RU2098803C1

RU2098803C1 - Method measuring electric characteristics of current conductive objects and gear for its realization

Info

Publication number: RU2098803C1
Application number: RU9494044814A
Authority: RU
Inventors: Александр Зисевич Шехтман
Original assignee: Александр Зисевич Шехтман
Priority date: 1994-12-21
Filing date: 1994-12-21
Publication date: 1997-12-10
Also published as: RU94044814A

Abstract

FIELD: any branch of industry and science studying and testing quality of current conductive materials, fabrics, media, structures. SUBSTANCE: some number of series of passages of electric current is conducted in agreement with method measuring electric characteristic of current conductive objects for some number of current conductive objects (examined objects displaying inner conductance). Each series presents certain collection of passages of electric current of various strength through each current conductive object sequential in time and alternating with pauses of reconstruction of current conductive objects. Voltages across each current conductive object are measured in process of each pause and in process of each passage of electric current. Measurement results are processed and electric characteristics of current conductive objects are obtained. Gear realizing proposed method is simpler in design relative to existing devices. EFFECT: enhanced efficiency of method thanks to generation of additional information without increase of time used for realization of method. 9 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и автоматике и может быть использовано в любой отрасли промышленности для исследования и контроля качества электропроводящих материалов, тканей, сред, структур и обладающих внутренней электропроводностью устройств. The invention relates to measuring equipment and automation and can be used in any industry for research and quality control of electrically conductive materials, fabrics, media, structures and devices having internal electrical conductivity.

Известны способы измерений электрических характеристик электропроводящих объектов, заключающиеся в проведении некоторого числа серий прохождения электрического тока для некоторого количества электропроводящих объектов (химических источников тока), каждая из которых (серий) представляет некоторую совокупность последовательных во времени прохождений электрического тока различной силы через каждый электропроводящий объект, чередующихся с паузами восстановления электропроводящих объектов, измерении напряжений на каждом электропроводящем объекте в каждой паузе непосредственно перед началом каждого прохождения электрического тока, измерении напряжений на каждом электропроводящем объекте непосредственно перед прекращением каждого прохождения электрического тока, обработке результатов измерений и получении электрических характеристик электропроводящих объектов /1 5/. Known methods for measuring the electrical characteristics of electrically conductive objects, which consist in carrying out a certain number of series of passage of electric current for a certain number of electrically conductive objects (chemical current sources), each of which (series) represents a set of consecutive in time transit of electric current of different strength through each electrically conductive object, alternating with pauses for the restoration of electrically conductive objects, the measurement of voltages at each electric A driving object in each pause immediately prior to each passage of electric current, measuring the voltage at each electrically conductive object immediately before the termination of each passage of electric current, processing of measurement results, and obtaining the electrical characteristics of conductive objects / 1 5 /.

Наиболее близкий заявленному способу способ, представленный в работе /3/. Closest to the claimed method, the method presented in / 3 /.

Известны устройства для измерений электрических характеристик химических источников тока, содержащие блок исследуемых объектов, блок схем коммутации токовых и измерительных цепей, позволяющих осуществлять электрическое соединение каждого исследуемого объекта из блока исследуемых объектов с токовой нагрузкой из блока токовой нагрузки для осуществления прохождения электрического тока через исследуемый объект, и позволяющий осуществлять электрическое подсоединение каждого исследуемого объекта к измерительному выходу устройства для измерения напряжения на исследуемом объекте, блок управления, позволяющий осуществлять коммутации, предусмотренные блоком схем коммутации, а заданной временной последовательности /4 7/. Наиболее близкое заявленному устройству устройство, защищенное пат. США N 4290021 /6/. Known devices for measuring the electrical characteristics of chemical current sources, containing a block of the studied objects, a block of switching circuits for current and measuring circuits that allow electrical connection of each studied object from the block of the studied objects with the current load from the current load block for the passage of electric current through the studied object, and allowing electrical connection of each object under study to the measuring output of the device To measure the voltage at the object under study, a control unit that allows switching, provided by the block circuit switching, and a given time sequence / 4 7 /. Closest to the claimed device is a device protected by US Pat. U.S. N 429,021 / 6 /.

Известные способы измерений не обеспечивают достаточно высокой плотности информации (информации в единицу времени). Даже в наиболее близком заявляемому способу /3/ не используются периоды восстановления исследуемых объектов непосредственно после прекращения прохождения электрического тока для получения информации, измерения в процессе прохождения электрического тока - однократны, лишь непосредственно перед прекращением соответствующего прохождения электрического тока. Кроме того, в качестве источника возбуждения прохождения электрического тока через исследуемые объекты используются только э. д.с. самых исследуемых объектов (источников тока), что ограничивает класс объектов, для которых этот способ измерений может быть применен. Known measurement methods do not provide a sufficiently high density of information (information per unit time). Even in the closest to the claimed method / 3 / periods of restoration of the studied objects are not used immediately after the passage of electric current to stop receiving information, measurements during the passage of electric current are single, only immediately before the termination of the corresponding passage of electric current. In addition, only e is used as a source of excitation for the passage of electric current through the objects under study. d.s the most studied objects (current sources), which limits the class of objects for which this method of measurement can be applied.

