Интегратор для электрохимического анализа Советский патент 1982 года по МПК G01N27/00 

1

Изобретение относится к средствам сэизико-химического анализа состава и свойств веществ и может быть использовано в аналитической химии (кулонометрии) для измерений количества электричества, проходящего через электрохимическую ячейку.

Известны устройства для интегрирования электрических сигналов, например напряжения. Эти устройства содержат накопитель заряда (интегрирующий решающий усилитель), к выходу которого подключено устройство управления (управляющий элемент переключающего устройства), источник входного сигнала, например напряжения,соединенный с первым входом переключающего устройства, выход которого соединен со входом накопителя заряда, хронометр и источник опорного (эталонного) напряжения. Одна клемма источника опорного напряжения подключена к второму входу переключающего устройства, а вторая соединена с одноименНОИ клеммо 1 источника входного CHI- нала .1,2.

. Однако при такой схеме построения в погрешность интегратора вносит вклад составляющая, связанная с отклонением нуля накопителя заряда, кроме того, указанная погрешность возрастает по мере уменьшения тока и поэтому применение указанного устройства для кулонометрии при заданном потенциале оказывается не эффективным, так как при измерении количества электричества интегрируемый ток изменяется на несколько порядков.

Целью изобретения является устранение указанного недостатка и повышение точности электрохимического анализа при изменении тока на несколько порядков.

Указанная цель достигается тем, что о интегратор введен сумматор, охваченный положительной обратной связью через резистор, причем первый вход сумматора соединен с источником опорного напряжения, а второй вход со входом переключающего устройства, второй выход которого , а источник входного сигнала соединен со входом накопителя заряда. Введение сумматора, охваченного положительной обратной связью через резистор, позво ляет исключить влияние смешения нуля накопителя заряда и проводить интегри рование непосредственно тока, без предварительного преобразования его в напря : ение, что в свою очередь позволяет устранить возрастание погрешности по мере уменьшения тока. На чер.теже приведена схема интегра тора для электрохимического анализа. Он состоит из накопителя заряда 1, . к выходу 2 которого через устройство упргавления 3 подключены хронометр 4 и переключающее устройство 5 один выход 6 переключающего устройства соединен со входом 7 накопителя за ряда, другой выход 8 переключающего устройства заземлен, сумматора Э, выход которого 10 соединен через резистор 11 с одним из его входов 12 и со входом 13 переключающего устройства, другой вход 1А сумматора соединен с источником опорного напряжения 15, ис точник входного сигнала 1б соединен со входом накопителя заряда. Интегратор работает следующим образом. Изменяющийся во времени ток от источника сигнала 16 поступает на вход 7 накопителя заряда 1. Как только накопленное количество электричества до стигнет заданного уровня, устройство управления 3 подключает сумматор 9 к входу 7 накопителя заряда и производит запуск хронометра 4,Начинается сброс заряда накопителя 1 током сумматора 9, охваченного положительной обратной связью. После сброса заряда накопителя 1 устройство управления 3 останавливает хронометр k и отключает сумматор 9 рт входа .7 накопителя заряда 1, На входе 12 сумматора 9 действует напряжение U, обусловленное падением напряжения на ключе 5 и смещением нуля входа 7 накопителя 1, На втором входр. 1 сумматора 9 дейстЕ1ует опорное напряжение Ug . На выходе сумматора 9 действует напряжение , и на резисторе 11 опорное напряжение UQ. Таким образом, ток сумматора охваченного положительной обратной связью через резистор 11, не зависит от падения напряжения на ключе 5 и от смещения нуля входа 7 накопителя 1. Коэффициент передачи по петле положительной обратной связи сумматора меньше единицы, что обеспечивает его устойчивость. После очередного сброса заряда накопителя 1, выполняется равенство количества электричества, поступившего в накопитель от источника сигнала и количества электричества извлеченного из .накопителя током сумматора 9, полное (суммарное) впемя подключения которого фиксируется хронометром 4, Таким образом, показание хронометра пропорционально количеству электричества, поступившему в накопитель от источника сигнала. Введение в интегратор сумматора, охваченного положительной обратной CJЯЗью через резистор, позволяет сниеи- ь примерно в два раза погрешность электрохимического анализа, сопровождающегося изменением тока.на несколько порядков, например в кулонометрии при заданном потенциале. Формула изобретения Интегратор для электрохимического анализа, содержащий накопитель заряда, к выходу которого через устройство управления подключены хронометр и переключающее устройство, соединенное первым выходом со входом накопителя заряда, источник входного сигнала и источник опорного напряжения, о т л и-чающийся тем, что, с целью снижения погрешности интегрирования, в него дополнительно введен сумматор, охваченный положительной обратной связью через резистор, причем первый вход сумматора соединен с источником опорного напря)хения, а второй вход со входом переключающего устройства, второй выход которого заземлен, а источник входного сигнала соединен со входом накопителя заряда. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР Ь , кл. G 06 t) 7/18, 1973. 2,Салихдгианова Р,Н.-й, Кулонометрические анализаторы при контролируемом потенциале. - Заводская лаборатория, 1978, 44, N 1, с. 9-11 (прототип),