verbunden wird und diesem einen Spannungswert aufprägt, welcher dann über einen Modulator die Spannungsimpulsfolge und somit die Lichtintensität verändert. Das geschieht solange, bis am Eingang des Regelverstärkers derjenige Spannungswert erreicht ist, der als Anfangswert der Reaktion festgelegt wurde. Nach Auftrennen des Regelkreises hält das Sample-and- HoId-Glied die Ansteuerspannung für den Modulator und damit die Lichtintensität für die Dauer der Messung konstant. Es ist somit gesichert, daßzu Beginn jeder Messung der gleiche Anfangswert der auszuwertenden Gleichspannung und somit ein konstanter Abstand zur Abschaltspannung im Äquivalenzpunkt der chemischen Reaktion erzielt wird. Auftretende störende Veränderungen im gesamten Lichtübertragungssystem, einschließlich Meßmedium, werden so in weiten Grenzen kompensiert. Ebenso werden Drifterscheinungen im elektrischen System eliminiert. Der zur Auto-Zero-Phase notwendige Schalter wird zweckmäßigerweise automatisch angesteuert.is connected and this impresses a voltage value, which then changes the voltage pulse sequence and thus the light intensity via a modulator. This happens until at the input of the control amplifier that voltage value is reached, which was defined as the initial value of the reaction. After disconnecting the control circuit, the sample-and-HoId gate holds the drive voltage for the modulator and thus the light intensity constant for the duration of the measurement. It is thus ensured that at the beginning of each measurement, the same initial value of the DC voltage to be evaluated and thus a constant distance to the cut-off voltage at the chemical reaction point of equivalence is achieved. Any disturbing changes in the entire light transmission system, including measuring medium, are thus compensated within wide limits. Likewise drifting phenomena are eliminated in the electrical system. The necessary for auto-zero phase switch is suitably controlled automatically.
Ausführungsbeispielembodiment
Die Erfindung wird nachstehend an einem Beispiel erläutert. Die verwendete Schaltungsanordnung findet Anwendung in einer automatischen Meßanordnung zur coulometrischen Titration. Sie ist in Fig. 1 in einem Blockschaltbild dargestellt. Der astabile Multivibrator 1 erzeugt eine Spannungsimpulsfolge mit konstanter Impulsfrequenz und Amplitude und triggert den Modulator 2, der als gleichspannungsgesteuerter Impulsbreitenmodulator ausgelegt ist. Durch Änderung der Impulsbreite in einem Umfang, der nahezu die gesamte Periodendauer der Spannungsimpulsfolge umfaßt, ist eine kontinuierliche Änderung der Lichtintensität in weiten Grenzen möglich. Eine für diesen Anwendungszweck ausreichende Durchstrahlung des zu analysierenden Mediums garantiert die Anwendung einer Lichtemitterdiode mit hoher Lichtstärke als Lichtquelle 3. Als Lichtempfänger 5 findet ein Phototransistor Verwendung. Das zur Ausfilterung störender Wechsellichtanteile nachgeschaltete Filter 6 wird durch einen aktiven Bandpaß realisiert, dessen Güte vom im Rückkopplungszweig gelegenen Doppel-T-Glied bestimmt ist. Die Schmalbandigkeit der gewählten Filteranordnung sowie ihre thermische Stabilität entsprechen dem genannten Zweck. Die Filterausgangsspannung wird nach Durchlaufen einer Gleichrichterstufe 7, die aus einer Einweggleichrichtung besteht, der Auswerteeinheit 10 zugeführt. Diese Auswerteeinheit ist im Anwendungsfall ein Spannungskomparator, der bei Erreichen des Äquivalenzpunktes der Titration umschaltet und eine Unterbrechung des Meßvorganges durch Auftrennen des Elektrolysestromkreises bewirkt. Wird als Auswerteeinheit 10 ein Mikrorechner eingesetzt, dann ist eine genaue Analyse der gleichgerichteten Filterausgangsspannung gegeben, um erforderlichenfalls steuernd in den Meßvorgang eingreifen zu können. Zu Beginn jeder Messung wird in einer Auto-Zero-Phase ein Regelkreis geschlossen, der im eingeregelten Zustand einen definierten, vorgebbaren Anfangswert der Auswertespannung garantiert. Somit ist gewährleistet, daß unerwünschte Veränderungen im optischen System ohne Auswirkungen auf die Meßgenauigkeit bleiben. Der Regelkreis besteht im einzelnen aus Modulator 2, Lichtquelle 3, Übertragungsmedium 4, Lichtempfänger 5, Filter 6, Gleichrichter 7, Regelverstärker 8 und Sample-and-Hold-Glied 9. Nach Schließen des