Известные устройства не предоставляет возможности для технически простой и в то же самое время автоматизированной процедуры реализации заявленного способы. Тем более не существует измерительного стенда, использующего минимальные технические средства, например, всего один измерительный прибор и один набор токовых нагрузок, позволяющего автоматизированно реализовать заявленный способ одновременно для некоторой совокупности исследуемых объектов, требующих различных диапазонов измерений, или для более широкого круга исследуемых объектов, например, трехэлектродных экспериментальных ячеек или объектов не имеющих собственной э.д.с. Known devices does not provide opportunities for a technically simple and at the same time automated procedure for implementing the claimed methods. Moreover, there is no measuring stand using minimal technical means, for example, only one measuring device and one set of current loads, which allows you to automatically implement the claimed method at the same time for a certain set of studied objects requiring different measurement ranges, or for a wider range of studied objects, for example , three-electrode experimental cells or objects that do not have their own emf

Целью группы изобретений является повышение эффективности способа за счет получения дополнительной информации практически без увеличения общего времени, затрачиваемого на применение способа, создание простого измерительного устройства, использующего минимальные технические средства и позволяющего реализовать автоматизировано заявленный способ одновременно для некоторой совокупности исследуемых объектов и увеличить круг различных исследуемых объектов, для которых он может быть автоматизировано реализован. The aim of the group of inventions is to increase the efficiency of the method by obtaining additional information with virtually no increase in the total time spent on the application of the method, creating a simple measuring device using minimal technical means and allowing to implement the automated claimed method simultaneously for a certain set of studied objects and to increase the range of various objects studied for which it can be automated implemented.

Поставленная цель достигается тем, что в способе измерений электрических характеристик электропроводящих объектов (исследуемых объектов, обладающих внутренней электропроводностью), заключающемся в проведении некоторого числа серий (типично от одной до десяти) прохождения электрического тока для некоторого количества электропроводящих объектов, каждая из которых (серий) представляет собой некоторую (типично от пяти до тридцати) совокупность последовательных по времени прохождений электрического тока различной силы через каждый электропроводящий объект, чередующихся с паузами восстановления электропроводящих объектов, измерении напряжений на каждом электропроводящем объекте в каждой паузе непосредственно перед началом каждого прохождения электрического тока, измерении напряжений на каждом электропроводящем объекте непосредственно перед прекращением каждого прохождения электрического тока, обработке результатов измерений и получении электрических характеристик электропроводящих объектов, при проведении серий прохождения электрического тока через электропроводящие объекты проводят некоторое число измерений напряжений на каждом электропроводящем объекте в различные моменты времени в процессе каждого прохождения электрического тока или каждой паузы (преимущественно непосредственно после прекращения каждого прохождения электрического тока). This goal is achieved by the fact that in the method of measuring the electrical characteristics of electrically conductive objects (studied objects having internal electrical conductivity), which consists in conducting a certain number of series (typically from one to ten) of the passage of electric current for a certain number of electrically conductive objects, each of which (series) represents a certain (typically from five to thirty) set of consecutive time-passing electric currents of various strengths through each element conductive object, alternating with pauses for the restoration of electrically conductive objects, measuring the voltages at each electrically conductive object in each pause immediately before the start of each passage of electric current, measuring voltages at each electrically conductive object immediately before the termination of each passage of electric current, processing the measurement results and obtaining the electrical characteristics of the electrically conductive objects when conducting series of passage of electric current through an electric oprovodyaschie objects is performed a number of measurements of stress on the electroconductive each object at different time points during each passage of electric current or each pause (preferably immediately after the termination of each passing an electric current).

Кроме того, поставленная цель достигается тем, что в заявленное устройство для измерений электрических характеристик электропроводящих объектов, в первом варианте, содержащее блок исследуемых объектов, блок токовой нагрузки, соединенные в последовательную электрическую цепь через схемы коммутации токовой цепи, входящие в блок схем коммутации токовой и измерительной цепей, позволяющий осуществлять электрическое соединение каждого электропроводящего объекта из блока исследуемых объектов с токовой нагрузкой из блока токовой нагрузки для прохождения электрического тока через электропроводящий объект, и позволяющий осуществлять электрическое подсоединение каждого электропроводящего объекта через схемы коммутации измерительной цепи к измерительному выходу для измерения напряжения на каждом электропроводящем объекте, блок управления, соединенный электрически с каждой из схем коммутации блока схем коммутации для управления предусмотренными в них коммутациями в заданной временной последовательности, введены отличия, состоящие в том, что блок исследуемых объектов выполнен с возможностью подключения к нему электрически извне различных электропроводящих объектов для проведения измерений, блок токовой нагрузки выполнен с возможностью подключения к нему электрически извне токовых нагрузок различного типа, включая как чисто резистивные токовые нагрузки, так и токовые нагрузки, обладающие собственным источником электрического напряжения или электрического тока, блок схем коммутации токовых и измерительных цепей выполнен с возможностью осуществления дополнительных функций электрического соединения каждого электропроводящего объекта из блока исследуемых объектов с соответствующей токовой нагрузкой из блока токовой нагрузки и каждого электропроводящего объекта последовательно во времени с каждой из выбранных токовых нагрузок для осуществления прохождения электрического тока через электропроводящие объекты. In addition, the goal is achieved by the fact that in the inventive device for measuring the electrical characteristics of electrically conductive objects, in the first embodiment, containing a block of the studied objects, a current load unit connected to a serial electric circuit via current circuit switching circuits included in the current and measuring circuits, allowing electrical connection of each electrically conductive object from the block of the studied objects with the current load from the current load block for the passage of electric current through an electrically conductive object, and allowing the electrical connection of each electrically conductive object through the switching circuit of the measuring circuit to the measurement output for measuring voltage on each electrically conductive object, a control unit electrically connected to each of the switching circuits of the block of switching circuits for controlling provided therein commutations in a given time sequence, differences are introduced, consisting in the fact that the block of the studied objects made with the ability to connect to it electrically from the outside of various conductive objects for measurements, the current load unit is configured to connect to it electrically from the outside of current loads of various types, including both purely resistive current loads and current loads having their own source of electrical voltage or electric current block circuit switching current and measuring circuits made with the possibility of additional functions of the electrical connection the perception of each electrically conductive object from the block of the studied objects with the corresponding current load from the current load unit and each electrically conductive object sequentially in time with each of the selected current loads for the passage of electric current through the electrically conductive objects.

