PL64778B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 15.111.1972 64778 KI. 42 r3,1/56 MKP G 05 f, 1/56 I^Redu Patentowego Polskiej Azb^ Wspóltwórcy wynalazku: Jerzy Iwinski, Jan Przyluski, Szczesny Rosinski, Fabian Zrudelny Wlasciciel patentu: Politechnika Warszawska, Warszawa (Polska) Potencjostat o elementach pólprzewodnikowych Przedmiotem wynalazku jest potencjostat zbudo¬ wany na elementach pólprzewodnikowych.W technice znane sa potencjostaty zbudowane w oparciu o-technike elektroniczna lampowa, lam- powo-pólprzewodnikowa, oraz z zastosowaniem wy¬ lacznie elementów pólprzewodnikowych. Przyrzady budowane na lampach maja szereg istotnych wad, jak: mala stabilnosc, duze gabaryty, duzy pobór mocy, niski stopien niezawodnosci oraz ko¬ niecznosc dlugiego czasu przygotowania do pracy.Znane rozwiazania konstrukcyjne potencjostatów bazujace na technice lampowej posiadaja paramet¬ ry eksploatacyjne znacznie gorsze od parametrów potencjostatów o elementach pólprzewodnikowych.Zadaniem potencjostatu jest utrzymywanie w czasie procesu elektrochemicznego nastawionej wartosci potencjalu elektrody odniesienia. Poten¬ cjal ten jest funkcja napiecia i pradu elektrody pomocniczej. Charakter tej funkcji ulega zmianom w zaleznosci od rodzaju elektrolitu, oraz stadium procesu elektrochemicznego. Potencjostat wytwa¬ rza takie napiecie i prad elektrody pomocniczej, aby utrzymac nastawiony potencjal elektrody od¬ niesienia niezaleznie od charakteru powyzszej funkcji, oraz czynników zaklócajacych.Znane rozwiazania potencjostatów oparte sa na wysokostabilnych wzmacniaczach pradu stalego.Wzmacniacze tranzystorowe o regulowanym po¬ tencjale wyjsciowym posiadaja z reguly w pierw¬ szym stopniu pare tranzystorów ze sprzezeniem 10 15 20 25 emiterowym. Na jedna z baz tych tranzystorów podaje sie zadana wartosc napiecia (regulowana), druga baza polaczona jest z ukladem ujemnego sprzezenia zwrotnego. Takie rozwiazanie wprowa¬ dzi jednak obciazenie elektrody odniesienia, przy zmianie napiecia zadanego.Celem wynalazku jest opracowanie ukladu, któ¬ ry by nie obciazal elektrody odniesienia, co osia¬ gnieto przez wprowadzenie napiecia zadanego na obydwie bazy tranzystorów pierwszego stopnia wzmacniacza róznicowego. Cel ten zostal zrealizo¬ wany przez polaczenie baz tych tranzystorów po¬ przez oporniki ze zródlem napiecia zadanego, oraz galwaniczne polaczenie bazy jednego tranzystora z elektroda odniesienia. Na skutek tego, prad bazy tranzystora sterowanego z elektrody odnie¬ sienia, w calym zakresie regulacji pobierany jest ze zródla napiecia zadanego, co w sposób zasad¬ niczy zmniejsza prad elektrody odniesienia.Przykladowe rozwiazanie potencjostatu bedacego przedmiotem wynalazku przedstawia rysunek, na którym fig. 1 przedstawia uklad blokowy, a fig. 2 — przykladowy schemat wykonania potencjostatu.Na fig. 1 uwidoczniono: zródlo napiecia zadanego 1, polaczone poprzez oporniki R7 i R8 z róznicowym wzmacniaczem wejsciowym 2. Róznicowy wzmac¬ niacz wejsciowy 2 polaczony jest ze wzmacniaczem wyjsciowym 3. Elektroda pomocnicza 