Измеритель комплексных проводимостей

Измеритель комплексных проводимостей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН НЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 5 1 3 3 2 6И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ =787 (61) До пол и ит ел ьное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.10.74(21) 206501 о,2 З. о с присоединением заявки №. (23) Приоритет (51) .Ч. Кл, 6О1Н 27/ОО

Государственный комитет

Саавта Иинистроа СССР оо делам изобретений и открытий (43) Опубликовапо05.05. 76,Бюлле;нь ¹ i7 (53) УДК 621 317 33 (45) Дата опубликования описания 28,.05,76 (72) Авторы изобретения

С. П. Новицкий, Б. И. Кензин и И, И., Буре хов

Институт физико-химических основ переработки минерального сырья СО АН СССР (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ КОМПЛЕКСНЫХ ПРОБОДИМССТЕЙ

Изобретение относится к электроизмери- тельной технике и может быть использовано для электрохимических исследований.

Известен измеритель комплексных провбдимостей, содержащий электрохимическую 5 ячейку, источники задающих напряжений, фазовращатель, блок фазовых детекторов, повторитель, сумматор, усилитель, устройства сравнения и индикации.

Однако этот измеритель при узкой поло- 10 се пропускания усилителя имеет низкую скорость отработки заданного потенциала ис,:следуемого электрода. При широкой полосе пропускания и коэффициенте усиления сигнала рассогласования более 10з измеритель, нагруженный на электрохимическую ячейку (объект с комплексной проводимостью), работает неустойчиво (самовозбуждается), вследствие чего не обеспечивает высокой точности поддержания потенциала исследуемого электрода относительно потенциала электрода сравнения. Кроме того, диапазон рабочих частот и измеряемых комплексных проводимостей измерителя сильно ограничен из-за влияния паразптных емко =тей масштаб-®

1 ного делителя тока ss дифференциального усилителя, включенных между усилителем сигнала рассогласования и электрохимической ячейкой.

Целью изобретения является повышение точности поддержания задаваемого по прот рамме эксперимента потенциала исследуемого электрода и расширение диапазона скорос-= тей изучаемых реакций, рабочих частот и измеряемых комплексных проводимостей, Указанная цель достигается тем, что измеритель снабжен преобразователем напряжения в ток, выход которого соединен . с электрохимической ячейкой, а вход - с выходом усилителя напряжения рассогласования и сигнальным входом блока фазовых дете кторов.

На чертеже приведена электрическая ма измерителя.

Злектрохимическая ячейка 1 выполнена в виде кюветы с электролитом, в который погружены исследуемый 2, вспомогательный 3 и сравнивающий 4 электроды. Вспомогателы ый электрод 3 через преобразова тель напряжения в ток 5 и усилитель спгнала рассогласования 6 подключен к выхо- tt ду устройства сравнения 7. Один вход это-, го устройства через сумматор 8 подключен к источникам гармонического 9 н программнэ-изменя1ешегося 10 напряжений, а вто рой вход через повторитель налряження 11l соединен со сравнивающим электродом 4.

Блок фазовых детекторов 12 состоит из измерителя постоянной составляющей и фаэо- чувствительных детекторов синфазной и ква- 34 дратурной составляющих входного напряжения.

Сигнальный вход 13 блока фазовых детекторов через ключ 14 может. быть подсоединен ко входу измерительного преобразователя 5 или к выходу повторителя напряжений 11. И1

Опорный вход 15 фазовых детекторов синфазной составляющей подключен к генератору гармонических колебаний непосредствен, но, а опорный вход 16 фазового детектора квадратурной составляющей - через фотовра щатель 17, поворачивающий фазу напряжения источника 9 на 90о, Выходы блока фа- эовых детекторов 12 подсоединены к ус ройству индикации 18.

Устройство работает следующим образом.

Непрерывно на выходе сумматора 8 напряжение равно о,=и, о, +к„о„=и,.и„, где К ц М1О -соответственно коэффициенты передачи сумматора 8 для налряжений1 g И источников 9 и 10; U = Х -U и Д во

k Ъ о- значения переменной и постоянной составляющих напряжения U . Разность потенциалов ЬМ исследуемого 2 и сравнивающего 4 электродов находится в устройстве сравнения 7. Напряжение разбаланса U формируемое на выходе устройства сравнения

7, усиливается по амплитуде усилителем 6, а затем в измерительном преобразователе 5 преобразуется в ток1 .

5- . Г, t äe Ug, - напряжение на входе преобразователя 5; Х5и К -коэффициенты передач соответственно измерительного преобразователя

5 и усилителя 6. Разность потенциалов b% связайа с напряжением 011 следующим соотнес--1 шением:

ЛеВЭ 11ÍËß ПРЕтЕКаНИЕМ ЧЕРЕЗ ил ИКУ тОКа комплексная лроволим есть 1 раннцы

51 ЯисснеД емый электрод - электролит.

Црн К МООнК . Угч>10 84 1, и значе- ния лостояннон составляющей тока ячейки я комплексной проводимости границы исследуе мый электрод — электролит можно непосредственно отсчитать ло результатам измерений напряжения 06.

Постоянная составляюшая тока ячейки

I © и комплексная проводимость границы исследуемый электрод - электролит Щ, определяется из следующих уравнений: 5о 5 6о к v f

Ц a% где 150, Ugg g 1 5 I g — соответст венно постоянные и переменные с оставляющие тока I5 и напряжения U; b × вЂ” переменная составляющая разности потенциалов;, Пренебрегая в последнем уравнении погреш» костью статизма при установке h, 9 получают

У Здрав = " " =К11,, (Д) 4 Ug к Uó где k = + 51Ê U — Co"Qti, Из уравнений (1) и (2) видно, что постоянная сос-: тавляющая тока ячейки и комплексная про водимость границы исследуемый электродэлектролит прямо пропорциональны соответ ственно постоянной и переменной составляющим напряжения Ц.

Если сигнальный вход 13 блока фазовых детекторов 12 подсоединен ко входу измерительного преобразователя 5, то измеряется постоянная составляющая тока ячейки и комплексная проводимость исследуемой электродной границы, а в случае подсоединения сигнального входа 13 к выходу повторителянапряжения 11 измеряются постоянная и переменная составляющие разности потенциалов исследуемого электрода 1

2 и электрода сравнения 4, ф Ф ормула изобретения дт= и,(- б) где Е - погрешность статиэма .прй регул Фо" вайии разности потенциалов b9 равная дну Ы

Д 1р-Д1, Д1ЦК, К, 1„.

В последнем уравнении

ЬtP =6IPp+ЬVI . bey и b,Ð,— соответс твенно разности потенциалов: равновесная (в отсутствии внешнего тока) и обус- Ю

Измеритель комплексных проводимостей, содержащий электрохимическую ячейку, источники задающих напряжений, фазовраша- 1 тель, блок фазовых детекторов, повторитель, сумматор, усилитель, устройства сравнения и индикации, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности поддержания задаваемого по программе

13320

Составитель В. Скоробогатова

Редактор Т, Орловская Техред M. Ликович Корректор А. Лакида

Заказ 1043/55 Тираж 1 1029 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

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

6 !. эксперимента потенпияла исследуемого электрода и расширения диапазонов скоростей изучаемых реакций, рабочих частот и измеряемых комплексных проводимостей, он снабжен преобразователем напряжения в ток, выход которого соединен с электро химической ячейкой, а вход - с выходом усилителя напряжения рассогласования и сигнальным входом блока Фазовых детекторов,