Regelkreises lädt die Ausgangsspanung des Regelverstärkers 8 den Haltekondensator des Sample-and-Hold-Gliedes 9 auf, welches aus einem sehr hochohmigen Impedanzwandler besteht. Dessen Ausgangsspannung wiederum beeinflußt über den Modulator 2 die Impulsbreite der Spannungsimpulsfolge zur Ansteuerung der Lichtquelle 3, damit deren Lichtintensität und über Lichtempfänger 5, Filter 6 und Gleichrichter 7 die Auswertespannung. Erreicht die Differenz zwischen Auswertespannung und einstellbarer Referenzspannung am Eingang des Regelverstärkers 8 einen vorgegebenen Wert, befindet sich das System im eingeregelten Zustand und der Regelkreis wird geöffnet. Die zum Einhalten einer über den Titrationszeitraum konstanten Spannung am Steuereingang des Modulators 2 im geöffneten Regelkreis benötigte Spannung über dem Haltekondensator des Sample-and-Hold-Gliedes 9 erfordert einen Kondensatortyp mit sehr geringem Leckstrom. Das Schließen und Öffnen des Regelkreises geschieht im Ausführungsbeispiel mittels eines durch einen Mikrorechner angesteuerten Relais.The invention will be explained below by way of example. The circuit arrangement used finds application in an automatic measuring arrangement for coulometric titration. It is shown in Fig. 1 in a block diagram. The astable multivibrator 1 generates a voltage pulse train having a constant pulse frequency and amplitude and triggers the modulator 2, which is designed as a DC voltage-controlled pulse width modulator. By changing the pulse width in a range that includes almost the entire period of the voltage pulse train, a continuous change in the light intensity is possible within wide limits. A sufficient for this application radiation through the medium to be analyzed guarantees the use of a light emitting diode with high light intensity as the light source 3. As the light receiver 5 is a phototransistor use. The filter 6 for filtering off interfering alternating light components is realized by an active bandpass filter whose quality is determined by the double-T element located in the feedback branch. The narrow band of the selected filter arrangement and their thermal stability correspond to the stated purpose. The filter output voltage is supplied to the evaluation unit 10 after passing through a rectifier stage 7, which consists of a half-wave rectification. This evaluation unit is in the application of a voltage comparator, which switches on reaching the equivalence point of the titration and causes an interruption of the measurement process by separating the electrolysis circuit. If a microcomputer is used as the evaluation unit 10, an accurate analysis of the rectified filter output voltage is provided in order, if necessary, to be able to intervene in the measurement process in a controlled manner. At the beginning of each measurement, a control circuit is closed in an auto-zero phase, which guarantees a defined, predefinable initial value of the evaluation voltage in the controlled state. This ensures that unwanted changes in the optical system remain without affecting the accuracy of measurement. In detail, the control loop consists of modulator 2, light source 3, transmission medium 4, light receiver 5, filter 6, rectifier 7, control amplifier 8 and sample-and-hold element 9. After closing the control circuit, the output voltage of the control amplifier 8 charges the hold capacitor of the sample on-hold member 9, which consists of a very high-impedance impedance converter. Its output voltage in turn influenced via the modulator 2, the pulse width of the voltage pulse train for controlling the light source 3, so that their light intensity and the light receiver 5, filter 6 and rectifier 7, the evaluation voltage. If the difference between the evaluation voltage and the adjustable reference voltage at the input of the control amplifier 8 reaches a predetermined value, the system is in the adjusted state and the control loop is opened. The voltage required to maintain a constant voltage over the titration period at the control input of the modulator 2 in the open loop over the hold capacitor of the sample-and-hold element 9 requires a capacitor type with a very low leakage current. The closing and opening of the control loop is done in the embodiment by means of a controlled by a microcomputer relay.