В заявленное устройство из измерений электрических характеристик электропроводящих объектов, во втором варианте, содержащее блок исследуемых объектов, блок токовой нагрузки, соединенные в последовательную электрическую цепь через схемы коммутации токовой цепи, входящие в блок коммутации токовой и измерительной цепей, позволяющей осуществлять электрическое соединение каждого электропроводящего объекта из блока исследуемых объектов с токовой нагрузкой из блока токовой нагрузки для прохождения электрического тока через электропроводящий объект, и позволяющий осуществлять электрическое подсоединение каждого электропроводящего объекта к измерительному выходу для измерения напряжения на каждом электропроводящем объекте, блок управления, соединенный электрически с каждой из схем коммутации блока схем коммутации для управления предусмотренными в них коммутациями в заданной временной последовательности, введены отличия, состоящие в том, что кроме отличий первого варианта заявленное устройство дополнительно содержит разъем в измерительной цепи для возможности электрического подключения выходной электрической цепи внешнего источника постоянного напряжения последовательно в измерительную цепь, и содержит в блоке схеме коммутации токовой и измерительной цепей дополнительную схему коммутации в измерительной цепи, для возможности электрического подсоединения или не подсоединения подключенной электрической цепи внешнего источника постоянного напряжения последовательно в измерительную цепь, и схему в измерительной цепи, подсоединенную электрически к дополнительному разъему, для изменения постоянного напряжения, подаваемого в измерительную цепь от внешнего источника постоянного напряжения, при поступлении в эту схему соответствующих инициирующих электрических сигналов из блока генерации информационных и инициирующих сигналов, электрически подсоединенного к этой схеме и к измерительной цепи, для оповещения оператора и генерации инициирующих электрических сигналов, если напряжения, подаваемые в измерительную цепь выходят за пределы установленного для них диапазона. In the claimed device from measurements of the electrical characteristics of electrically conductive objects, in the second embodiment, containing a block of the studied objects, a current load unit connected to a serial electric circuit through current circuit switching circuits included in the current and measuring circuit switching unit, which allows for the electrical connection of each electrically conductive object from a block of objects under study with a current load from a block of current load to pass an electric current through an electric wire a connecting object, and allowing electrical connection of each electrically conductive object to a measurement output for measuring voltage at each electrically conductive object, a control unit electrically connected to each of the switching circuits of the block of switching circuits to control the switching provided in them in a given time sequence, differences are introduced, consisting of in that in addition to the differences of the first embodiment, the claimed device further comprises a connector in the measuring circuit for the possibility of electrical connection of the output electrical circuit of the external DC voltage source in series to the measuring circuit, and contains in the block circuit switching circuit of the current and measuring circuits an additional switching circuit in the measuring circuit, for the possibility of electrical connection or not connecting the connected electrical circuit of the external constant voltage source in series to the measuring circuit, and a circuit in the measuring circuit, electrically connected to an additional connector, for changing constant voltage supplied to the measuring circuit from an external constant voltage source, when the corresponding initiating electrical signals are supplied to this circuit from the information and triggering signal generation unit, electrically connected to this circuit and to the measuring circuit, to alert the operator and generate initiating electrical signals if voltages supplied to the measuring circuit are outside the range specified for them.

Кроме того, в частных исполнениях по п. 3 формулы изобретений, изобретение включает в себя средство для измерения напряжения, электрически соединенное с измерительным выходом и блоком генерации информационных и инициирующих сигналов и изменяющее диапазон измерений при поступлении соответствующих сигналов от последнего. В частных исполнениях по п. 2 или п. 3, заявленное устройство включает в себя дополнительные измерительную цепь и измерительный выход (например, разъем) для электрического подключения внешнего средства для измерения токов, протекающих через электропроводящие объекты, или включает в себя интерфейс, связанный электрически с измерительным выходом устройства для возможности вывода результатов измерения на накопитель информации, электрически связанный с интерфейсом, или включает интерфейс, связанный электрически со схемами коммутации токовых и измерительных цепей и с измерительным выходом для возможности подключения устройства к компьютеру для осуществления управления коммутациями, осуществления измерений, обработки результатов измерений, анализа результатов обработки измерений по программе, заложенной в компьютер, и выдачи результатов исследований в различной форме на различные выходные устройства компьютера. В других частных исполнениях заявленного устройства по п. 2 или п. 3 формулы изобретений блок схем коммутации токовых и измерительных цепей выполнен с возможностью осуществления электрического соединения каждого электропроводящего объекта независимо от состояния остальных электропроводящих объектов с каждой из выбранных токовых нагрузок для осуществления прохождения электрического тока через электропроводящий объект или выполнен с возможностью осуществления некоторого количества различных электрических подсоединений каждого электропроводящего объекта к измерительному выходу для измерения напряжений на электропроводящем объекте в заранее предусмотренных местах. In addition, in private versions according to claim 3 of the claims, the invention includes a means for measuring voltage, electrically connected to a measuring output and a unit for generating information and initiating signals and changing the measurement range upon receipt of the corresponding signals from the latter. In private versions according to claim 2 or claim 3, the claimed device includes an additional measuring circuit and a measuring output (for example, a connector) for electrically connecting an external means for measuring currents flowing through electrically conductive objects, or includes an interface electrically connected with a measuring output of the device for the possibility of outputting the measurement results to an information storage device, electrically connected to the interface, or includes an interface connected electrically to current switching circuits s and measuring circuits and the measuring outlet to allow the connection device to a computer to implement the switching control, of measurement processing of measurement results, the analysis of the measurement program processing results embodied in the computer, and outputting the results of research in various ways on various output device of the computer. In other private versions of the claimed device according to claim 2 or claim 3 of the claims, the block circuitry for switching current and measuring circuits is configured to electrically connect each electrically conductive object regardless of the state of the remaining electrically conductive objects from each of the selected current loads to allow electric current to pass through an electrically conductive object or is configured to implement a number of different electrical connections of each electric ktroprovodyaschego object to the measuring output for measuring voltage on an electrically conductive object in a pre-specified locations.

