первый резистор с шиной нулевого потенциала, генератор переменного напряжения, выход которого через второй резистор подключен к инвертирующему входу усилителя напряжения, усилитель мощности, включенный между выходом последнего и рабоче электродом электрохимической ячейки (1) .

Недостаток известного устройст35 ва заключается в невозможности измерения омического падения напряжения на малых токах поляризации, нижняя граница которых определяется начальным током включения оптоэлектрического преобразователя.

Целью изобретения является расши— рение динамического диапазона измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в .устройство для поляризационных измерений, содержащее потенциостат, трехэлектродную электрохимическую ячейку, рабочий электрод которой соединен с первым выводом SO токоограничивающей катушки индуктивности, вспомогательный электрод— с шиной нулевого потенциала, а электрод сравнения через фильтр и детектор — соответственно с первым И и вторым входами потенциостата, оптоэлектрический преобразователь с входным источником света и выходным фотоприемником, усилитель напряжения с регулируемым коэффициентом усиления, соединенный неинвертирующим входом через первый резистор с шиной нулевого потенциала, генератор переменного напряжения, выход которого через второй резистор подключен к инвертирующему входу усилителя напряжения, усилитель мощности, включенный между выходом последнего и рабочим электродом электрохимической ячейки, введены дополнительный узел обратной связи с входной управляющей катушкой индуктивности и выходным магнитоуправляемым полупроводниковым прибором и переключатель, причем входы и выходы оптоэлектрического преобразователя и дополнительного узла обратной связи включены через контактные группы переключателя соответственно между клеммами, связанными с выходным потенциальным выводом потенциостата и вторым выводом токоограничивающей катушки индуктивности, и клеммами, связанными с потенциальными выводами выхода и инвертирующего входа усилителя напряжения, а управляющий вход переключателя подключен к двум первым из упомянутых клемм.

На чертеже представлена функцио-, нальная схема предложенного устройства для поляризационных измерений.

Устройство содержит потенциостат 1 с последовательно включенными регулируемым (с помощью необозначенного на схеме делителя напряжения) источником 2 питания, дифференциальным усилителем 3 и выходным усилителем 4, трехэлектродную электрохимическ ло ячейкч 5 с рабочим электродом 6, вспомогательным электродом 7 и электродом 8 сравнения, фильтр с резистором 9 и конденсатором 10, детектор 11, токоограничивающую катушку 12 индуктивности, усилитеиь 13 напряжения с регулируемым коэффициентом усиления, резисторы 14 и 15, фильтрующий конденсатор 16, генератор 17.переменного напряжения, усилитель 18 мощности, переключатель 19, оптоэлектрический преобразователь 20 с входным источником 21 света, эашунтированым че- рез переключатель 22 резисторами 23, 24 и выходным фотоприемником 25, дополнительный узел обратной связи с входной управляющей катушкой 26

11618 индук тив ности и выходным магнитоуправляемым полупроводниковым прибором 27. С помощью клемм 28-39 осуществляется переключение. цепей обратной связи при переводе переключателя 19 из одного положения в другое.

Рабочий электрод 6 электрохимической ячейки 5 соединен с первым выводом токоограничивающей катушки 1 2 10 индуктивности, вспомогательный электрод 7 — с шиной нулевого потенциала, а электрод 8 сравнения через фильтр с резистором 9 и конденсатором 10 и детектор 11 — соответственно с пер- 1$ вым и вторым входами потенциостата 1.

Неинвертирующий вход усилителя 13 напряжения через резистор 14 соединен с шиной нулевого потенциала. Выход генератора 17 переменного напря- 2О жения через резистор 15 подключен к инвертирующему входу усилителя 13 напряжения. Усилитель 18 мощности включен между выходом усилителя 13 напряжения и рабочим электродом 6 2S электрохимической ячейки 5. Входы (клеммы 28, 29 и 30, 31) и выходы (клеммы 32, 33 и 34, 35) оптоэлектрического преобразователя 20 и дополнительного узла обратной связи вклю- З чены через контактные группы (на схеме не показаны) переключателя 19 соответственно между клеммами 36 и 37, связанными с выходным потенциальным выводом потенциостата и вторым выводом токоограничивающей катушки индуктивности, и клеммами 38 и 39, связанными с потенциальными выводами выхода и инвертирующего входа усилителя 13 напряжения. Управляющий вход переключателя 19 подключен к клеммам 36 и 37.

Работа устройства происходит следующим образом.

При малых. токах поляризации к .клеммам 36 и 37 подключены клеммы 30 и 31 управляющей катушки 26 индуктивности, а к клеммам 38, 39— клеммы 34, 35 магнитоуправляемого полупроводникового прибора 27. Если происходит изменение омического сопротивления между рабочим электродом 6 и электродом 8 сравнения электрохимической ячейки 5, то изменяют97 4 ся ток через катушку индуктивности 26, сопротивление магнитоуправляемого полупроводникового прибора 27 и соответственно. коэффициент усиления усилителя 13 напряжения.

Переменное напряжение на электроде 8 сравнения детектируется детектором 11 и, складываясь о напряжением источника 2 питания, прикладывается к соответствующему входу дифференциального усилителя 3 потенциостата 1. Это приводит к изменению тока через катушку 26 индуктивности и электрохимическую ячейку 5 и, как результат, к восстановлению потенциала между рабочим электродом 6 и . электродом 8 сравнения до прежнего значения.

При достижении током величины . нижней границы работы оптоэлектрическаго преобразователя 20 происходит переключение переключателя 19. Изменение омического сопротивления между рабочим электродом 6 и электродом 8 сравнения электрохимической ячейки 5 предопределяет изменение тока через источник 21 света оптоэлектрического преобразователя 20. При этом изменяются сопротивление фотоприемника 25 и коэффициент усиления усилителя 13 напряжения. Переменное напряжение на электроде 8 сравнения детектируется детектором 11 и, складываясь с напряжением источника 2 питания, прикладывается к соответствующему входу дифференциального усилителя 3 потенциостата 1. Это приводит к изменению тока через источник 21 света и злектрохимическую ячейку 5 и, как результат, к восстановлению потенциала между рабочим электродом 6 и электродом 8 сравнения до прежнего значения.

Переключатель 22 и резисторы 23 и 24 служат для изменения диапазона тока, протекающего через электрохимическую ячейку 5.

Таким образом, предложенное устройство, обеспечивая измерение омического падения напряжения на малых токах поляризации, характеризуется расширенным динамическим диапазоном измерения.