Устройство для измерения плотности тока в электролите Советский патент 1987 года по МПК C25D21/12 

ройство представляет собой релаксационный генератор, вырабатывающий на выходе операционного усилителя

Изобретение относится к гальванотехнике и может использоваться для автоматического измерения плотности тока при нанесении гальванических . покрытий, например при гальванической металлизации печатных плат.

Цель изобретения - повышение помехозащищенности и упрощение устройства.

На фиг.1 представлена схема устройства для измерения плотности тока в электролитеJ на фиг,2 - диаг- . раммы, иллюстрирующие работу устройства.

Устройство является релаксационным генератором, состояпщм из операционного усилителя (OY) 1, и двух бесконтактных магниточувствительных первичных измерительных преобразователей, представляющих собой ,торои- дальные трансформаторы 2 и 3,орасположенные вгальванической ванне параллельно анодам для измерения плотности тока j. Трансформаторы имеют по две обмотки, обмотку питания и обмотку обратной связи. Начало одной обмотки питания и конец другой подключены к выходу (OY) 1. А концы обмоток обратной связи подключены соответственно к неинвертирующему и инвертирующему входам (OY) 1.

Тороидальные сердечники бескон- тактных магниточувствительных первичных измерительных преобразователей устанавливают в гальванической ванне таким образом, чтобы окна этих сердечников бьши параллельны подвеске с деталями. В этом случае часть силовых линий тока по электролиту протекает через окна сердечников и устройство измеряет локальную плотность тока в той части подвески, напротив которой оно установлено.

Устройство работает следующим образом.

1 прямоугольные импульсы с длительностью периода, зависящей от плотности тока в электролите., 2 ил.

6

Через внутренее окно двух тороидальных трансформаторов 2 и 3, расположенных взаимопараллельно, проходит ток пропорциональный площади окна S и плотности гальванического тока j. Этот ток наводит в сердечниках магнитный поток . j 8оц/Е„,,где R - магнитное сопротивление сердечника, определяемое его геометрическими параметрами и магнитной проницаемостью, т.е. наводимый поток прямопропорционален плотности тока в гальванической ванне j.

Обмотки питания и обратной связи трансформаторов 2 и 3 включены на входы (OY) 1 таким образом, чтобы бьша реализована положительная обратная связь. Поэтому, еслина выходе (OY) 1 имеется какое-либо напря0 жение, оно увеличивается до максимальной величины. Под воздействием максимального выходного напряжения в трансформаторах Начнет линейно расти поток (фиг.2). Из-за разного

5 включения питающих обмоток направления наведенного магнитного потока в сердечниках будут различны. Так, например, в сердечнике трансформатора 3 изменяющийся поток в началь0 ный момент времени будет совпадать с измеряемыми потоком ф; и будет суммироваться с ним, а в сердечнике первого трансформатора 2 изменяющийся поток и измеряемый поток будут

35| вычитаться, так как не совпадают по направлению. Сердечники трансформатора выполнены из ферромагнитного материала с прямоугольной петлей пе- ремагничивания (например, из перма0. лоя или феррита), т.е. при изменении магнитного потока по модулю от О до (поток насыщений) магнитную проницаемость сердечника можно считать неизмененной, а при достижении сум45 марного потока величины насыщения i/ Pg/ магнитная; проницаемость резко уменьшается. В момент времени, когда суммарный поток Р, достигает / / из-за резкого уменьшения магнитной проницаемости уменьшается напряжение обратной связи, что приводит к уменьшению напряжения на выходе OY, а следовательно, и магнитных потоков в сердечниках трансформаторов. Это вызовет изменение знака напряжения на выходных обмотках и еще большее падение напряжения на выходе OY. Продесс начинает носить лавинообразный характер (блокинг-продесс) и приводит к перебрасыванию OY, на выходе меняется знак выходного напря- жения. Потоки в сердечниках начинают линейно убывать. Операционный усилитель переключится как только в сердечнике другого трансформатора- поток 2. достигнет по модулю значе- НИЛ -насыщения , Таким образом, устройство представляет собой релаксационный генератор, вырабатывающий на выходе OY прямоугольные импульсы с длительностью периода Т. Длитель- ность периода генерируемых импульсов Т можно определить из соотношения:

(g SOKJ/U/P M

ф, )/U 4W- Pg/U-4Wx

где и - максимальное выходное напряжение;

W - число витков первичной обмотки.

Следовательно, длительность периода следования импульсов выходного сигнала линейно зависит от плотности тока в электролите.

Технико-экономический эффект применения предлагаемого устройства по сравнению с известным заключается в повышении помехозащищенности, упрощении согласования с вычислительной

5 0 5

0

5

0

машиной и упрощении устройства для измерения плотности тока в электролите, при сохранении точности. Повышение помехозап;ищенности и упрощение согласования с вычислительной машиной достигается за счет того, что устройство представляет собой релак- сационныгЧ генератор, вырабатывающий на выходе (OY) 1 прямоугольные импульсы, длительность Т которых линейно зависит от П.Г1ОТНОСТИ тока в электролите. Упрощение предлагаемого устройства по сравнению с известным достигается за счет того, что в нем отсутствуют один операционный усилитель, источник стабилизированного переменного тока, компаратор тока, дополнительные обмотки обратной связи на сердечниках преобразователей, присутствующие в прототипе.

Формула изобретения

Устройство для измерения плотности тока в электролите, содержащее два бесконтактных магниточувствтстель- пых первичных измерительных преобразователя с обмотками питания и обратной связи.и операционный усилитель, отличающееся тем, что, с целью повьт ения помехозащ -ш1;енности и упрощения устройства, обмотка питания одного из указанных преобразователей подсоединена к выходу операционного . усилителя началом, другого- концом, а конец обмотки обратной связи одного из преобразователей подсоединен к неинвертир тощему входу операционного усилителя, а другого - к инвертирующему входу, другие концы обмоток питания и обратной связи заземлены, причем выход операционного усилителя является выходом устройства .

to. 2

Редактор И.Сегляник

Составитель А.Абросимов Техред М.Ходанич

Заказ 6118/28 Тираж 613Подписное

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

Корректор А.Обручар