Полярограф переменного тока

 

Полярограф (П) предназначен для определения состава вещества методами полярографического и вольт-амперометрического контроля. Целью изобретения является повышение точности при измерении за счет периодической (с частотой переменного поляризующего напряжения) компенсации дрейфа источника линейно изменяющегося поляризующего напряжения. П содержит генератор переменного напряжения, фазовращатель , потенциостат, трехэлектродную измерительную ячейку, командное устройство, блок преобразования с регистратором-. Повьшение точности обеспечивается блоком коррекции нелинейности, в котором первый вход генератора развертки (ГР) через нормально замкнутьй контакт (К) первого ключа (Кл) соединен с положительным полюсом двуполярного источника стабильного напряжения, отрицательный полюс которого подключен к нормально разомкнутому К первого Кл, а выход ГР соединен через инвертор с нормально разомкнутым К второго Кл и через нормально замкнутый К второго Кл с первым входом сумматора (С), второй вход которого подключен через нормально замкнутый К третьего Кл к выходу первой ячейки памяти, вход которой через нормально разомкнутый К четвертого Кл подключен к выходу С. Нормально замкнутый К четвертого Кл через вторую ячейку памяти соединен с нормально разомкнутым К третьего Кл. Все управляющие входы Кл соединены с вторым входом ГР и подкхпочены к первому выходу командного устройства П, Выходом блока коррекции является выход С. 2 ил. W CZ to со со о 1чЭ со

СОЮЗ СОЕЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU,» 1233029 А1 и 4 С 01 N 27/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3719346/24-25 (22) 30.03.84 (46) 23.05.86.Бюл. - 19 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт

"Цветметавтоматика" (72) С.В.Баранов, Б.Д.Грачев, Е.М.Рукин и А.М.Старик (53) 543.25(088.8) (56) Гутников В.С. Применение ОУ в измерительной технике. Л.:Энергия, !

975, с.83.

Авторское свидетельство СССР

У 972382, кл. G 01 И 27/48, 1982, (54) ПОЛЯРОГРАФ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Полярограф (П) предназначен для определения состава вещества методами полярографического и вольт-амперометрического контроля. Целью изобретения является повьппение точности при измерении за счет периодической (с частотой переменного поляризующего напряжения) компенсации дрейфа источника линейно изменяющегося поляризующего напряжения. П содержит генератор переменного напряжения, фазовращатель, потенциостат, трехэлектродную измерительную ячейку, командное устройство, блок преобразования с регистратором. Повьппение точности обеспечивается блоком коррекции нелинейности, в котором первый вход генератора развертки (ГР) через нормально замкнутый контакт (К) первого ключа (Кл) соединен с положи- тельным полюсом двуполярного источника стабильного напряжения, отрицательный полюс которого подключен к нормально разомкнутому К первого Кл, а выход ГР соединен через инвертор с нормально разомкнутым К второго

Кл и через нормально замкнутый К второго Кл с первым входом сумматора (С), второй вход которого подключен через нормально замкнутый К третьего

Кл к выходу первой ячейки памяти, вход которой через нормально разомкнутый К четвертого Кл подключен к выходу С. Нормально замкнутый К четвертого Кл через вторую ячейку памяти соединен с нормально разомкнутым К третьего Кл. Все управляющие входы

Кл соединены с вторым входом ГР и подключены к первому выходу командного устройства П. Выходом блока коррекции является выход С. 2 ил.

1 12

Изобретение относится к аналитическому контролю состава вещества, основанному на методах электрохими; ческих исследований, оно может быть использовано в средствах полярографического и вольт-амперометрического контроля в различных отраслях народного хозяйства (цветная и черная металлургия, химия, медицина, геология и др )

Целью изобретения является повышение точности при измерении полярограмм переменного тока за счет периодической (с частотой переменного поляриэуюшего напряжения) компенсации дрейфа источника линейно изменяющегося поляриэующего напряжения..

