Измеритель комплексных сопротивлений электрохимических систем

Измеритель комплексных сопротивлений электрохимических систем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Социалистических изов итЕНИЯ

684465

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22)Заявлено 23.12.74 (21) 2091136/21 с присоединением заявки М (23) Приоритет (53)M. Кл.

9 01 М 27/00

ГфсударствллаФ юарт

СССР в делам мзабретенмй и еткритай

Опубликовано pg,p9.79. Бюллетень М 33

Дата опубликования описания 08,09.79 т,53) УДК 621.317, . 33(088.8) (72) Авторы изобретения

С. П. Новицкий и И. И. Буренков

Институт физико-химических основ переработки минерального сырья Сибирского отделения

АН СССР (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ КОМПЛЕКСНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Изоб етекие относится к электроиз» мерительной технике, может быть использовано для чэучения свойств электрохимичес х и х с исте м.

Известны измеря.;" ли комплексных

S сопротивлений электрохимических систем с одновременным заданием фиксированных значений потенциала исследуемого электрода, представляющие собой сочетание моста переменного тока с ручным уравновешиванием и устройства задания потенциала исследуемого электрода.

Известны измерители комплексных сопротивлений электрохимических систем, содержащие источник гармонических сигналов, программируемый задатчик постоянного напряжения, последовательно соединенные повторитель напряжения и блок фазовых детекторов, преобразователь напряжения в ток, состоящий из замкнутых в кольцо сумматора, образцового резистора, повторителя напряжения и фазоинвер тора.

Известные измерители характеризуются невысокой точностью измерения.

Цель изобретения - повышение точности измерения - достигается тем, что в измеритель комплексных сопротивлений электрохимических систем, содержащий источник гармонических сигналов, программируемый эадатчик постоянного напряжения, последовательно соединенные повторитель напряжения и блок фазовых детекторов, преобразователь напряжения в ток, состоящий иэ замкнутых в кольцо сумматора, образцового резистора, повторителя напряжения и фазоинвертора, введены блок автоматического регулирования потенциала исследуемого электрода, второй преобразователь напряжения в ток, идентичный первому, сумматор и измерительное устройство. Вход второго преобразователя напряжения в ток через блок автоматического регулирования потенциала исследуемого электрода подсоединяют к сравнивающему и исследуемому электродам электрохимической ячейки, а

684465 з выход - к токовым зажимам вспомогательного и исследуемого электродов, выходы сумматора и фвзоинверторв второго преобразователя соединены со входа» ми сумматора, который подключен к измерительному устройству.

Блок автоматического регулирования потенциала йсследуемого электрода обра» зован последовательно соединенными уси лителем напряжения, сумматором, фильт- i0 ром нижних частот, tIoBTopNTeneM напряжения и программируемым задатчиком постоянного напряжения, который соеди нен с одним из входов сумматора.

Нв чертеже представлена структурная 15 электрическая схема измерителя комплексных сопротивлений.

Преобразователи напряжения в ток 1 и 2 состоят каждый из замкнутых в кольцо сумматоров 3 и 4, обрвзцовык резис» 20 торов 5 и 6 с номинальными сопротив лениями 5i,® и Р, повторителей напряжения 7 и 8, фазоинверторов 9 и 1 О. Вход преобразователя 1 подсоединен к источнику гармонических сигналов 11, а выход через двухэкранный кабель 12 подключают к токовым зажимам 13 и 14 вспомогательного 15 и исследуемого

16 электронов электрохимической ячейки 17.: К потенциальным зажимам 18 и

1 9 этих электродов через двухэкрвнный кабель 20 подключен повторитель напряжения 21, соединенный с блоком фазовых детекторов 22, Вход преобразователя 2 через блок 23 автоматического регулиро- 55 вания потенциала исследуемого электрода и двухэкранный кабель 24 подключают к сравнивающему 25 и исследуемому 16 электродам. Выход преобразователя 2 через двухэкранный кабель 26 подсоединен

40 к токовым зажимам 27 и 14 вспомогательного 28 и исследуемого 16 электродов. Вспомогательный электрод 28 отделен от остальных электродов ячейки 17

45 пористой диафрагмой 29, препятствующей прохождению продуктов реакции из одного объема ячейки в другой. К выходам сум матора 4 и фвзоинвертора 10 подключен сумматор 30, соединенный с измеритель» ным устройством 31. Елок 23 состоит

50 из последовательно соединенных повторителя напряжения 32, сумматора 33, к одному из входов которого подключен программируемый эадатчик постоянного

55 напряжения 34, фильтра нижних частот

Q5 и усилителя напряжения 36.

