Устройство для измерения омического и поляризационного сопротивлений при электрохимических исследованиях

Устройство для измерения омического и поляризационного сопротивлений при электрохимических исследованиях

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОМИЧЕСКОГО И ПОЛЯРИЗАЦИОННОГО СОПРОТИВЛЕНИЙ ПРИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОЕДАНИЯХ , содержащее генератор, трехэлектродную ячейку, электроды которой соединены с генератором и измерительной схемой, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно дополнительно снабжено трансформаторным мостом, двумя регулируемыми резистоРс1ми и конденсаторами, соединенными параллельно с указанными резисторами , двумя постоянными резисторами и двумя индикаторами баланса, образую-, щими два измерительных моста, смежные плечи первого из которых образованы первым регулируемым резистором с конденсатором и ячейкой в двухэлектродном включении, два других плеча - первьм и вторым постоянными резисторами, причем первый индикатор баланса включен в диагональ моста между указанными плечами , два смежных плеча второго моста - трансформаторного образованы частью ячейки между основньм и лополнительньаи электродами при ее трехэлектродном включении и первой секцией вторичной обмотки трансформа§ тора, два других плеча - последовательно соединенными второй секцией (Л вторичной обмотки трансформатора и вторым регулируем резистором с с конденсатором и первЕлм постояниьм резистором и частью ячейки между & вспомогательным и дополнительным S электродами, причем второй индикатор баланса включен в диагональ моста между указанными плечами, при этсзм вторичная обмотка трансформатора соединена с генератором. to 01 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

И, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР п0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2980293/18-25 (22) 03.09.80 (46) 15.04,83. Бюл. Р 14 (72) Б.В.Курочкин (71) Барнаульский Филиал Опытно-конструкторского бюро автоматики (53) 543.253(088.8) (56) 1. Мост переменного тока Р-5021, Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Киевский завод Точприбор,, Киев.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 173316, кл. G 01 R 27/04, 1963 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ОМИЧЕСКОРО И ПОЛЯРИЗАЦИОННО1 О СОПРОТИВЛЕНИЙ ПРИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ, содержащее генератор, трехэлектродную ячейку, электроды которой соединены с генератором и измерительной схемой, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повьпаения точности измерений, оно дополнительно.снабжено трансформаторным мостом, двумя регулируемыми резисторами и конденсаторами, соединенными параллельно с укаэанными резисторами, двумя постоянными резисторами и

„.,Su„„1012154 A з(5В 6 01 R 27/04 // G 01 N 27/02 двумя индикаторами баланса, образуюI щнми два измерительных моста, смежные плечи первого из которых образованы первым регулируемым резистором с конденсатором н ячейкой в двухзлектродном включении, два других плеча - первьм и вторым постоянными резисторами, причем первый индикатор баланса включен в диагональ моста между указаннымИ плечами, два смежных плеча второго моста - трансформаторного образованы частью ячейки между основным и дополнительным электродами при ее трехэлектродном включении и первой сек« цией вторичной обмотки трансформатора, два других плеча — последова- ф

O тельно соединенными второй секцией вторичной обмотки трансформатора и вторым регулируемым резистором с конденсатором и первым постоянным Се резистором и частью ячейки между вспомогательным и дополнительно

Ial электродами, причем второй индикатор баланса включен в диагональ моста между указанными плечами, при этом вторичная обмотка трансформатора ©) соединена с генератором.

1012154

40 рых образованы первым регулируемым резистором с конденсатором и ячейкой в двухэлектродном включении, 45 дна другие плеча - первым и вторьм постоянными резисторами, причем первый индикатор баланса включен в диагональ моста между укаэанными плечами, дна смежных плеча второго

50 моста — трансформаторного образонаны частью ячейки между основным и дополнительным электродами при ее трехэлектродном включении и первой секцией вторичной обмотки трансформатора, два других плеча — последовательно соединенными второй секра..и вторым регулируемым резисто- ром с конденсатором и .первым постоянным резистором и частью ячей60 ки между вспомогательным и дополнительным электродами, причем второй индикатор баланса включен в диагональ моста между указанными плечами, при этом вторичная обмотка транс65 форматора соединена с генератором.

Изобретение относится к лабораторной технике, точнее к устройствам для измерения электропроводности жидкости и поляризационного импедан са, и может быть использовано для исследования физико-химических . ,свойств жидкостей.

Известен мост переменного тока

P-5021, предназначенный для злектрохимических измерений путем измерения составляющих импеданса электро химической ячейки по последонательной, параллельной и последовательно-параллельной схемам замещения с одновременной поляризацией ячейки постоянным напряжением (11.

Это четырехплечный мост, в одно из плеч которого включена ячейка по двухэлектродной схеме. Электрод сравнения и вспомогательный поляризующийся электрод в измерении не участвуют и предназначены для создания поетояннотоковой поляризации на рабочем и нспомогательном электродах.

Измерения комплексного сопротивления ячейки проводят на переменном токе, поэтому при искусственном создании постояннотоковой поляризации поляризационный импеданс рабочего и вспомогательного электродов по структуре соответствует эквивалентным схемам для постоянного и переменного токов. Изменяя условия постояннотоковой поляризации, по результатам измерения комплексного сопротивления ячейки на разных частотах и разных вариантах включения регулируемых пронодимостей

G« G и емкости С можно определить значения поляризационного импеданса, создаваемого постоянным током.

