Pierwszenstwo: Opublikowano: 30.V.1970 60003 KI. 42 1, 13/03 MKP GOlnt^lOZ UKD Wspóltwórcy wynalazku: mgr inz. Ignacy Minczewski, mgr inz. Franci¬ szek Bialokoz, inz. Aleksander Korol, inz. Mie¬ czyslaw Wiraszka Wlasciciel patentu: Zjednoczone Zaklady Elektronicznej Aparatury Po¬ miarowej „Elpo" (Zaklad Doswiadczalny „Eureka"), Warszawa (Polska) Pehametr Przedmiotem wynalazku jest pehametr z zakre¬ sem pomiaru pH od 2 do 14, wyposazony w szesc podzakresów, kazdy obejmujacy trzy jednostki pH, .a mianowicie: 0—3 pH, 2—5 pH, 4—7 pH, 6—9 pH, 8—11 pH, 10—13 pH, pozwalajacych na pomiar pH z dokladnoscia do ± 0,05 pH przy zastosowaniu miernika klasy 1, z reczna i automatyczna kom¬ pensacje temperatury mierzonej cieczy na wszy¬ stkich podzakresach.W znanych pehametrach zakres pomiarowy jest Tozbijany na podzakresy, których wartosci pocza¬ tkowe pokrywaja sie z wartoscia poczatkowa cale¬ go zakresu. Tego typu rozwiazanie skali przyrza¬ dów ma powazna wade w postaci malejacej do¬ kladnosci na szerszych podzakresach, co powaznie zmniejsza calkowita dokladnosc przyrzadu. Celem wyeliminowania tej wady, w przyrzadach elektro¬ nicznych do pomiarów napiec i pradów, jest stoso¬ wana od pewnego czasu skala schodkowa, dajaca mozliwosc kilkakrotnego zwiekszenia dokladnosci pomiarów. Przy próbach budowy pehametrów z tego rodzaju skala schodkowa natrafiano dotych¬ czas na ogromne trudnosci w budowie kompensa¬ tora dajacego dobra automatyczna kompensacje temperatury na wszystkich podzakresach, przy du¬ zej stabilnosci w czasie. gadaniem wynalazku jest wyeliminowanie wy¬ mienionej wady pehametrów, a wiec zbudowanie przyrzadu ze skala schodkowa majacego jednako¬ wa dokladnosc na wiszystkich podzakresach. 15 20 25 30 Zadanie to zostalo rozwiazane wedlug wynalazku przez zastosowanie specjalnego ukladu kompensa¬ cji temperatury w petli sprzezenia zwrotnego, za¬ wierajacego czujke oporowa niskoomowa, o wspól¬ czynniku termicznym odpowiadajacym wspólczyn¬ nikowi termicznemu elektrody pomiarowej.Przedmiot wynalazku jetet blizej wyjasniony na zalaczonym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia jego schemat blokowy, fig. 2 — wykresy otrzymy¬ wanych napiec w funkcji pH dla róznych tempera¬ tur cieczy i fig. 3 — uklad elektryczny podzakre¬ sów z reczna i automatyczna kompensacja tempe¬ ratury.Zgodnie z przedstawionym na fig. 1 schematem blokowym pehametru stale napiecie wejsciowe jest przetwarzane przez przetwornik KJ). na napiecie zmienne, które po wzmocnieniu przez wzmacniacz W jest podawane na fazoczuly detektor D.F., na którego wyjsciu otrzymuje sie napiecie stale pro¬ porcjonalne do napiecia na wejsciu ukladu. Pomie¬ dzy przetwornik K.D. i fazoczuly detektor D.F. jest wlaczony generator G.P. pobudzajacy prze¬ twornik do drgan. Kompensacja zmian temperatury cieczy jest uzyskiwana przez umieszczenie w petli ujemnego sprzezenia zwrotnego, podawanego z wyj¬ scia fazoczulego detektora D.F. na przetwornik K.D., ukladu U.K.T. recznej i automatycznej kom¬ pensacji temperatury.Dzialanie ukladu jest nastepujace: Napiecie stale elektrod pomiarowych jest przetwarzane przez €0003t 3 przetwornik K.D., którym jest kondensator dyna¬ miczny, na napiecie zmienne o czestotliwosci 400 Hz i amplitudzie proporcjonalnej do wartosci na¬ piecia stalego otrzymywanego z elektrod. Przetwor¬ nik jest pobudzany do drgan przez tranzystorowy generator GJ\ pracujacy na czestotliwosci rezo¬ nansowej przetwornika. Uzyskiwane na wyjsciu przetwornika K.D. napiecie zmienne jest wzmacnia¬ ne przez wzmacniacz tranzystorowy, którego pier¬ wszy stopien pracuje na tranzystorze polowym, co zapewnia duza opornosc wejsciowa wzmacniacza.* Sygnal z wyjscia wzmacniacza jest podawany na fazoczuly detektor D.F., który porównujac napie¬ cie zmienne generatora z napieciem wyjsciowym wzmacniacza, odtwarza biegunowosc napiecia wej¬ sciowego. Skala schodkowa zrealizowana zostala w oparciu o wstepna polaryzacje kondensatora dyna¬ micznego. Wartosc napiecia polaryzujacego ulega zmianie z Uj na U2 w zaleznosci od zmiany tempe¬ ratury cieczy z Tx na T2f w malym zakresie pomia¬ rowym n-m jednostek p(H. Kompensacja wplywu zmian temperatury moze byc dokonywana recznie lulb automatycznie.Na fiig. 2 jest przedstawiony wykres napiecia w funkcji pH dla dwóch temperatur cieczy. Przy n jednostkach pH cieczy o temperaturze Tj otrzymuje sie z elektrod napiecie Ult a przy temperaturze T2 wartosc napiecia U2 rózniaca sie od wartosci Ux.Dla pewnej wartosci pH, w punkcie K, napiecie na wyjsciu przyrzadu ma wartosc zerowa tak dla tem¬ peratury T2 jak i dla T1# Na fig. 3 jest pokazany uklad recznej i automa¬ tycznej kompensacji temperatury. Uklad ten skla¬ da sie z oporowych dzielników Dx i D2 zasilanych, praktycznie zblizonym do teoretycznego, pradowym zródlem Zoo, przy czym, w sklad dzielnika Dx wchodza szeregowo polaczone oporniki R4—R7, a dzielnika D2 — oporniki stale Rg—Rio oraz poten¬ cjometr R9. Dzielnik Dt sluzy do przelaczania na odnosny zakres pomiarowy, a dzielnik D2 — jako uklad regulacji buforowej. Napiecie polaryzacji U jest okreslone przez wartosc pradu zródla pra- 4 dowego oraz wypadkowa wartosc równolegle po¬ laczonych ze soba dzielników Dj i D2 oraz opornika Ru przy regulacji automatycznej, wzglednie opor¬ ników Rr i Rro przy regulacji recznej. 5 Przy ustalonej temperaturze cieczy mierzonej, tak dobrana jest wartosc pradu, aby miedzy wy¬ prowadzeniami dzielnika Dj i D2 uzyskac napiecie odpowiadajace róznicy napiec miedzy elektroda szklana i kalomelowa dla kazdego podzakrelsu. 10 Jako opornik Ru zastosowano element oporowy niskoomowy o wspólczynniku termicznymi 'zblizo¬ nym do wspólczynnika termicznego elektrod.Tak rozwiazany uklad U.K.T. kompensacji tem¬ peratury cieczy oraz rozwinieta skala podzielona 15 na kilka podzakresów w ukladzie schodkowym, la¬ cznie z pozostalymi podzespolami, zapewniaja uzy¬ skanie dokladnosci pomiaru ± 0,06 (pH.Duza stabilnosc przyrzadu w czasie zapewnia za¬ stosowanie silnego ujemnego sprzezenia zwrotnego. 20 PL