SU1017997A1 - Устройство поверки первичных преобразователей ионной активности в растворах - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ПОВЕРКИ ПЕРВИЧНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ИОННОЙ АКТИВНОСТИ В РАСТЮРАХ, содержащее электрод сравнени , подключеннЕ гй через реле к общей щине устройства, дополнительный KOH-paKTHtaA электрод, три коммутатора, реле по одному на каждое коммутируемое направление, вспомогательные реле, высокоомный согласующий преобразователь, вход которого соединен через реле с коммутаторами , а выход - с последовательно соединенными цифровьм вольтметром, .электронной клавишной вычислительной машиной и цифропечатаювим устройствЬм , о т л и ч а-ю щ е с  - тем, что, с целью повышени  точности поверки первичных преобразователей, дополнительно введены по два реле на каждое коммутируемое направление, а именно: два выхода первого кокмутатора , один выход второго коммутатора , повер емые, электроды, причем в каждой триаде реле по одному контакту каждого реле соединены Между собой, причём первое реле каждой триады нормально разомкнутым контактом соединено с коммутируе1«м направлением , второе реле каждой триады нормально замкнутым контактом соединено , с выходом высокоомного согласующего преобразовател , третье рел (Л каждой триады нормально раэомкнутёЬ контактом соединено с входе вьлбокос омного согласующего преобюазоват ал , причем реле, подключающие выходы первого и. второго ко Ф1утато ров., подсоединены непосредственнр к входу высокоомного согласующего преобразовател , а реле, подключающие повер емые индикаторные электроды, подсоед нены на вход высокоомндго согласующего преобразовател  череэ резис sl тор.; со со vl

Description

Изобретение относитс  к устройствам дп  потенциометрических измерений и может быть применено дл  измерени  электрохимического потенциала активности ионов в растворах и дп  поверкч параметров первичных преобразователей ионной активности. , Известно устройство дл  потенциометрических измерений активности ионов в растворах, состо щее из первичных преобразователей - индикаторных электродов, электрода сравнени , дополнительного электрода и вторичных высокоомных измерительных преобразователей с показываюЕЦими прибора- ми, по одному на каждый первичный преобразователь CllОднако в этом устройстве с увеличением числа индикаторных элек;гродов возрастает соответственно количество вторичныхJпреобразователей и показывающих 11риборов, что кроме удорожани  устройства вызывает необходимость в калибровке большого чи.сла вторичных измерительных преобразователей и показывающих приборов. Кроме того, устройство позвол ет измер ть параметры растворов, но его нельз  применить дл  поверки параметров первичных преобразователей активности ионов в растворах.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  поверки первичных преобразователей ионной активности в растворах, содержащее электрод сравнени , подключенный через реле к общей шине устройства, дополнительный контактнь1й электрод, три коммутатора, реле по одному на каждое коммутируемое направление, вспомогательные реле, высокоомный согласующий преобразователь, вход которого соединен через реле с коммутаторами, а выход - с последовательно соединенными цифровым- вольтметром, электронной клавишной вычислительной машиной (ЭКШ) , цифропечатаю1иим устройством 2

Однако при числе повер емых одновременно первичных преобразователей, внутреннее сопротивление которых достигает 10 Ом, равном 10 и при использовании электрометрических реле имеющих сопротивление между контактами на разрыв пор дка , погрешность измерени  электрохимического потенциала не может быть меньше величины 210 В дл  диапазона измерени  от О до ±2 8. Погрешность измерени  сопротивлени  изол ции электродов при тех же услови х не может быть меньше 10% в диапазоне до 10 Ом.

Цель изобретени  - повышение точности поверки первичных преобразователей .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее электрод сравнени , подключенный через реле к общей шине устройства.

дополнительный контактный электрод, три коммутатора, реле по одному на каждое коммутируемое направление, вспомогательные реле, высокоомный согласующий преобразователь, вход которого соединен через реле с коммутаторами , а выход - с последовательно соединенными цифровым, вольтметром, электронной клавишной вычислительной машиной (ЭКВМ) цифропечатаютим устройством , дополнительно введены по два реле на каждое коммутируемое направление , а именно: два выхода первого коммутатора, один выход второго коммутатора, повер емые электроды, причем в каждой триаде реле по одно;/;/ контакту каждого реле соединены между собой, причем первое реле каждой триады нормально разомкнутым контактом соединено с коммутируемым направлением , второе реле каждой триады нормально замкнутьм контактом соединено с выходом высокоомного согласующего преобразовател , третье реле каждой триады нормально разомкнутым контактом соединено с входом высокоомного согласующего преобразовател , причем реле, подключающие выходы первого и второго коммутаторов, подсоединены непосредственно к входу высокоомного согласующего преобразовател  а реле, подключающие повер емые индикаторные электроды, подсоединены на вход высокоомного согласующего преобразовател  через резистор.