На фиг,l изображена блок-схема по-, лярографа; на фиг,2 — эпюры напряжений, иллюстрирующие работу устройствремят Uqф Ug

U, У, — напряжение на выходе с соответствующего блока.

Полярограф содержит генератор 1 переменного напряжения, генератор 2 поляризующего напряжения, фаэовращатель 3, потенциостат 4, трехэлектродную измерительную ячейку 5, блок

6 преобразования, регистратор 7, синхронизатор 8 отрыва капли, командное устройство 9 и блок 10 коррекции нелинейности. Последний состоит иэ двуполярного источника 11 стабильного напряжения, четырех управляемых клю чей 12-15 управляемого генератора 16 развертки, инвертора 17, двух ячеек 18 и 19 памяти и сумматора 20..

Выход генератора 1 переменного напряжения подключен к первому входу фаэовращателя 3, выход которого соединен с первым входом потенциостата и выходом генератора 2. Первый электрод нзмерительной ячейки 5 подключен к второму входу потенциостата 4, а второй электрод подключен к первому входу блока 6 преобразования второй вход которого соединен с выходом потенциостата 4, третьим электродом ячейки 5 и через синхронизатор 8 с первым входом командного устройства

9 второй вход которого подключен к выходу генератора 1, а выходы к соответствующим управляющим входам блока 6 преобразования. Выходы блока. 6 подключены соответственно к регистратору 7 и второму входу фаэовращателя 3. Выходом блока 10 коррекции нелинейности является выход сумма.то- ра 20, подключенный к выходу фаэо33029 2 вращателя 3. Первый вход управляемого генератора 16 развертки через нормально замкнутый контакт первого ключа 12 соединен с положительным полю-

5 сом двуполярного источника ll отФ рицательный полюс которого подключен к нормально разомкнутому контакту— первого ключа 12, а выход генератора

16 развертки соединен через инвертор

17 с нормально разомкнутым контактом второго ключа 13 и через нормально замкнутый контакт второго ключа 13 с первым входом сумматора 20 второй вход которого подключен через нормально замкнутый контакт третьего ключа 14 к выходу первой ячейки 18 памяти, вход которой через нормально разомкнутый контакт четвертого ключа 15 подключен к выходу сумматора

20. Нормально замкнутый контакт четвертого ключа 15 через вторую ячейку

l9 памяти соединен с нормально разомкнутым контактом третьего ключа

14, Все управляющие входы ключей соединены с вторым входом генератора 16 развертки и подключены к первому выходу командного устройства 9, Функция блока !0 коррекции нелинейности заключается в интегрировании оцнополярного стабилизированного напряжения постоянного тока с дискретной коррекцией нелинейности.

Для генератора 16 развертки, выполненного по электронной схеме в виде аналогового интегратора, характер35 ным параметром, ограничиваюшим линейность и точность установки линейно изменяющегося поляриэующего напряже,ния, является дрейф нулевого уровня.

Сигнал дрейфа нулевого уровня интег40 рируется аналоговым интегратором так же как и входное напряжение, задающее скорость развертки, что приводит к возникновению существенной нелинейности, особенно при малых скоростях

g$ развертки, когда уровень дрейфа соизмерим с уровнем задающего напряжения, За промежуток времени, равный периоду переменнотокового поляриэующего напряжения, дрейф генератора 16 развертки можно аппроксимировать прямой линией.

При изменении полярности задающего напряжения дрейф будет оставаться одЫ нополярным, что позволяет его минимизировать путем периодического сбрасывания интергратора в нулевое значение при непрерывном суммировании прямого

1233029

10 и инверсного сигналов от входного задающего . напряжения.

На фиг.2 изображены эпюры, когда полярность сигнала дрейфа совпадает с полярностью задающего напряжейия, снимаемого с двуполярного источника стабильного напряжения в первом полу,периоде переменного поляризуйщего напряжения (фиг.2 эпюра ц ).

