Компенсатор остаточного тока Советский патент 1984 года по МПК G01N27/48 

.

Изобретение отворится к измерительной технике, предназначено для компенсации остаточного тока в полярографах и может быть использовано в химических отраслях промьшшенности.

Известно устройство для измерения электрохимических параметров растворов с компенсатором, выполненным на интеграторе. Величина линейного компенсирующего сигнала задается изменением напряжения на входе интегратора ll.

Недостатки такого компенсатора заключаются в том, что он не компенсирует нелинейную составляющую остаточного тока электрохдашческой ячейки и обладает невысокой степенью копенсации.

Известен полярограф, нелинейный компенсатор которого содержит сумматоры, интеграторы, запоминающие устройства, дифференциирующие блоки ключи и устройство управления 2j . К недостаткам указанного компенсатора относится невысокая эффективность компенсации, связанная с погрешностями при подборе постоянных времени дифференцирующих блоков, интеграторов и коэ(М)Ициентов суммирования сумматоров, а также возможность искажения значений производных компексиругацего сигнала, так как дифференцирующие блоки являются усилителями высокочастотных шумов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является компенсатор автоматического постоянно-токового полярографа, содержащий три усилителя постоянного тока, инвертирующий вход первого из которых является входом всего устройства, выходы всех трех через нормально замкнутые контакты трех ключей соединены с входами трех интеграторов, а инвертирующие входы второго и третьего усилителей соединены соответственно с выходами первого и второго усилителей и устройство управления, связанное с управляющими входами трех ключей, при этом выход первого интегратора соединен через резистивный делитель с инвертирующим входом первого усилителя и является выходом всего устройства, а выходы второго и третьего интеграторов соединены

202322

соответственно с неинвертирующими входами второго и третьего усилителей и с чормально разомкнутыми контактами первого и второго клю5 чей.

Известный компенсатор компенсирует нелинейную и дрейфовую составляющие остаточного тока без подбора постоянных времени интеграторов .з.

10 Известный компенсатор характеризуется недостаточно высокой сте.пенью компенсации, так как компенсирующий сигнал задается в виде ряда Тейлора, при определении котоfS рого не удается получить значение третьей производной с вьюокой точностью.

Цель изобретения - повьшение точ ности компенсации остаточного тока.

20 Поставленная цель достигается тем, что компенсатор остаточного тока, содержащий три .усилителя постоянного тока, инвертируюпщй вход первого усилителя является входом

25 всего устройства, выходы всех трех через нормально замкнутые контакты трех ключей соединены с входами трех интеграторов, а инвертирующие входы второго и третьего усилителя

Q соединены соответственно с выходами первого и второго усилителей, и устройство управления, связанное с управляющими входами трех ключей, при этом выход первого интегратора соединен через резистивный делитель с неинвертирующим входом первого усилителя и является выходом всего устройства, а выходы второго,и третьего интеграторов соединены соответственно с неинвертируюпдами входами второго и третьего усилителей и с нормально разомкнутыми контактами первого и второго ключей, снабжен выпрямителем, которого соединен с входом запоминающего устройства, а выход запоминающего устройства через резистор и нормально разомкнутый контакт дополнительного ключа связан с входом третьего интегратора, причем управляюп(ий вход дополнительного ключа соединен с устройством управления, а вход выпрямителя - с неинвертирующим входом третьего усилителя.

5 При этом достигается более точный учет зависимости второй производной выходного напряжения компенсатора, значение которой в общем 3 случае не является постоянной величиной. На чертеже показана схема предлагаемого устройства. Компенсатор содерзкит устройство 1 управлейия, усилители 2-4, выходы которых через нормально замкнутые контакты ключей 5-7 соединены с вхо интеграторов 8-tO, дополнитель ный ключ 11, вьтолненный с возможностью соединения последовательно соединенных вьшрямителя 12, запоминающего устройства 13 и резистора 14 с входом третьего интегратора 10 Неинвертирующий вход первого усилителя 2 связан через делитель, образованный резисторами 15 и 16, с выходом первого интегратора 8. Сигнал с устройства 1 управления поступает.на управляющие входы .ключей 5-7 и 11. Компенсатор работает следующим образом. В режиме Настройка (до срабатывания контактов ключей 5-7 и 11) выходное напряжение ксмпенсатора можно представить в следующем виде: 4bult) U(tv(-|f.), (1) где R.r - сопротивление резистора Е„ - сопротивление резистора 1 При переходе в режим Измерение в 1 змент времени tg срабатывают кон такты ключей 5-7 и 11. Если бы не было цепочки из вьтрямителя 12, запоминающего устройства 13, резистора 14 и ключа 11, то выходное нап ряжение компенсатора можно записать U8b.Klb)U8bix(to) + U-tol te., 32 где Uj(,|,(te) и Ugjji О Соответственно пер-, вая и вторая производные выходного напряжения компенсатора, пропорционального остаточному току, в момент времени tg. Из выражения (2) следует, что вторая производная в течение времени измерения неизменна по своей величине, что не соответствует в общем случае действительности и приводит к росту погрешности измерения, так как указанная величина зависит от потенциала, который, в свою очередь, связан с достаточным током экспоненциальной зависимостью. С учетом наличия дополнительных элементов 11-14 в момент tff при переходе в режим Измерение при любой полярности выходного напряжения интегратора 10 запоминающее устройство 13 запоминает значение, равное модулю указанного напряжения. Так как в момент времени t до конца измерения контакты ключа 11 замкнуты, то выходное напряжение интегратора 10 изменяется линейно во времени, причем скорость изменения пропорциональна значению выходного напряжеНИИ интегратора 10 в момент времени tjj, которое хранится в запоминающем устройстве. Таким образом, в предложенном компенсаторе вторая производная напряжения, пропорциональная остаточному току, аппроксимируется линейно изменяющимся во времени напряжением, что позволяет реальное изменение компенсируемой величины. Это приводит к увеличению точности компенсации остаточного тока с помощью предложенного техническоГО решения по сравнению с известным.

КОМПЕНСАТОР ОСТАТОЧНОГО ТОКА, содержащий три усилителя постоянного тока, инвертирующий вход первого из которых является входом всего устройства, выходы всех трех через нормально замкнутые контакты трех ключей соединены с входами трех интеграторов, а йнвертируншше входы второго и третьего усилителей соединены соответственно с выходами первого и второго усилителей, и устройство управления, связанное с управляющими входами трех ключей, при этом выход первого интегратора соединен через резистивный делитель с неинвертирующим входом первого усилителя и является выходом всего устройства, а выходы второго и третьего интеграторов соединены соответственно с неинвертирующими входами второго и третьего усилителей и с нормально разомкнутыми контактами первого и второго ключей, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности компенсации остаточного тока, он снабжен выпря(П мителем, выход которого соединен с входом запоминающего устройства, а выход запоминающего устройства чег о рез резистор и нормально разомкнутый контакт дополнительного ключа с входом третьего интегратора, причем управляющий вход дополнительноГО го ключа соединен с устройством о управления, а вход выпрямителя - с N9 неинвертирующим входом третьего :с о усилителя.