На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство содержит: блок 1 исследуемых объектов (БИО), изображенный для случая выполнения, при котором подключаемые извне новые исследуемые (электропроводящие) объекты (ИО) могут быть в виде двух или трехэлектродных ячеек, два электрода предназначены для прохождения электрического тока через исследуемый объект и измерения напряжения на нем, третий для измерения дополнительного, представляющего интерес, напряжения; блок токовой нагрузки (БТН), включающий набор 2 резистивных токовых нагрузок, схему 3 коммутации для возможности электрического соединения ИО с подключенной извне токовой нагрузкой, которая может быть как чисто резистивной, так и содержащей источник тока или источник напряжения, разъем 4 для электрического подключения извне к БТН токовой нагрузки, чисто резистивной или содержащей источник напряжения или источник тока; измерительный выход устройства (ИВ) 5, для подключения извне измерительного прибора; схему 6 коммутации из блока схем коммутации токовых и измерительных цепей (БСК) для электрического соединения каждого ИО с соответствующей токовой нагрузкой, схему 7 коммутации из блока БСК для электрического соединения каждого ИО последовательно во времени с каждой из выбранных токовых нагрузок, схему 8 коммутации из блока БСК, осуществляющую электрическое подсоединение каждого ИО к ИВ для измерения напряжения на ИО, эта схема, как и БИО, изображена для случая, когда возможно осуществление измерений основного и дополнительного напряжений на ИО (обобщение на многоэлектродный случай тривиально); блок 9 управления (БУ), осуществляющий коммутации, предусмотренные блоком БСК, в заданной временной последовательности. Схема коммутации 10 для электрического подсоединения дополнительной измерительной цепи и измерительный выход 11 для электрического подключения внешнего средства для измерения электрических токов, протекающих через электропроводящие объекты, входят в состав устройства в случае частного исполнения по п. 5 формулы изобретений. The drawing shows a block diagram of a device. The device contains: block 1 of the studied objects (BIO), depicted for the case of execution, in which the new connected studied (electrically conductive) objects (IO) from the outside can be in the form of two or three electrode cells, two electrodes are designed to pass an electric current through the studied object and measure voltage on it, the third to measure additional voltage of interest; current load unit (BTN), including a set of 2 resistive current loads, a switching circuit 3 for the possibility of electrically connecting the EUT with an external current load that can be either purely resistive or containing a current or voltage source, connector 4 for external electrical connection to an overhead current transformer, purely resistive or containing a voltage source or current source; measuring output of the device (IV) 5, for connecting from the outside of the measuring device; switching circuit 6 from a block of switching circuits for current and measuring circuits (BSK) for electrical connection of each IO with the corresponding current load, circuit 7 switching from a block of BSK for electrical connecting each IO sequentially in time with each of the selected current loads, switching circuit 8 from block BSK, which carries out the electrical connection of each EUT to the EUT to measure the voltage at the EUT, this diagram, like the BIO, is depicted for the case when it is possible to measure the main and additional voltage d on IO (generalization to the multi-electrode case is trivial); control unit 9 (CU), performing the switching provided by the BSK unit, in a given time sequence. A switching circuit 10 for electrically connecting an additional measuring circuit and a measuring output 11 for electrically connecting an external means for measuring electric currents flowing through electrically conductive objects are part of the device in the case of a private embodiment according to claim 5 of the claims.