В первом полупериоде командным устройством 9 формируется сигнал управления (эпюра 6 ), за время действия которого на вход генератора 16 через нормально замкнутый контакт первого ключа 12 поступает положительное напряжение с двуполярного источника

1l стабильного напряжения. Генератор

16 развертки, выполненный в виде аналогового интегратора, вырабатывает входное напряжение, являющееся суммой интегратора (эпюра Ь ). Этот сиг нал, пройдя инвертор 17 через нормально замкнутый контакт второго ключа 13, поступает на вход сумматора . 20. Вырабатываемое сумматором 20 напряжение поступает на вход потенциостата 4 и на вторую ячейку !9 памяти через нормально замкнутый контакт ключа 15, при этом на выходе ячейки

19 памяти, действует напряжение, изображенное на эпюре z . В этот момент времени на второй вход сумматора подается нулевое напряжение с первой ячейки 18 памяти (эпюра а ), поскольку в исходном положении обе ячейки памяти находя.ся в нулевом состоянии. Во втором полупериоде под действием команды от устройства 9 ключи

12-15 переходят в противоположное состояние. При этом происходит сброс выходного напряжения генератора 16 развертки (эпюра g ). Далее в схеме происходят аналогичные процессы, как и в первом полупериоде, с той разницей, что на вход сумматора 20 сигнал поступает непосредственно с генератора 6 развертки и с первой ячейки 18 памяти, на выходе ко торой к э тому моменту вырабатывается напряжение, величина которого определяется действующим значением напряжения, снятого с сумматора 20 в последний момент времени первого полупериода.

В прследующих периодах описанные процессы повторяются.

Таким образом, устраняется накапливание дрейфа (эпюра e) за счет периодического сброса напряжения дрейфа генератора 16 развертки при непре15

55 рывном суммировании задающего напряжения. Тем самым достигается высокая точность установки линейно изменяющегося напряжения и минимизируется отклонение от линейности. На частоте переменного поляризующегося напряжения 100 Гц нелинейность напряжения развертки равна величине, полученной за один период коррекции, что числен-3 но составит величину порядка 10—

10 Я, Формула изобретения

Полярограф переменного тока, содержащий генератор переменного напряжения, подключенный к первому входу фазовращателя, выход которого соединен с первым входом потенциостата и выходом генератора поляризующего напряжения, трехэлектродную измерительную ячейку, первый электрод которой подключен к второму входу потенциостата, а второй к первому входч блока преобразования, второй вход которого соединен с выходом потенциостата, третьим электродом ячейки и через синхронизатор с первым входом командного устройства, второй вход которого подключен к выходу генератора переменного напряжения, а выходы к соответствующим управляющим Входам блока преобразования„ выходы ко торого подключены соответственно к регистратору и второму входу фазовращателя, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности, в него введен блок коррекции нелинейности, содержащий двуполярный источник стабильного напряжения, управляемый генератор развертки, инвертор, четыре ключа, две ячейки памяти и сумматор, выход которого является выходом блока и соединен с выходом фазовращателя, при этом первый вход генератора развертки через нормально замкнутый контакт первого ключа соединен с положительным полюсом двуполярного источника, отрицательный полюс которого подключен к нормально разомкнутому контакту первого ключа, а выход генератора развертки соединен через инвертор с нормально разомкнутым контактом второго ключа и через нормально замкнутый контакт второго ключа с первым входом сумматора, второй вход которого подключен через нормально замкнутый контакт третьего ключа к выходу первой ячейки памяти, 233О29

Составитель Ю.Коршунов

Техред Л.Сердюкова Корректор Е.Сирохман

Редактор P.Цицика

Заказ 276I/44 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений:и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,r.Óæãîðoä,ул.Проектная,4

1 вход которой через нормально разомкнутый контакт четвертого ключа подключен к выходу сумматора, при этом нормально замкнутый контакт четвертого ключа через вторую ячейку памяти соединен с нормально разомкнутым

4 контактом третьего ключа, причем все управляющие входы ключей соединены с вторым входом генератора развертки и подключены к перво-

5 му выходу командного устройства.