Цифровой кондуктометрический мост Советский патент 1989 года по МПК G01R17/10 

LJr

t5

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения электрической проводимости растворов электролитов, в частности для контроля концентрации растворенных в воде содей.

Цель изобретения - повышение точ- ности измерения электрической проводимости электролитов за счет исклю чения погрешности от неинформативного параметра.

На чертеже представлена структурная схема измерительной цепи устройства.

Схема содержит генератор 1 с подключенным к нему датчиком 2 электрической проводимости и первым делителем 3 напряжения, блок 4 делителей напряжения, содержащий п дополнитель- 20 ных делителей напряжения, блок 5 образцовых мер 5.1-5.n (R1 ,R2,...,Rn), включенные между соответвтующими делителями напряжения и датчиком электрической проводимости, термометричес- 25 кий мост 6, подключенный к выходу генератора, ключ 7, неподвижные контакты которого подключены к выходу , датчика электропроводности и термометрического моста, ключ 8, неподвижные контакты которого подключены к входам управления первого делителя напряжения и ко всем входам управления дополнительных делителей напряжения и термометрического моста, а между подвижными контактами ключей 7 и 8 включен детектор 9 равновесия.

Устройство работает следующим образом.

Ключи 7 и 8 переключают синхронно. Ключ 7 подключает выход термометрического моста б к детектору 9 равновесия. При достижении равновесия термометрического моста 6 получают на его управляющей шине код тем- пературы. Далее ключи 7 и 8 переключают в другое состояние и с помощью детектора 9 равновесия уравновешивают кондуктометрический мост. Напряжение генератора 1 прикладывается к датчику электропроводности, на выходе которого формируется ток, пропорциональный электропроводности пробы воды. Этот ток вычитается из образцового, имеющего две составляющие, одна, полученная при помощи делителя 3 напряжения и меры 5.1, другая при помощи блока 4 делителей напряжения и мер 5.2-5.п.

10

30

35

40

50

55

Так как на управляющие шины делителей напряжения подан код температуры, то напряжение на выходе каждого из делителей напряжения будет пропорционально температуре соответствующей степени.

Значения Hi ,R2 ,R3 ,... ,Rn определяются коэффициентами а

в уравнении

о

li

а-о+

a,t

azt4 +

ast

t5

+...+ ant

где g(t) - электрическая проводимос

раствора электролита. При использовании только одного дополнительного делителя напряжения погреганость измерения устройства равна

,з

Јg a.uto гц

йуЬЛГ

+ &2&t

если погрешность дополнительного делителя напряжения оп, 10 , а диапазон изменения температуры At 2°С, то rfR 4,8-10-.

При использовании двух дополнительных делителей напряжения я; a,At сГп,, + а2д tl S пг + a34t , при условии, что погрешность второго дополнительного делителя напряжения сГпг 1(Т2 , то (5g 5 tl CT .

Из примера видно, что при использовании всего двух дополнительных делителей напряжения не очень точных (tfn , Јпг 1(Г2) погрешность измерения в том же температурном диапазоне по сравнению с прототипом снижена более, чем в 100 раз, и составляет 0,005%. Для двух дополнительных делителей напряжения и At 10еС 5g 0,1%. Добавив третий дополнительный делитель напряжения (ЗП3 10) эту погрешность можно уменьшить до величины cfg 0,03%.

Дополнительным преимуществом измерительной цепи является простота настройки температурной коррекции, обусловленная тем, что температурные коэффициенты в образцовом плече - расчетные и определяются мерами 5.1, ..., 5.п. Поэтому при серийном производстве для наладки всего кондуктометра не требуется большое количество дорогостоящей стандартной морской воды.

Формула изобретения

1. Цифровой кондуктометрический мост, содержащий генератор, выход которого соединен с первой клеммой для подключения вывода датчика электрической проводимости и с входом делтеля напряжения, и детектор равновесия , отличающийся тем, что, с целью повыиения точности измерения, в него введены термометру ческий мост, блок образцовых мер и блок дополнительных делителей напряжения, вход которого подключен к выходу делителя напряжения, при этом входы блока образцовых мер соединены с соответствующими выходами блока дополнительных делителей напряжения, вход управления которого соединен с входом управления термометрического моста и первым неподвижным контактом первого ключа, второй неподвижный контакт которого соединен с входом управления делителя напряжения, а подвижный контакт первого ключа соединен с выходом детектора равновесия, вход которого соединен с подвиж ным контактом второго ключа, первый неподвижный контакт которого соединен с выходом блока образцовых мер и с второй клеммой для подключения вывода датчика электрической проводимости, а второй неподвижный контакт - с выходом термометри- ческого моста, вход которого соединен с выходом генератора.

2. Мост по п.1, отличающийся тем, что блок дополнителъных делителей напряжения состоит из п последовательно соединенных дополнительных делителей напряжения, каждый из которых выполнен в виде последовательного соединения цифроаналоговых преобразователей и опера- - ционного усилителя, причем вход первого дополнительного делителя напряжения соединен с входным зажимом, входы управления цифроаналогового

преобразователя каждого делителя напряжения соединены с входом управления блока дополнительных делителей напряжения, а выходы операционных усилителей - с соответствующими выходами блока дополнительных делителей напряжения, блок образцовых мер выполнен в виде резисторов, первые выводы которых соединены с соответствующими входами блока образцовых мер, а вторые выводы объединены и соединены с выходом блока образцовых мер.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения электрической проводимости растворов электролитов, в частности для контроля концентрации растворенных в воде солей. Цель изобретения - повышение точности измерения электрической проводимости электролитов - достигается путем исключения погрешности от неинформативного параметра. Цифровой кондуктометрический мост содержит генератор 1, датчик 2 электрической проводимости, делитель 3 напряжения, блок 4 делителей напряжения, блок 5 образцовых мер 5.1-5.N, термометрический мост 6, ключи 7 и 8, детектор 9 равновесия. Поставленная цель достигается в результате введения термометрического моста, блока образцовых мер и блока дополнительных делителей напряжения. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.