В случае варианта заявленного устройства по п. 3 устройство дополнительно содержит блок 12 генерации информационных и инициирующих сигналов (БИС), электрически подсоединенный параллельно к измерительной цепи заявленного устройства, для оповещения оператора к генерации инициирующих электрических сигналов, если напряжения, подаваемые в измерительную цепь выходят за пределы установленного для них диапазона, и вместо непосредственного соединения одной из ветвей измерительной цепи с измерительным выходом 5 в эту ветвь дополнительно включены: разъем 13 для возможности электрического подключения выходной электрической цепи внешнего источника постоянного напряжения последовательно в измерительную цепь устройства, делитель 14 напряжения на постоянных сопротивлениях, схема 15 коммутации для измерения постоянного напряжения, подаваемого в измерительную цепь от внешнего источника постоянного напряжения при поступлении в эту схему соответствующих инициирующих электрических сигналов из блока 12 генерации информационных и инициирующих сигналов, и схема 16 коммутации, управляемая БУ и осуществляющая выбор режима измерения: с использованием источника постоянного напряжения в измерительной цепи заявленного устройства и без использования. In the case of a variant of the claimed device according to claim 3, the device further comprises a unit 12 for generating information and initiating signals (LSI), electrically connected in parallel to the measuring circuit of the claimed device, to alert the operator to generate initiating electric signals if the voltages supplied to the measuring circuit are outside the limits of the range set for them, and instead of directly connecting one of the branches of the measuring circuit with measuring output 5, this branch additionally includes we are: connector 13 for the possibility of electrical connection of the output electric circuit of an external constant voltage source in series to the measuring circuit of the device, voltage divider 14 at constant resistances, switching circuit 15 for measuring the constant voltage supplied to the measuring circuit from an external constant voltage source when entering this circuit the corresponding initiating electrical signals from the unit 12 for generating information and initiating signals, and the switching circuit 16, control Single carrying out accounting and measurement mode selection: using a source of direct voltage in the measuring circuit and the inventive device without use.

В случае частного исполнения заявленного устройства по п. 8 формулы изобретения, устройство дополнительно содержит интерфейс 17 (ИФ) и накопитель 18 информации. In the case of private execution of the claimed device according to claim 8, the device further comprises an interface 17 (IF) and an information storage device 18.

Отличительные элементы частного исполнения устройств, заявленных в пунктах 4, 6, 9 формулы изобретения, не изображены на чертеже. Принципиальная возможность осуществления устройств в этих частных исполнениях ясна из возможности осуществления устройства, заявленного в п. 3. В случае частного исполнения устройства по п. 6 формулы изобретений, вместо схемы 6 коммутации должна быть, например, своя, независимая схема коммутации для каждого из исследуемых объектов, управляемая блоком управления БУ и связывающая электрически по команде из БУ каждый из исследуемых объектов независимо с каждой из токовых нагрузок БТН. В случае частного исполнения устройства по п. 9 формулы изобретения, интерфейс 17 (ИФ) должен быть связан со схемами коммутации токовых и измерительных цепей 3, 6, 7, 8, 10 и 16 электрическими связями, аналогичными тем, которыми связан БУ 9 с этими схемами. Distinctive elements of a private implementation of the devices claimed in paragraphs 4, 6, 9 of the claims are not shown in the drawing. The fundamental possibility of implementing devices in these particular versions is clear from the possibility of implementing the device described in paragraph 3. In the case of a private device according to claim 6, instead of switching circuit 6, there should be, for example, its own independent switching circuit for each of the studied objects, controlled by the control unit BU and electrically connecting at the command of the control unit, each of the studied objects independently from each of the current load BTN. In the case of a private embodiment of the device according to claim 9, the interface 17 (IF) must be connected to the switching circuits of the current and measuring circuits 3, 6, 7, 8, 10 and 16 by electrical connections similar to those connected to the control unit 9 with these schemes.

Работа варианта устройства, заявленного в п. 2 формулы изобретений, реализующего заявленный способ измерений, происходит следующим образом. Исследуемые объекты электрически подключают к БИО. В БТН 2, 3, 4 заменяют или электрически подключают к нему необходимые токовые нагрузки. При необходимости к разъему 4 электрически подключают только выходную электрическую цепь требуемого источника или тока. К измерительному выходу 5 электрически подключают необходимый измерительный прибор. Устанавливают необходимые величины напряжений и тока в выходных электрических цепях подключенных к БТН источников напряжений и тока. Устанавливают режим работы устройства (времена срабатывания таймеров) в БУ 9 в соответствии с выбранной временной последовательностью прохождений электрического тока различной силы через исследуемые (электропроводящие) объекты (ИО) и временной последовательностью измерений в процессе прохождений электрического тока и пауз между ними. The operation of the variant of the device claimed in paragraph 2 of the claims that implements the claimed measurement method is as follows. The studied objects are electrically connected to the BIO. In BTN 2, 3, 4, the necessary current loads are replaced or electrically connected to it. If necessary, only the output electric circuit of the required source or current is electrically connected to connector 4. The measuring output 5 is electrically connected to the necessary measuring device. Set the necessary voltage and current values in the output electrical circuits of voltage and current sources connected to the BTN. Set the operating mode of the device (the time of operation of the timers) in the control unit 9 in accordance with the selected time sequence of the passage of electric current of various strength through the studied (electrically conductive) objects (IO) and the time sequence of measurements during the passage of electric current and pauses between them.

Работа устройства состоит в последовательности осуществлений двух основных независимых процедур: процедуры собственно измерения и процедуры прохождения тока через ИО. 0выбор определенной временной последовательности прохождений электрического тока различной силы через каждый ИО определяет токовую циклограмму, на которой реализуется процедура собственно измерений в заявленном способе. The operation of the device consists in a sequence of implementations of two basic independent procedures: the actual measurement procedure and the procedure for the passage of current through the IO. 0 the choice of a certain time sequence of passage of electric current of different strength through each IO determines the current sequence diagram, which implements the actual measurement procedure in the inventive method.

