Устройство для потенциометрических измерений Советский патент 1986 года по МПК G01N27/56 

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для определения активности ионов в растворах, и может быть использовано в медицине, биологии и других отраслях науки и техники.

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет компенсации отклонения координат изопотенциаль- ной точки электродной системы от но- |МИнального значения.

На чертеже приведена функциональ- }1ая схемд устройства.

Устройство содержит входной усилитель 1, первый делитель, состоящий из резисторов 2 и 3, первый регулируемый источник смещения 4, второй делитель, состоящий из резистора 5 и терморезистор 6, сумматор, второй регулируемый источник смещения 8, выходной усилитель 9.

Входной усилитель 1 с первым делителем, состоящим из резисторов 2 и 3, выполнен на основе усилителя охваченного последовательной отрицательной обратной связью по напряжению, что обеспечивает высокое входное,сопротивление устройства.

Выходной усилитель выполнен по типовой схеме с регулируемым коэффициентом усиления и представляет собой операционный усилитель охваченный отрицательной обратной связью, функциональным элементом которой является переменный резистор, дл регулировки коэффициента усиления,

Устройство работает следующим образом.

Сигнал Ej(. электродной системы подключается между входом входного усилителя 1 и средней точкой первох о резистивного делителя. Делитель, состоящий из резисторов 2 и 3, формирует напряжение обратной связи и определяет коэффициент передачи входного преобразователя

ROC

R.+ R

(1)

ос

где R и R

- соответственно резистор 2 и резистор 3 первого делителя. Далее напряжение U , с выхода усилителя 1, равное по величине ЭДС зЛектродной системы Е, поступает на вход сумматора 7, на второй вход которого поступает напряжение термокомпенсации и, со средней.точки втоpdfo делителя, состоящего из резистора 5 и терморезистора 6.

Напряжение U. формируется из входного сигнала следующим образом. Регулируемым источником 4 смещена компенсируется часть сигнала выходного преобразователя, соответствующая ЭДС изопотендиальной точки Е

10 и +

X

ЕЙ

ЕХ+ Е -(S,, + oftp) (рН-рН)

где Е , мВ, рН и рН

С 9

мВ рН

координаты изопотенциаль- ной точки; температура контролируемого р-ра;

крутизна характеристикиэлектродной системы при температуре

. мВ

fpfT

OP f

раствора

t

TeMnepaTypjjbm коэффициент изменения крутизны характеристики электродной системы.

Изменение величины терморезистора 6 от температуры контролируемого раствора приводит к изменению ко- эффициента передачи К второго делителя. При этом, функциональная зависимость коэффициента передачи К., второго делителя от температуры контролируемого раствора задается следующим выражением

К

0(.t

а 5„+Ы1

(3)

45

С учетом выражений (2) и (3) величина напряжения термокомпенсации

и.

имеет вид

50

ТТ fP 4J U +

ЕИ)К (pH-pH«) (4)

На выходе сумматора 7 формируется -напряжение U, равное разности нап- ряжений на его входах

55

к,

Е, - и S(pH-pH) (5)

При помощи второго регулируемого источника 8 смещение к сигналу со

схемЁ термокомпенсации алгебраически суммируется постоянное напряжение для установки .соответствия ЭДС электродной системы в начале диапазона измерения выбранному начальному уров ню выходного сигнала (начало шкалы рН) .

Выбором коэффициента передачи выходного усилителя 9 устанавливается сдответствие ЭДС электродной системы в конце диапазона измерения рН выбранному конечному уровню выходного сигнала (конец шкалы рН).

В случае отклонения координата изопотенциальной точки от номиналь- ного значения погрешность, связанная с ЭТИМ п араметром, в предлагаемом устройстве определяется следующим соотношением

(6)

где л Е - отклонение от номинального значения.

По сравнению с известным устройст- вом, в котором аналогичная величина равна

4Е

ИГР

Й.

So +ottp

погрешность в предлагаемом устройстSве может быть снижена в -- раз

. р

ор И.Сегляник 5222/43

Составитель Д.Громов Техред Л.Олейник

Кор Под

Тираж 778 ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4

- s to

t5

20

- 25

30

и для типичных параметров электродов составляет 900%.

Формула изобретения

Устройство для потенциометричес- ких измерений, содержащее входной усилитель, выход которого подключен через первый резистивный делитель к общей шине питания, второй резистив- ньш делитель, одним из элементов которого является терморезистор, первый и второй регулируемые источники смещения, отличающееся тем, что, с целью повьщ1ения точности .измерений за счет компенсации отклонения координат изопотенциальной точки электродной системы от номинального значения, устройство дополнительно снабжено сумматором, первый вход которого соединен t выходом входного усилителя, а второй вход подключен к средней точке второго ре- зистивного делителя, выход входного усилителя соединен через первый ре- гулируемь1й источник смещения с входом второго резистивного делителя, терморезистор которого подключен, к общей шине питания, выход сумматора подсоединен через второй регулируемый источник смещения к входу выходного уселителя, выход которого является выходом всего устройства.

Корректор М.Самборская Подписное

Изобретение относится к области измерительной техники, предназначено для определения активности ионов в растворах и может быть применено в микробиологии, биохимии, медицине и других отраслях-народного хозяйства, где требуется высокая точность измерений. Цель изобретения - повышение точности измерения в широком диапазоне температур контролируемой среды за счет уменьшения погрешности, возникающей из-за отклонения координат изопотенциальной точки электродной системы от номинального значения. Устройство содержит вхбдной усилитель 1, первый делитель, состоящий из резисторов 2 и 3, первый регулируемый источник смещения 4, второй делитель, состоящий из резистора 5 и термозависимого резисто- .раб, сумматор 7, второй регулируе- мый источник смещения 8, выходной усилитель 9. Входной усилитель 1 с первым делителем, -состоящим из резисторов 2 и 3,, выполнен на основе усилителя, охваченного последовательно отрицательной обратной связью по напряжению, что обеспечивает высокое входное сопротивление устройства. Новым является то, что в устройство введен сумматор 7 и основной регулируемый источник напряжения , который включен последовательно в цепь второго делителя. 1 ил.