Полярограф

 

Изобретение относится к области электрохимического приборостроения и может быть использовано при разработке промышленных полярографов. Целью изобретения является уменьшение погрешности измерения путем компенсации сетевой помехи. Изобретение позволяет снизить погрешность измерения тока, протекающего через электрохимическую ячейку, за счет уменьшения влияния помехи на сетевой частоте . Полярограф содержит потенциостат , измерительный резистор, измерительный усилитель, регистратор и дополнительно снабжен избирательным усилителем, сумматором, резистором обратной связи. Выход измерительного усилителя соединен с входом избирательного усилителя, настроенного на частоту помехи. Выход избирательного усилителя соединен с вторым входом сумматора, первый вход которого подключен к выходу задатчика потенциала . Выход сумматора через резистор обратной связи соединен с измерительным входом потенциостата. 2 ил. с S

„„SU,, 1631395

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (S1)5

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPGKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4623331/25 (22) 20. 12. 88 (46) 28.02.91.Бюл. Р 8 (71) Институт химии твердого тела и переработки минерального сырья

СО АН СССР (72) В.С.Хоцей (53) 543.253 (088.8) (56) Самехфесанова P.È.-Ф., Гинзбург Г.И. Полярографы и их эксплуатация в практическом анализе и исследованиях. M . Химия, 1988, с. 160 ° (54) ПОЛЯРОГРАФ (57) Изобретение относится к области электрохимического приборостроения и может быть использовано при разработке промьппленных полярографов.

Целью изобретения является уменьшение погрешности измерения путем комИзобретение относится к электрохимическому приборостроению и может быть использовано при разработке промьппленных полярографов.

Цель изобретения — уменьшение погрешности измерения тока путем компенсации сетевой помехи.

На фиг.1 представлена структурная схема полярографа; на фиг.2 — то же, без схемы компенсации сетевой помехи.

Полярограф содержит задатчик 1 потенциала, который включает источники постоянного и переменного напряжения» потенциостат 2, сумматор 3, 2 пенсации сетевой помехи. Изобретение позволяет снизить погрешность измерения тока, протекающего через элект" рохимическую ячейку, за счет уменьшения влияния помехи на сетевой частоте. Полярограф содержит потенциостат, измерительный резистор, измерительный усилитель, регистратор и дополнительно снабжен избирательным усилителем, сумматором, резистором обратной связи. Выход измерительного усилителя соединен с входом избирательного усилителя, настроенного на частоту помехи. Выход избирательного усилителя соединен с вторым входом сумматора, первый вход которого подключен к выходу задатчика потенциала. Выход сумматора через резистор обратной связи соединен с в измерительным входом потенциостата.

2 ил. измерительный резистор 4, вспомогательный электрод 5 электрохимической ячейки 6, переключатель 7, электрод 8 сравнения, рабочий электрод 9, измерительный. усилитель 10 регист3 ратор 11, избирательный усилитель 12.

Выход избирательного усилителя 12 соединен с входом сумматора 3, выход которого через резистор 13 обратной связи подключен к измерительному .входу потенциостата 2. Устройство содержит также задатчик 13 потенциала, потенциостат 14, измерительный резистор 15. измерительный усилитель

16, регистратор 17» электрохимическую ячейку 18.

1631395

Полярограф работает следующим образом.

Для пояснения действия сетевой помехи рассмотрим фиг.2. Напряжение с выхода задатчика потенциала подается на вход управления потенциостата, который является дифференциальным усилителем с большим коэффициентом усиления К )) 1. Напряжение на его выходе 10 равно

4)

3 (2) 20

U1 = Пд+ ПР (3) 35

Так как ос ос (8) (4) (9) 50

"Я = " 0 "йв (5) (10) (6) где U — напряжение на измерительном

А входе потенциостата, U — напряжение на выходе задатчика потенциала.

Находят, что где U < = I R > и I - ток, протекающий через электрохимическую ячейку;

R — сопротивление изИ мерительного ре— зистора.

Измеритель тока выделяет напряжение U которое затем регистрируется например, самописцем. Из выражений (1) и (2) получают

ПЗ UA i(1+1 Ê) + URiK

Действие помехи следующее. Экспериментально получено, что источник помехи является генератором тока, втекающего в точку А (фиг,1 и 2). Причем наибольшая амплитуца помехи на частоте 50 Гц.

Составляют узлово уравнение для точки А (входное сопротивление потенциостата R Sx со) . и (П1 UA) Rp П4®Э где R> — сопротивление электрохимической ячейки;

I> — ток помехи.

Из (2), (4) и (5) получают

Часть выражения (6), а именно

"Ко= IARii (7) является результатом действия помехи.

В зависимости от внешних условий, в которых находится электрохимическая ячейка (цех или лаборатория), велпчина Т колеблется в пределах

2 — 10 мкА, следовательно, при R =

1 м0м U я = 2 — 10 В. Дальнейшее повышение чувствительности полярографа практически невозможно, так как он входит в режим ограничения. Кроме того, и при данной чувствительности помеха ухудшает вид поляоограммы.

Устройство позволяет уменьшить влияние помехи на результаты измерений. Для этой цели в полярограф (фиг.1) добавлены избирательный усилитель, сумматор и резистор обратной связи, Прежде чем перейти-к анализу фиг.1 рассмотрим следующее предположение. Пусть в точку одновременно с током I втекает ток обратный . свя—

Il зи ?ос, противоположный по фазе 1,,.

Тогда в выражения (6) и (7) вместо

I< входит разность I„- I«и при равенстве амплитуд влияние помехи будет ликвидировано. В полярографе это достигается с помощью введения избирательного усилителя и сумматора.

Определяют (фиг.1), что

UK = U3+ к1ЦЩ где К1 — коэффициент передачи избирательного усилителя;

R - сопротивление резистора обратной связи.

Составляют уравнение для узла А где Н „ — полезный сигнал в отсутствие помехи.

Принимая во внимание (4), получают

5 163

Из (10) следует, что при достаточно большом К1 напряжение помехи может быть уменьшено во много раз.

Полярограф с компенсацией сетевой помехи позволяет проводить измерения слабых токов, т.е. расширить диапазон измерений, располагать электрохимическую ячейку на большом расстоянии от измерительного блока, работать вблизи источников сетевой помехи.

При этом не нужно экранировать ячейкуе

Формула изобретения

Полярограф, содержащий потенциостат, управляющий вход которого подключен к задатчику потенциала, измерительный вход потенциостата подключен к входу переключателя, первая клемма которого соединена с электродом сравнения электрохимической ячейки, вспомогательный электрод которой соединен с второй клеммой переключате1395 6 ля, первым выводом измерительного резистора и с первым входом измерительного усилителя, к выходу которого подключен регистратор, выход потенциостата соединен с вторым выводом измерительного резистора и вторым входом измерительного усилителя, рабочий электрод электрохимической ячейки заземлен, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения путем компенсации сетевой помехи, в него дополнительно введены избирательный усилитель, сумматор и Резистор обратной связи, выход измерительного усилителя соединен с входом,избирательного усилителя, инвертирующий выход избирательного усилителя соединен с первым вхо30 дом сумматора, второй вход которого подключен к выходу задатчика потенциала, выход сумматора через резистор обратной связи подключен к входу переключателя. юг. 1

Составитель Л.Талонина

Редактор И.Касарда Техред М.Дидык Корректор С.П(екмар

Заказ 539 Тираж 392 Подписное .

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101