Процедура прохождения электрического тока через ИО заключается в следующем. Управляемая блоком БУ 9 схема коммутации 3 переводит блок БТН (2, 3, 4) на время прохождения электрического тока через один из ИО в одно из двух состояний: с токовыми нагрузками без источника напряжения или тока или с токовыми нагрузками, включающими источник напряжения или источник тока. Затем управляемая блоком БУ 9 схема коммутации 7 соединяет электрически на некоторое время один из ИО с одной из токовых нагрузок для осуществления прохождения электрического тока через ИО. Схема коммутации 7, блок токовых нагрузок БТН и блок управления БУ наиболее просто и автоматизировано реализуют необходимый в заявленном способе режим последовательного по времени прохождения электрического тока каждой величины (из допускаемых блоком токовых нагрузок) через каждый ИО. Устройство допускает возможность и одновременного прохождения электрического тока через несколько или все ИО. Это осуществляется с помощью коммутационной схемы 6, соединяющей электрически каждый из ИО с соответствующей токовой нагрузкой. The procedure for passing an electric current through the IO is as follows. The switching circuit 3, controlled by the BU 9 unit, transfers the BTN block (2, 3, 4) for the time the electric current passes through one of the IOs to one of two states: with current loads without a voltage or current source or with current loads including a voltage source or source current. Then, the switching circuit 7, controlled by the BU unit 9, electrically connects for a while one of the IOs with one of the current loads to allow electric current to pass through the IO. The switching circuit 7, the current load unit BTN and the control unit BU most simply and automatically implement the required in the claimed method mode of sequentially passing electric current of each value (from the current unit allowed by the unit) through each IO. The device allows the possibility of the simultaneous passage of electric current through several or all of the EUT. This is done using a switching circuit 6, which electrically connects each of the EUTs with the corresponding current load.

При реализации процедуры собственно измерения напряжения управляемая блоком БУ 9 схема коммутации 8 в заданные моменты времени после начала прохождения электрического тока или начала паузы подсоединяет электрически на некоторое время один из ИО к измерительному выходу 5 для измерения напряжения на ИО измерительным прибором. When implementing the procedure for measuring the voltage itself, the switching circuit 8 controlled by the BU 9 unit at specified times after the beginning of the passage of electric current or the beginning of a pause electrically connects one of the IOs to the measuring output 5 for measuring voltage on the IO by a measuring device.

Работа варианта устройства, заявленного в п.3 формулы изобретений, реализующего заявленный способ изобретений, отличается только в процедуре собственно измерения. При подготовке устройства к работе дополнительно ( по отношению к подготовке устройства по п. 2) к разъему 13 электрически подключают выходную электрическую цепь необходимого источника напряжения. В делителе напряжения 14, при необходимости, заменяют сопротивления. В БИС 12 устанавливают необходимый предел диапазона измерений напряжения и характер информационных и инициирующих сигналов, которые выдает БИС, если напряжение в измерительной цепи выходит за предел установленного для него диапазона. При установке режима работы устройства учитывают, что при осуществлении измерений напряжений на ИО электрическое подсоединение ИО к измерительному выходу 5 происходит в два этапа. Вначале с помощью схемы коммутации 8, а затем с помощью схемы коммутации 16 через некоторое время, необходимое для срабатывания блока БИС 12 и схемы коммутации 15. При использовании устройства в полуавтоматизированном режиме измерений измерение диапазона измерений и величины постоянного напряжения, подаваемого в устройство от внешнего источника постоянного напряжения производит оператор по сигналу БИС 12. The operation of a variant of the device claimed in claim 3 of the claims that implements the claimed method of inventions differs only in the measurement procedure itself. When preparing the device for operation, in addition (with respect to preparing the device according to claim 2), an output electric circuit of the required voltage source is electrically connected to the socket 13. In the voltage divider 14, if necessary, replace the resistance. The LSI 12 sets the necessary limit for the range of voltage measurements and the nature of the information and initiating signals that the LSI issues if the voltage in the measuring circuit exceeds the range specified for it. When setting the operating mode of the device, it is taken into account that when measuring voltage on the EUT, the electrical connection of the EUT to the measuring output 5 occurs in two stages. First, using the switching circuit 8, and then using the switching circuit 16 after some time necessary for the LSI unit 12 and switching circuit 15 to operate. When using the device in a semi-automated measurement mode, measure the measuring range and the constant voltage supplied to the device from an external source DC voltage is produced by the operator according to the BIS 12 signal.

При реализации процедуры собственно измерения напряжения для варианта устройства, заявленного в п.3, управляемые блоком БУ 9 схема коммутации 8 и схема коммутации 16 ( через некоторое время после срабатывания схемы коммутации 8) в заданные моменты времени после начала прохождения электрического тока или начала паузы подсоединяют электрически на некоторое время один из ИО к измерительному выходу 5 для измерения напряжения на ИО измерительным прибором и записи (для частного исполнения устройства по п.8 формулы изобретений) значения этого напряжения в накопитель информации 18. За временной интервал между срабатыванием схемы коммутации 8 и срабатыванием схемы коммутации 16 блок БИС 12 сравнивает значение измеряемого на ИО напряжения U с пределами установленного диапазона напряжений, и в случае, если U выходит за эти пределы, выдает информационный сигнал (звуковой, световой) и посылает соответствующий инициирующий сигнал в схему коммутации 15, переводя ее в нужное положение, и посылает информационный сигнал в интерфейс ( в случае устройства по п. 8 или 9) о переводе схемы коммутации 15 в новое положение. When implementing the procedure for measuring the voltage itself for the variant of the device claimed in clause 3, the switching circuit 8 and the switching circuit 16 (some time after the switching circuit 8 is triggered) are controlled by the BU 9 unit at specified times after the start of the passage of electric current or the beginning of a pause electrically for some time one of the IO to the measuring output 5 for measuring the voltage on the IO with a measuring device and recording (for a private embodiment of the device according to claim 8 of the claims) the values of this voltage voltage in the information storage device 18. During the time interval between the operation of the switching circuit 8 and the operation of the switching circuit 16, the LSI unit 12 compares the value of the voltage U measured by the IO with the limits of the specified voltage range, and if U goes beyond these limits, it outputs an information signal ( sound, light) and sends the corresponding initiating signal to the switching circuit 15, translating it to the desired position, and sends an information signal to the interface (in the case of the device according to claim 8 or 9) about the translation of the switching circuit 15 into new position.

