Компенсатор остаточного тока

Компенсатор остаточного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

<19 Щ пп )Я

) 511 Я 01 N 27/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (2 1) 340902 3/18 -2 5 (22) 11. 03. 82 (46) 30. 07.83. Бюл. М 28 (72) Е. M. Кулагин и l0. А. Иванов (71) Томский ордена Октябрьской

Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С.М.Кирова (53) 543.253(088.8) (56) 1. Патент С2А M 3838032, кл. 204/105, опублик. 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

И 480970, кл. G 01 N 27/48, 1972.

Авторское свидетельство СССР 869935, кл. G 01 N 27/48, 1975 (прототип). (54)(5/) КОМПЕНСАТОР ОСТАТОЧНОГО ТОКА, содержащий пульт управления и связанные с ним контакты, усилители постоянного напряжения, интеграторы, запоминающее устройство, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности компенсации и упрощения схемы компенсатора, он дополнительно содержит резистивный делитель, причем выходы первого и второго усилителей подсоединены через нормально замкнутые контакты соoтветстаенно к входам первого и второго интег раторов, выход перього интегратора соединен через ре и --,ивчый делитель напряжения с .нсинвертирующим входом первого усилителя постоянного напряжения, а выход второго интегратора - с неинвертирующим входом второго усилителя пос1оянного напряжения, кроме того, вьход первого усилителя постоянного напряжения соединен с инвертирующим

axoдом второго усилителя постоянного напряжения, выход которого через нормзльн,. замкнутые контакты соединен с входом запоминающего устройствЂ,à, выход которого через нормально разомкнутые KQHTBKTbl соединен с входом второ.-о l1H"pгратора, выход которогo через нормально разомкнутые

«о:-,такты соединен с входом первогo интегратора, причем инвертирующий вход первого усилителя пос оянного напряжения является входом компенсатсра, а выход первого интегратора выходом компенсатара. i 9)7 4

Изобретение относится к полярографическому анализу и может сыть использовано в пслярографах для определения малых концентраций примесей в веществах нысокой чистоты, например, ме-,одом инверсионной нольтамперсметрии.

Известно устройство для измере-. ния злектрохимических параметров растворов с компенсатороч, выпал- 10 ненным на интеграторе. Величина линейнОГcl кОмпенсирующеГО иГна ла задается изменением Напряжения на входе интегратора Г 1 ), ОднакО ком! .енсатор даннОГО уст 1 ройства не комг енсирует нелинейную составляющую остаточного тока электрохимической .ячейки и, следовательно, обладает невысокой степеньа компенсации. 26

Известен полярограф переменного

-ока, компенсатор которого позволяет компенсировать составляющую остаточного така, зависяшую нелинейно от приложенного к ячейке посгоя-:Hoãî поляризующего напряжения. Компенсатор содержит пассивный делитель„ фазовращаi-ль; разделительный :раис форматор, активный делитель, выполненный на резисторе и полевом тран==исторе, резистор, потенциометры и дифференциальный усилитель постоянг ного тока I

Однако компенсэтор указанного полярографа Hе Обладает нысокой ком35 пенсацией, так ка< не компенсирует временной и температурный дрейф остаточного тока.

Наиболее близким по технической сушиост и к предла гаемому я вляется компенсагор остатзчного тока, содержащий пульт управления и связанные с нич контакт=l, усилители постоянного напряжения, интеграторы, запоминающие устройства, дифференционные усиJiV. TeIll l, КЛЮЧИ .

I ! .Омпенсирующий сигнал в т=-:ком

If компзнсаторе прецставляет собой сумму трех членов ряда Тейлора (, 3), Хотя известный компеисатор и позволяет компенсировать временной и .ечггературный дрейф остаточного тска„ точность компенсации недостаточна„ так как зависит от точности подбона пассивных элементов. Кроме того, -- пр зизнодиые для компенсиру ащего сиг«ла (особенно вторая) получаются с

1 ста т<3i4но большими искаженияч1л, Это обуславливается тем, что дифференцирующие усилители являются уси.пителячи высокочастотнь,х шумов и помех.

Схема компенсатора сложна и трудна в настройке.

Цель изобретения - повышение точности комгенсации Остаточного тока и упрощение схемы.