Что касается измерения удельной электропроводности раствора и сос тавляющих поляризационного импеданса электродов, возникающего при протекании переменного тока, то воз- можности моста Р-5021 сказываются весьма ограниченными; Поскольку мост позволяет измерять активную и реактивную составляющие комплексного сопротивления ячейки, то по результатам измерения можно опред лить только суммарное значение реактивной составляющей поляризационного импеданса электродов для переменного тока и значение удельной электропроводности. раствора с методической погрешностью, вносимой суммарным сопротивлением активной составляющей .поляризационного импеданса электродов для переменного тока.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для измерения омического и поляризационного сопротивлений изоляционных покрытий на металлах, 5 l0

30 погруженных в электролит, содержащее генератор, основной, вспомогательный и дополнительный электроды, переключатель основного и дополнительного электродов и измерительную схему, с помощью которой регистрируют ток через вспомогательный электрод и напряжения между вспомогательным и оснонным, а также между основным и дополнительно электродами при разных положениях переключателя. Омическое .и поляризационное сопротив- . ления определяют по закону Ома 1 2J.

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения сопротивления, обусловленная использованием метода вольтметра-амперметра, а также неодинаковые условия измерения из-за разных по величине токов, протекающих между основным и вспомогательным и дополнительным и

Вспомогательным электродами.

Цель изобретения — повышение точности измерения электропронодности и поляризационного импеданса в одинаковых условиях.

Цель достигается тем, что устройство для измерения омического и поляризационного сопротивлений при электрохимических исследованиях, содержащее генератор, трехэлектродную ячейку, электроды которой соеДинены с генератором, и измерительной схемой, согласно изобретению, дополнительно снабжено трансформаторным мостом, двумя регулируемыми резисторами и конденсаторами, соединенными параллельно с указанными резисторами, двумя постоянными резисторами и двумя индикаторами баланса, образующими два измерительных моста, два смежных плеча первого из котоцией вторичной обмотки трансформато1 0121 54 где В, эквивалентное сопротивление активной составляющей поляризационно-. го импеданса; постоянные большего и меньшего по длине от;делений трехэлектродной ячейки; удельная электропроводность жидкости в ячейке;

Al,A2

25 ао оР. н1 нв < с,В н "лай.(ос а) Составитель И.Клешнина

Редактор М.Товтин Техред К.Мыцьо Корректор М. Коста

Заказ 2753/55 . Тираж 708 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

На чертеже изображено устройство для измерения омического и поляризационного сопротивлений при электрохимических исследованиях.

Устройство состоит из генератора 1, трансформаторного моста 2,, трехэлектродной ячейки 3, регулируемых .резистора 4 и конденсатора 5, ин,дикатора баланса б, постоянных резисторов 7 и 8, регулируемых резистора 9 и конденсатОра 10, индикатора баланса 11.

Измерение осуществляют в два этапа. Первоначально уравновешивают с помощью дополнительных регулируемых резистора 9 и конденсато- ра 10, соединенных параллельно, четырехплечий мост, состоящий из трехэлектродной ячейки 3 в двухэлектродном включении в одном из плеч, дополнительных постоянных резисторов 7 и 8, дополнительных регулируемых резистора 9 и конденсатора 10, с дополнительньви индикатором баланса ll °

Дополнительный индикатор 11 выполнен таким образом, что его входной импеданс близок к бесконечности. При балансе моста определяют где,. Х вЂ” эквивалентное сопротив.t1 .ление реактивной составляющей поляризационного импеданса;

Ш - угловая частота питающего напряжения;

19 о ,С - сопротивление и емкость дополнительных регулиру" емых.резистора 9 и кон-, денсатора 10;

R - эквивалентное сопротивление раствора в ячейке

I и активной составляющей поляризационного импеданса;

В,RS — сопротивления дополнительных постоянных ре зисторов 7, 8.

Затем уравновешивают с помощью регулируемых резистора 4 и конденсатора 5, соединенных параллельно, трансформаторный мост 2, состоящий из вторичных обмоток трансформатора, которые образуют индуктивные тесно связанные плечи с отношением

1:1, трехэлектродной ячейки 3 в трехэлектродном включении, регулируемых резистора 4 и конденсатора 5, соединенных последовательно с дополнительньм постояйным резистором 7 и цепи, составленной последовательным соединением дополнительного постоянного резистора 8 с дополнительными переменнычи резистором 9 и конденсатором 10 которая шуитирует последовательно соединенные трехэлектродную ячейку 3 и дополнительный постоянный резистор 7.

При балансе моста определяют A1+ kЯ „к M-Ат

A)- Ag " R.р, R +RR+RåÊ

Нi Ry

R+ ал И вЂ вЂ вЂ вЂ - у ревностное сопротивле- ние раствора в отделениях ячейки

К4,С вЂ” сопротивление и емкость регулируемых резистора

4 и конденсатора 5.

Одновременное измерение электропроводности жидкости и поляризационного импеданса в одинаковых ус.ловиях расширяет функциональные возможности устройств для электрохимических измерений, в частности, позволит оценивать погрешность измерения электропроводности устройствами с двухэлектродной ячейкой.

В сравнении с мостом Р-5021 предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения электропроводности за счет исключения методической погрешности, вносимой суммарным сопротивлением активной

50 составляющей поляризационного импеданса электродов для переменного тока, а также измерить эквивалентную активную составлякв ую поляриэационного импеданса электродов для пе55 ременного тока.