Работа устройств, заявленных в зависимых пунктах 4 9 формулы изобретений, в плане реализации заявленного способа отличается только в процедуре собственно измерений и ясна из уже изложенного. The operation of the devices claimed in dependent claims 4 to 9 of the claims in terms of implementing the claimed method differs only in the measurement procedure itself and is clear from the foregoing.

Данное изобретение позволяет повысить плотность информации (информацию в единицу времени) при проведении измерений, так как проведение измерений в процессе прохождения электрического тока и релаксации при реализации последовательности прохождений электрического тока различной силы через исследуемые (электропроводящие) объекты позволяет практически без увеличения полного времени применения метода получать не только зависимости резистивных характеристик исследуемых объектов от величины силы протекающего через них электрического тока, но и соответствующие зависимости релаксационных характеристик и временную динамику резистивных и релаксационных характеристик исследуемых объектов в процессе прохождения электрического тока и релаксации. This invention allows to increase the density of information (information per unit time) during the measurement, since taking measurements during the passage of electric current and relaxation during the implementation of the sequence of passage of electric current of different strength through the studied (electrically conductive) objects allows to obtain, practically without increasing the total time of application of the method not only the dependence of the resistive characteristics of the studied objects on the magnitude of the strength of the electric flowing through them current, but also the corresponding dependences of the relaxation characteristics and the temporal dynamics of the resistive and relaxation characteristics of the studied objects during the passage of electric current and relaxation.

Заявленное устройство представляет собой универсальный и технически простой измерительный стенд, позволяющий реализовать способ автоматизировано для различных циклограмм прохождений электрического тока и измерений. При этом одновременно для некоторой совокупности различных электропроводящих объектов, требующих различных диапазонов измерений. Заявленное устройство расширяет круг исследований и одновременно круг исследуемых объектов, для которых может быть реализован автоматизированно данный способ, за счет возможности электрического подключения к блоку исследуемых объектов извне и проведения исследований объектов, требующих различных диапазонов измерений, например: датчиков параметров исследуемых объектов и экспериментальных ячеек, в частности многоэлектродных, с исследуемыми электропроводящими материалами, средами, структурами и обладающими внутренней электропроводностью устройствами, и за счет того, что блок токовых нагрузок позволяет использовать токовые нагрузки различного типа, и блок схем коммутации токовой и измерительной цепей позволяет осуществление различных циклограмм ток измерение при реализации заявленного способа. The claimed device is a versatile and technically simple measuring stand that allows you to implement the method automatically for various cyclograms of the passage of electric current and measurements. At the same time, for a certain set of different electrically conductive objects requiring different measurement ranges. The claimed device expands the range of studies and at the same time the range of studied objects for which this method can be implemented automatically, due to the possibility of electrical connection to the unit of studied objects from the outside and conducting research of objects requiring different measurement ranges, for example: sensors of parameters of the studied objects and experimental cells, in particular, multi-electrode, with the studied electrically conductive materials, media, structures, and having an internal electrical wire NOSTA devices, and by the fact that the block of current loads allows the use of different types of load current, and power switching circuits and the measuring current circuits allows the implementation of different switching times current measurement when carrying out the claimed method.

Список литературы:
1. Методы измерений в электрохимии. Т. 1,2. Под ред. Э. Егер и А. Залкинд. Перевод с англ. под ред. Ю. А. Чизмаджева. М.Мир. 1977.List of references:
1. Measurement methods in electrochemistry. T. 1.2. Ed. E. Jaeger and A. Zalkind. Translation from English under the editorship of Yu. A. Chizmadzheva. M. World. 1977.

2.Шехтман А.З. Электрохимия. 1991. Т. 27. С.284. 2. Shekhtman A.Z. Electrochemistry. 1991.Vol. 27. P.284.

3.Шехтман А.З. Электрохимия 1994. Т 30. c. 690(N5). 3.Shekhtman A.Z. Electrochemistry 1994. T 30. c. 690 (N5).

4. Сб. работ по химическим источникам тока. Вып. 3. 1968. "Энергия". c. 320 344. 4. Sat work on chemical current sources. Vol. 3. 1968. "Energy". c. 320 344.

5. Зорохович А. Е. и др. Устройства для заряда и разряда аккумуляторных батарей. М. "Энергия". 1975. 5. Zorokhovich A.E. et al. Devices for charging and discharging batteries. M. "Energy". 1975.

6. Theron Jacob J. et al. U. S.Patent 4290021. May 1, 1979. U.S.Cl. 324/429. Publ. Sep. 15, 1981. 6. Theron Jacob J. et al. U. S. Patent 4290021. May 1, 1979. U.S. Cl. 324/429. Publ. Sep. 15, 1981.