4 polaczona jest z wyjsciem wzmacniacza wyjsciowego 3, elek¬ troda odniesienia 5 polaczona jest z wejsciowym 647783 Wzmacniaczem róznicowym 2, a elektroda badana 6 stanowiaca punkt zerowy ukladu jest polaczona ze zródlem napiecia zadanego 1, oraz wejsciowym wzmacniaczem róznicowym.Pokazany na fig. 2 uklad potencjostatu w przy- 5 kladowym Wykonaniu, posiada polaczone miedzy soba: zródlo napiecia zadanego 1, róznicowy wzmacniacz wejsciowy 2, oraz wzmacniacz wyj¬ sciowy 3. Zródlo napiecia zadanego 1, sklada sie ze skompensowanej termicznie diody Zenera Dl 10 polaczonej z plusem ukladu zasilania poprzez opor¬ nik R5, a z minusem ukladu zasilania poprzez opornik R6. Oporniki R2 i R3 lacza zaciski dio-: dy Dl poprzez przelaczniki SI z zaciskiem poten¬ cjometru precyzyjnego odpowiadajacemu maksy- 15 malnej wartosci na jego skali. Zacisk potencjo¬ metru precyzyjnego PI odpowiadajacy zerowej wartosci na jego skali, polaczony jest przez opor¬ nik R4 z punktem zerowym ukladu, a przez prze¬ lacznik SI i opornik Rl z plusem ukladu zasila- 20 nia.Pierwszy stopien róznicowego wzmacniacza wej¬ sciowego 2 zawiera tranzystor Tl i T2, w ukladzie wzmacniacza pradu stalego ze sprzezeniem emite- rowym na oporniku R9 laczacym slfzgacz potencjo- 25 metru P2 z minusem ukladu zasilania. Potencjo¬ metr P2 do symetryzowania stopnia laczy emitery tranzystorów Tl i T2. Elektroda odniesienia 5 po¬ laczona jest z baza tranzystora T2 za posrednic¬ twem przelacznikaS2. 80 Bazy tranzystorów Tl i T2 polaczone sa przez oporniki R7 i R8 ze slizgaczem potencjometru pre¬ cyzyjnego PI. Drugi stopien róznicowego wzmac¬ niacza wejsciowego 2 zawiera tranzystory T3 i T4.Emitery tych tranzystorów polaczone sa z minu¬ sem ukladu zasilania opornikiem RIO. Kolektor tranzystora Tl polaczony jest z baza tranzystora T3, a z plusem ukladu zasilania poprzez opornik R12. Kolektor tranzystora T2 polaczony jest z ba¬ za tranzystora T4, a za posrednictwem opornika R13 realizujacego dodatnie sprzezenie zwrotne, dla uzyskania duzego wzmocnienia ukladu jest ponadto polaczony z kolektorem tranzystora T3.Z plusem ukladu zasilania polaczony jest przy tym~kolektor tranzystora T3 poprzez opornik Rll i kolektor tranzystora T4 poprzez opornik R14.Kolektor tranzystora T4 jest polaczony poza tym z wejsciem wzmacniacza wyjsciowego 3.Wyjscie wzmacniacza wyjsciowego 3, jest po- 3(J laczone za posrednictwem przelacznika S2 z elek¬ troda pomocnicza 4, oraz dzielnikiem napiecia zlo¬ zonym z oporników R15 i R16, Wyjscie dzielnika napiecia poprzez przelacznik S2 jest polaczone z baza tranzystora T2. Opornik R16 dzielnika napie- B5 cia dolaczony jest do punktu zerowego ukladu.Dzialanie potencjostatu polega na utrzymywaniu nastawionej wartosci potencjalu elektrody odnie¬ sienia w czasie procesu elektrochemicznego. Róz¬ nica potencjalu zadanego i chwilowej wartosci po- 60 tencjalu elektrody odniesienia jest sygnalem ble¬ du, który po silnym wzmocnieniu doprowadza na¬ piecie i prad elektrody pomocniczej do wartosci koniecznej w danych warunkach, dla uzyskania zadanej wartosci potencjalu elektrody odniesienia. 