Электрохимическое интегрирующее устройство Советский патент 1977 года по МПК G06G7/18 

;54) ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ИНТЕГРИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

1

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к устройствам для интегрирования электрических величин, и может быть использовано во времязад ающих устройствах, генераторах инфранизкой частоты, делителях частоты, широтноимпульсных и время-импульсных преобразователях, счетчиках количества электричества, дозаторах.

Известно электрохимическое устройство, содержащее электрохимический интегратор с двумя рабочими электродами 1

Наиболее близким к предлагаемому является электрохимяеское интегрирующее устройство, содержащее электрохимический твердофазный интегратор с двумя рабочими электродами. из которых подключен к источнику тока, и пороговый блок 2,

Однако такое устройство обладает ограниченным диапазоном интегрирования, так как

пороговый блок подключен HenocpeacTV венно к электрохимическому интегратору дискретного действия. Пороговый блок рассчитан на фиксированное значение напряжения срабатывания в момент отсечки интегратора. При этом предполагается, что напряжение несрабатывания порогового блока, соответствующее напряжению на электродах интегратора до момента отсечки, значительно меньше, чем напряжение срабатывания. С увеличением тока напряжение на электродах интегратора в процессе Фарадеевского переноса заряда интегратора (до момента отсечки) увеличивается, приближаясь к напряжению, при котором срабатывает пороговый блок, а при очень больщих токах ожет достигать величин, значительно превышающих напряжение срабатывания порогового блока, что приводит к нарушению работоспособности устройства в целом.

Целью изобретенил является расширение диапазона интегрирования.

Это достигается тем, что устройство содержит сумматор, инвертор и нагрузочный элемент, соединенный со вторым рабочим электродом электрохимического твердофазного интегратора, выход которого соединен с одним входом сумматора, второй вход cyivматора через инвертор соединен с нагрузочным элементом, а выход сумматора соединен со входом порогового блока. На чертеже представлена структурная схема предлагаемого электрохимического ин тегрирующего устройства. Электрохимическое интегрирующее устройство содержит электрохимический трехфазный интегратор (ЭТИ) 1 с двумя рабочи ми электродами, во входную интегрирующу цепь которого включен нагрузочный элемент 2, в качестве которого может быть применен резистор, диод и т.п. Интегратор подключен к одному из входов сумматора 3 К другому входу сумматора через инвертор подключен нагрузочный элемент. Выход сум матора подключен ко входу порогового блока 5. Напряжение на рабочих электродах электрохимического твердофазного интеграт ра в процессе его разряда (до момента отсечки) зависит от силы тока. Эту зависямость можно приближенно описать следующи уравнением и т эЭ+ье Ц. - напряхсение на рабочих электродах ЭТИ, мВ; - активная составляющая импедан са ЭТИ, Ом; b - постоянный для конкретной конс рукции коэффици5нт, MB ЭТИ; О - ток через ЭТИ, мА; Од - предельный ток через ЭТИ (для заданной конструкции величина постоянная), мА. Максимальный ток через ЭТИ находится иа условия: () Q - величина циклируемого заряда ЭТИ, мКл; t - время заряда-, , - максимальный ток через ЭТИ, мА m - постоянная ЭТИ, мА . с. Анализ уравнения (1) показывает, что при токах, превыщающих , второе слагаемое изменяется мало по сравнению с первым. В результате этого при напряжение на электродах ЭТИ с достаточной степенью точности можно описать урав нением: 17,-ЗЕэ- :/т ц, i) где UQ - постоянное напряжение, мВ, R - добавочное сопротивление ЭТИ приП-а„р.А. Предельное значение напряжения отсечки ТИ также зависит от силы тока. Оно расет с увеличением тока по закону: отс. пред (о) отс.м отс.пред де UOTC. пред №) предельное напряжеие отсечки при D i мА; отс и о ическая составляющая импеданса ЭТИ на предельном участке отсечки. С момента подключения источника электрического сигнала ко входу ЭТИ через него через нагрузочный элемент 2 начинает протекать ток, создавая на них падение наряжения соответственно и. где Т - сопротивление нагрузочного элемента, например резистора. По окончании разряда ЭТИ напряжение на его электродах резко увеличится до величи- ны ( «- Л и ), где д и - приращение падения напряжения на электродах ЭТИ за счет увеличения сопротивления ЭТИ в момент отсечки. Напряжение с ЭТИ подается на один вход сумматора 3. На другой вход сумматора подается напряжение с нагрузочного элемента 2 через инвертор 4. Величина этого напряжения равна «JR, где К - коэффициент усиления инвертора. С выхода сумматора 3 напряжение подается на пороговый блок 5. Величина этого напряжения равна U -Ui -дU-кUг aT -VдU-кJR (7) Величина К и ТЧ выбираются такими, чтобы выполнялось следующее соотнощение: R -KR-Q(6) В данном случае величину напряжения срабатывания порогового блока 5 можно выбрать постоянной, не зависящей от протекающего через ЭТИ тока, что позволяет рас- щирить диапазон интегрируемых токов. Величина приведенной активной составляющей импеданса ЭТИ- Т, и с температурой изменяется. При уменьщении температуры R j - увеличивается, а при увеличении - уменьщается. Для расщирения диапа- зона рабочей температуры интегрирующего устройства нагрузочный элемент выбирается термозависимым, например, термистор. Таким образом, предлагаемое электрохимическое интегрирующее устройство по сравнению с известным интегрирующим устройством позволяет расширить пределы интегрирования, что дает возможность расширить сферу применения его в различных функциональных блоках вычислительной техНИКИ. Так, например, предложенное интегрирующее устройство с ЭТИ дискретного действия типа ИДТ-1 позволяет расширить пре делы интегрирования по току в 10-50 раз. Формула изобретения Электрохимическое интегрирующее устройство, содержащее электрохимический твердофазный интегратор с двумя рабочими электродами, один из которых подключен к источнику тока, и пороговый блок, о т л и ч а

(Jl ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона интегрирования, оно содержит сумматор, инвертор и нагрузочный элемент, соединенный со вторым рабочим электродом электрохимического твердофазного интегратора, выход которого соединен с одним входом сумматора, второй вход сумматора через инвертор соединен с нагрузочным элементом, а выход сумматора соединен со входом порогового блока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 268027, М. Q 7/18, 1968. 2,Авторское свидетельство СССР Q Об G 7/18, 1971 № 34446О, М.Кл (прототип).

В)од1и

Вы}(од