Измеритель работает следующим образом.

Преобразователь 1 преобразует напря жение 0 источника 11 в ток j, рввК1 ный — Оо где К1» коэффициент передвМ

S чи сумматора 3 по напряжению.

В результате прохождения тока через ячейку 17 напряжение нв входе кабеля 20

Ц„= Т„z. прямо пропорционально комплексному сопротивлению Z> ячейки. Напряжение ц

4 через повторитель 21 поступает в блок фазовых детекторов, на выкоде которого получают действительную и мнимую составляющие напряжения, нормированные в размерности сопротивления.

Разность потенциалов между исследуемым 16 и сравнивающим 25 электродами поступает нв один из входов сумматора 33, нв второй вход которого подается отрицательное напряжение с звдвтчикв

34. Выходное напряжение сумматора

33, равное разности входных напряжений, через фильтр 35, исключающий прохожценив переменной составляющей напряжения, обусловленного протеканием через. ячейку тока ?.„, и усилитель 36 подается нв преобразователь 2, нв выходе которого ток

К2 (1) где Кй- коэффициент передачи сумматора 4 по напряжению 0 ; () - напряжение на выходе усилителя 36.

Ток 7. протекая .через участок ячейки между вспомогательным 28 и исследуемым 16 электродами, создает требуемую поляризацию исследуемого электрода относительно сравнивающего.

Из уравнения (1} следует, что при

К,»

-=COt18trv». поляризации можно непосредственно отсчитывать по напряжению

UgПреимущества описанного измерителю в) возможность изучения поведения электрода в переменном электрическом поле цри регулировании потенциала электрода (продукты реакции, образующиеся на вспомогательном электроде, не эр1ЙМ» на исследуемый электродный процесс); б) независимость измерения комплекс ного сопротивления электрода и тока поляризации в) безопасность эксплуатации (благодаря отсутствию цепей развязки постоянного и переменного токов выходное напря5 684465 жение поляризации, формируемое на выхо- эл де второго преобразователя напряжения же в ток, не превышает 12 в); то г) потребляемая мощность 20 вт, вх вес 10 кг;

5 в

a) возможность автоматизации изме- ли рени й.

Формула изобретения

1, Измеритель комплексных сопротивлений электрохимических систем, содержащий источник гармонических сигналов, программируемый задатчик постоянного напряжения, последовательно соединенные повторитель напряжения и блок фазовых детекторов, преобразователь напряжения в ток, состоящий из замкнутых в кольцо сумматора, образцового резистора, повторителя напряжения и фазоинвертора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены блок автоматического регулирования потенциала исследуемого ектрода, второй преобразователь напряния в ток, идентичный первому, суммар и измерительное устройство, при этом оц второго преобразователя напряжения ток через блок автоматического регурования потенциала исследуемого электроца поцсоециняют к сравнивающему и исследуемому электродам электрохимической ячейки, а выхоц - к токовым за10 жимам вспомогательного и исследуемого электродов, выхоцы сумматора и фазоинвертора второго преобразователя соецинены со вхоцами сумматора, который подключен к измерительному устройству.

2. Измеритель по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что блок автоматического регулирования потенциала исследуемого электрода образован последова20 тельно соециненными усилителем напряжения, сумматором, фильтром нижних частот, повторителем напряжения и программируемым задатчиком постоянного напряжения, который соецинен с одним

25 из входов сумматора.

684465

Составитель А. Рассмотров

Техред 3. Фанта Корректор Н. Стец

Редактор Б. Федотов

Филиаа ППП Патент, г. жгород, ул. Проектная, 4

Заказ 5279/39 Тираж 10 0 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушскан наб„д. 4/5