65 4 Zastosowany w przyrzadzie dzielnik napiecia R1S i R16 symuluje cele elektrochemiczna w okreslo¬ nych warunkach pracy i jest systemem kontroli sprawnosci przyrzadu, umozliwiajacym lokalizacje: bledu w ukladzie elektrochemicznym wspólpracu¬ jacym z potencjostatem. Wybór odpowiedniej po¬ laryzacji napiecia odniesienia dokonuje sie prze¬ lacznikiem SI.W potencjostacie bedacym przedmiotem wyna¬ lazku, przy prostych rozwiazaniach konstrukcyj¬ nych uzyskano eksploatacyjne parametry równe,, lub lepsze niz w potencjostatach najwyzszej klasy.Podstawowymi zaletami przyrzadu sa: wysoka sta¬ bilnosc przy zmianach parametrów elektrolitu,, temperatury, napiec zasilajacych, oraz bardzo ma¬ ly pobór pradu ze zródla sterujacego. Przyrzad zrealizowany calkowicie na elementach pólprze¬ wodnikowych odznacza sie malymi gabarytami, du¬ za niezawodnoscia dzialania, krótkim czasem osia¬ gania gotowosci do pracy, w przeciwienstwie do ukladów lampowych. W sumie rozwiazanie wedlug: wynalazku stanowi podstawe do zbudowania no¬ woczesnego przyrzadu.Potencjostat ma zastosowanie w procesach elek¬ trochemicznych gdzie istnieje potrzeba programo¬ wania wartosci potencjalu elektrody odniesienia,, w stosunku do elektrody badanej, na przyklad: w badaniach kinetyki procesów elektrodowych, koro¬ zji metali i innych. Potencjostat bedacy przed¬ miotem wynalazku stanowi na przyklad jeden z, dwóch podstawowych przyrzadów, w linii technd- logicznej cjo poobwodowego nanoszenia cienkich warstw magnetycznych na drut metoda elektro¬ chemiczna. Tak wytworzona warstwa magnetyczna wykorzystywana jest w ukladach pamieci maszyn matematycznych, o bardzo duzej pojemnosci i szyb¬ kosci dzialania. PL PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Potencjostat o elementach pólprzewodnikowych, w sklad którego wchodza polaczone miedzy soba: róznicowy wzmacniacz wejsciowy, zródlo napiecia zadanego, wzmacniacz wyjsciowy, oraz uklad za¬ silania, znamienny tym, ze bazy tranzystorów (Tl i T2) pierwszego stopnia wejsciowego wzmacnia¬ cza róznicowego (2) polaczone sa poprzez oporniki (R7 i R8) ze zródlem napiecia zadanego (1), w dru¬ gim stopniu wejsciowego wzmacniacza róznicowe¬ go (2), kolektor tranzystora (T3) jest polaczoay poprzez opornik (R13) realizujacy dodatnie sprze¬ zenie zwrotne z baza tranzystora (T4), natomiast opornik (Rll) laczacy kolektor tranzystora (T3) z plusem ukladu zasilania ma dobrana wartosc za¬ pewniajaca stabilnosc ukladu, zas zacisk poten¬ cjometru precyzyjnego (PI) odpowiadajacy zero¬ wej wartosci na jego skali polaczony jest poprzez opornik (R4) z punktem zerowym ukladu, a po¬ przez zwarty dla ujemnej polaryzacji napiecia za¬ danego przelacznik (SI) i opornik (Rl) z plusem ukladu zasilania, przy czym oporniki (Rl i R4) maja wartosc zapewniajaca dla ujemniej i dodat¬ niej polaryzacji napiecia zadanego kompensacje spadku napiecia na oporniku (R8) laczacym baze tranzystora (T2) ze slizgaczem potencjometru pre¬ cyzyjnego (PI).KI. 42 r3,1/56 64778 MKP G 05 f, 1/56 fiji fijl PL PL