7. Froidevaux Jacgues H. U. S. Patent 4204162, Jan. 16, 1978. U.S.Cl. 324/430. 7. Froidevaux Jacgues H. U. S. Patent 4204162, Jan. 16, 1978. U.S. Cl. 324/430.

Claims

1. The method of measuring the electrical characteristics of electrically conductive objects, which consists in conducting a number of series of passage of electric current for a number of electrically conductive objects, each of which (series) is a set of consecutive time-passing electric currents of different strength through each electrically conductive object, alternating with pauses restoration of electrically conductive objects, voltage measurement at each electrically conductive object in each pause immediately before the beginning of each passage of electric current, measuring voltages at each electrically conductive object immediately before the termination of each passage of electric current, processing the measurement results and obtaining the electrical characteristics of electrically conductive objects, characterized in that when conducting series of passage of electric current through electrically conductive objects, a number of voltage measurements are carried out at each electrically conductive object at various points in time during e each passage of electric current or each pause after each termination of an electrical current.

2. A device for measuring the electrical characteristics of electrically conductive objects, containing a block of the studied objects, a current load block connected to a serial electric circuit through current circuit switching circuits included in the block of current and measuring circuit switching circuits, which allows electrical connection of each electrically conductive object from the block of the studied objects with a current load from the current load block for the passage of electric current through an electrically conductive object, allowing the electrical connection of each electrically conductive object through the switching circuit to the measurement output for measuring voltage at each electrically conductive object, a control unit electrically connected to each of the switching circuits of the block of switching circuits for controlling the switching provided therein in a predetermined time sequence, characterized in that the unit the studied objects is made with the possibility of connecting to it from the outside electrically different electrically conductive objects for conducting of measurements, the current load unit is configured to connect various types of electric current loads to it from the outside, including both purely resistive current loads and current loads having their own source of electric voltage or electric current, the block of switching circuits for current and measuring circuits is configured to additional functions of the electrical connection of each electrically conductive object from the block of the studied objects with the corresponding current load from the block and the current load and each conductive object sequentially in time with each of the selected current loads for the passage of electric current through the conductive objects.

3. A device containing a block of objects under study, a block of current load connected to a serial electric circuit through current circuit switching circuits included in a block of current and measuring circuit switching circuits, which makes it possible to electrically connect each electrically conductive object from the block of studied objects to the current load from the block current load for the passage of electric current through an electrically conductive object, allowing electrical connection of each electrically conductive about an object to a measuring output for measuring voltage at each electrically conductive object, a control unit electrically connected to each of the switching circuits of the switching circuit unit for controlling the commutations provided therein in a predetermined time sequence, characterized in that the unit of the objects under study is configured to connect to it from the outside of electrically different electrically conductive objects for measurements, the current load unit is made with the possibility of connecting to it from the outside electrically and current loads of various types, including both purely resistive current loads and current loads having their own source of electric voltage or electric current, the block of switching circuits for current and measuring circuits is made with the possibility of additional functions of electrical connection of each electrically conductive object from the block of objects under study with corresponding current load from the current load unit and each electrically conductive object sequentially in time with each and selected current loads for the passage of electric current through electrically conductive objects and further comprises a connector in the measuring circuit for the possibility of electrical connection of the output electrical circuit of an external constant voltage source in series to the measuring circuit and contains in the block circuit switching current and measuring circuits an additional switching circuit in the measuring circuit for the possibility of electrical connection or non-connection of the connected electrical circuit in external DC voltage source in series to the measuring circuit and a circuit in the measuring circuit, electrically connected to an additional connector for changing the DC voltage supplied to the measuring circuit from an external DC voltage source when the corresponding initiating electrical signals from the information and initiating signal generation unit enter this circuit, electrically connected to this circuit and to the measuring circuit to alert the operator and generate initiating The electrical signals, if the voltage supplied to the measuring circuit, beyond the range set for them.

4. The device according to p. 3, characterized in that it includes means for measuring voltage, electrically connected to the measuring output of the device and electrically connected to the unit for generating information and initiating signals and changing the measurement range upon receipt of the corresponding signals from the latter.

5. The device according to paragraphs. 2 or 3, characterized in that it includes an additional measuring circuit and a measuring output, for example, a connector for electrically connecting an external means for measuring electric currents flowing through electrically conductive objects.

6. The device according to p. 2 or 3, characterized in that the block of switching circuits for current and measuring circuits is configured to electrically connect each electrically conductive object regardless of the state of the remaining electrically conductive objects with each of the selected current loads to allow electric current to pass through the electrically conductive object .

7. The device according to p. 2 or 3, characterized in that the block circuit switching current and measuring circuits is configured to make a number of different electrical connections of each electrically conductive object to the measurement output for measuring voltages on an electrically conductive object in predetermined places.

8. The device according to p. 2 or 3, characterized in that it further includes an interface that is connected electrically with the measuring output of the device, for the possibility of outputting the measurement results to an information storage device that is electrically connected to the interface.

9. The device according to p. 2 or 3, characterized in that it further includes an interface connected electrically to the switching circuits of the current and measuring circuits and with a measuring output for the possibility of connecting the device to a computer for controlling switching, performing measurements, processing measurement results , analysis of the results of processing measurements according to the program embedded in the computer, and the issuance of research results in various forms to various output devices of the computer.