Поставленная цель достигается теч, что компеисатор остаточногО тОка, содержащий пульт управления и связанные с нлм контакты, усилители постоянно-о напряжения, интеграторы, запоминающее устройство, дополнительно содержит резистивный делитель, причем выходы перво -О и нторого усилителей подсоедин= íû через нормально замкнутые контакты ссот ветственно Bõîäàì первого и второго интеграторов, выход первого интегратора соеди;ен через резистивный делитегь напряжения с инвертирующлм входом первого усилителя постоянного напряжения, а выход второго интегратора — с неиивертирующич входом второго усилителя постоянного напря-, жения, кроме то о, выход первого усилителя постоянного напряжения соединен с инвертирующлм нходоч второго усилителя постоянного напряжения, выход которого через нормально замкнутые контакть: соединен с входом запоминающего устройства, выход которого через нормально разомкнутые контакты соединен с входом второго интегратора„ выход которого через ;êíóòûå контакты соединен с входом первого интегратора, причем иннертирующий вход первого усилителя постоянного напряжения является входом компенсатора, а выход первого интer-pà.гора — вь1ходом компеисатора.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого компеисатора.

Комгенсатор содержит пульт 1 управления, усилители 2 и, интеграторы 4 л 5, .запоминающее устройство

6, контакты /-9.

Компенсатор оаботает следующим образом.

В режимс Настройка" до срабать.-нания контактов 7-9) выходное на, ряжение компеисатора можнО записать и виде, (l,o (г A Ф(!

3 1032 где Н„ — сопротивление резистора 10;

R g — сопротивление резистора 11.

Напряжение на выходе интегратора

5 равно напряжению на входе усилителя 3, так как с выхода интегратора

5 на неинвертирующий вход усилителя

3 заведена 100:6-ная отрицательная обратная связь. Коэффициент переда и запоминающего устройства 6 равен +1, поэтому можно записать: |a

Ц®=u 1„(2; u (+.2=С40 ы„®i () И 4 "s О |ы„®, ()

15 .где u<(t);ub(t); u6(t) — соответственно напряжения на выходах интеграторов

4 и 5 и запоминающего устройства 6;

Вых

U (t) 0 | (t) — соответственны Х но первая и вторая производные выходного напряжения компенсатора;

2 = R С ;.= Р С вЂ” соответственно

4 4 4 6 5

У постоянные вре мени интеграторов 4 и 5;

R ; R — соответственно сопротивления резисторов на входах инте35 граторов 4 и 5;

С ; С вЂ” соответственно емкости интегрирующих конденсаторов интеграторов 4 и 5.

При переходе в режим "Измерение" в момент времени t@ срабатывают контакты 7-9. Выходное напряжение компенсатора можно записать

Ьь!х()=04(о)+ yg (gî)с) +

О/ (4 6 0

1 ((-16 (ой )от о <о

403 4

Подставля выражение (2) в (3), получаем

Bblx |= ьь х(1о|+ " (t-t | +

11 0 (1-т. 2 (4)

0 т. е. компенсирующий сигнал равен сумме трех членов ряда Тейлора независимо от постоянных времени интеграторов.

Нет необходимости в подборе элементов. неточность которых бы снижала точность компенсации. Кроме того, неявный способ дифференцирования (последовательно соединенные и охваченные общей отрицательной обратной связью усилитель и интегратор ) позволяет получать производные без усиления высокочастотных шумов и помех. Точность схемы обусловливается также тем, что функции суммирования, запоминания и интегрирования выполняют интеграторы, т.е. нет лишних преобразований информации, на которых происходит увеличение ошибки. Схема проста, может быть применена не только в постояннотоковых, но и в переменнотоковых полярографах, например, после фазового детектора, возможно применение в автоматических полярографах.

Компенсатор обеспечивает снижение уровня остаточного тока до двух порядков и более.

Применение предлагаемого компенсатора остаточного тока позволяет компенсировать не только величину и линейную составляющую тока электрохимической ячейки, но и составляющую, зависящую нелинейно от развел» ывающего напряжения, а также дрейфовые составляющие остаточного тока, так как он является самонастраивающимся. При этом снижается

-рудоемкость и повышается производительность измерений на полярографах, в которых предлагаемый компенсатор применен, 1032403

Составитель B. Немцев

Редактор А. Лежнина Техред А. Бабинец Корректор В. Гирнвк

Заказ 5395/50 Тйраж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35,, Раушскал наб., д. Ц/5

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