Измерительный преобразователь комплексная проводимость-напряжение Советский патент 1976 года по МПК G01P27/00 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

КОМПЛЕКСНАЯ ПРОВОДИМОСТЬ - НАПРЯЖЕНИЕ

Изобретение касается измерения параметров комплексных эпектрических величин и может быть Использовано преимуществен но в биологии и электрохимии. Известен иамерите/тьный преобразователь комплексная проводимость - напряжение, содержащий электрохимическую ячейку имеющую исследуемый, сравнивающий и вспомогательный элекч-роды, задатчики поляризуюгцего и гармонического напряжений, устройство сравнения и измерительный преобразователь напряжения в ток. Оанако такой преобразователь характеризуется наличием большой погрешности, обусловленной значительным превыи/еиием уровня постоянной составляющей - разности потенциалов между исследуемым и сравниваюшим электродами над уровнем переменно составляющей, а также невозможностьк,- формирования раздельно сигналов, прямо пропорциональных току поляризации и комплексной проводимости исследур мой электроаной границы, что затрудняет их исполнение в области пнфранизких частот. Цель изобретения - повышения точности преобразования и расширение диапазона.частот в сторону инфранизких. Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство введены три устройства сравнения, при этом первые входы InepBoro и четвертого устройств сравнения |соединены с задатчиком поляризующего на;пряжения, а первые входы второго н Tf)eibe;го устройств сравнения соединены с заплт чиком гармонического напряжения, выходы .первого и второго устройств сравнения сое|динены с измерительным преобразователем напряжения в ток, ко вторым входам первого и второго устройств сравнения подключены соответственно выходы третьего и четвертого устройств сравнения, вторые ;входы которых совдинены со сравниваюшим электродом. На чертеже дана структурная электрическая схема измерительного преобразянателя комплексная проводимое1Ь - напряже1ния. Он состоит из измерительного iipt/dopaзователя 1 напряжение в юн )Х|;м|1 ческой ячейки 2, имеющей исследуемый 3, сравнивающий 4 и вспомогательный 5 элек троды и подключенной к выходу измерительного преобразователя 1, устройств сравнения 6-9 и задатчика 10 поляризующ го напряжения.и задатчика 11 гармоничес кого напряжения. Преобразователь работает следующим образом. Поляризующее напряжение Q и гармоническое напряжениеЦ.:и задатчиков 1О и 11 с выходными напряжениями IJ|Q и сравниваются в устройствах сравнения 6 и 7 с напряжениями Ug и Uq формируемыми устройствами сравнения 8 и 9. При больших значениях коэффициентов передачи устройств сравнения 6, 7 и 9, 9 будут справедливы следующие равенства: «p.f..UV Ue- o UsUg-K(u,-v; и., к.,(и-Ф); где Ф. - разность потенциалов между исследуемым 3 и сравнивающим 4 электро дами; f И - постоянная и переменная составляющие этой разности потенциалов; Kf;,K.,H и ,Up- коэф4ншиенты передачи и напряжения устройств сравнения 6 и 7. Напряжения U ii U., в преобразователе 1 преобразуются в ток I.K()., . где К, - коэффициент преобразования; I к-и н i-к/и, 1 о 1 постоявшая и переменная ссх;тавляюшая тока 3j , Так как значение тока 3, , не зависит от проводимости и разности потенциалов на электродах электрохимической ячейки, то ток поляризации I однозначно определяется значением выходного напряжения устройства сравнения 6. Учитывая, что If |аЦ сопй1 выражение для комплексной проводимости Y исследуемой электродной границы можно записать в виде К-и, Таким образом, комплексная проводимость исследуемой электродной границы может быть непосредственно определена по значениям составляющих выходного напряжения устройство сравнения 7. Формула изобретения Измерительный преобразователь комплексная проводимость-напряжение, содержащий электрохимическую ячейку, имеющую исследуемый, сравнивающий и вспомогательный электроды, задатчики поляризующего и гармонического напряжений, устройство сравнения и измерительный преобразователь напряжения в ток, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности преобразования и расширения диапазона частот в сторону инфранизких, в него введены три устройства сравнения, при этом первые входы первого и четвертогО устройств сравнения соединены с задатчиком поляризующего напряжения, а первые входы второго и третьего устройств сравнения соединены с аадатчиком гармонического напряжения, выходы первого и второго устройств сравнения соединены с измерительным пресзбразователем напряжения в ток, ко вторым входам первого и второго устройств сравнения подключены соответственно выходы третьего и четвертого устройств сравнения, вторые входы которых соединены со сравнивающим электродом

f iujMcpumej M