На фиг. 1 представлена схема предслагаемого устройства, на фиг. 2 эквивалентна  схема прототипа; на фиг. 3 - эквивалентна  схема предлагаемого устройства (где - внутреннее сопротивление электрода; R сопротивление между контактами реле на разры, входное сопротивление ВС/ RH- нагрузка ВС; Е и Е .электрохимические потенциалы); на фиг. 4 и 5 - эквивалентные схемыустройств при измерении сопротивлени  изол ции дл  прототипа предлагаемого устройства соответственно.

Устройство (фиг. .1) содержит электрохимическую  чейку 1 с буферным раствором , электрод сравнени  2, повер емые индикаторные электроды 3, . .. , 3„, контактный электрод 4, вспомогательное реле 5, вспомогательное, реле б, коммутатор 7, служащий дл  калибровки устройства, коммутатор 8, состо щий из попеременно подключаемых резисторов 9, 92, ..., 9,, дл  измерени  сопротивлени  изол ции и внутреннего сопротивлени  повер емых индикаторных электродов, коммутатор 10, служащий дл  попеременного подключени  повер емых электродов в измер. тельную cxei через реле 11 ; 11, 12,,; 12: 13; 1з,

14 14 1d 14 1л J- / -14, i4, ..., 14, 14, 14 ,

ПОДсоединенНИК на вход высокоомного согласующего прербразовател  (0С) 15 Контакты реле с индексами и рабо тают на.замыкание, аГконтакты с индексами на размыкание при подключении соответствующего источника сиг нала на вход ВС 15. Указанные реле под однкм номером с индексами , , Ч , соединены междй собой одним из выводоа своих контактов. Реле с индексом вторым выводом контакта под соединены к источнику сигнала (комму татор 7, коммутатор 8, повер емые электроды 3, 32, ..., 3). Реле с индексом вторыми выводами своих контактов подсоединены к низкбомиому выходу ВС 15. Реле с индексом своими вторыми выводами контакта подсоединены на вход ВС 15, причем реле , ..., 14J1J .подсоединены к входу ВС 15 через согфотивление защиты. Экраны повер емых электродов в режиме измерени  электрохимическог пот-чнциала подсоедийены к выходу ВС 15, а в режиме измерени  сопротивлени  изол ции через контакт вспомогательного реле 16 на-них подаетс  опорное напр жение +V. Низкромный выход ВС 1.5 подав на цифровой вольтметр 17, кодовый выход которого подан на ЭКВМ 18, обеспечивающую управление коммутаторами и расчет повер емых параметров riep-r вичных Преобразователей, которые впечатываютс  подсоединенном к ЭКВМ 18 цифропечатаюЩем устройстве 1 - . . Устройство работает следующим образом , . : Измерение электрохимического потенциала с повер екых элекгродов. Рассмотрим из|иГерение значени  электрохимического потенциала с электрода 3. Сигналом управлени  с ЭКВМ 18 конт.актыреле 14, 1 4 каютс , а контакт реле 14, размыкаетс . Всё остальные реле, подклю- чающие к входу ЕС -IS другие источник сигнала, наход тс  в исходном положе нии. Подача н.а .экранЕЫ потенциала, практически равного измер емому (так как коэффициент передачи по напр жению дл  ВС 15 К 4), обеспечивает эквипотенциальное экранирование источника . сигнала 3. Дл  того, чтобы оценить преимущество предлагаемого устройства перед прототипом, рассмотрим их эквйвалентные схемы. Дл  простоты возьмем два канала (один замкнутый, другой разомкнутый), и оценим токи ;утечки , вызывающие взаимовли ние каналов Дл  точного йз «фени  электрохимического потенциад а (в данном случае Е) необходимо чтобы R зд « eir Тогда ток утечки Зу|. равен 3 « Е1-Ч . JVT I В реальных услови х R 10 Ом, а разность Е,,-Е2 У исправных электродов одного типа может достигать величины . Тогда ток утечки 3 2 -10 А. В случае различных электродов эта величина м©жет быть много больше.. На фиг. 3 представлена эквивалентна  схема предлагаемого устройства. Здесь ток утечки Зут,, из точки В в точку А определ етс  из соотношени  т - А-Ув . -Г R Ток утечки J-jfn из точки С в точку А выгл дит следующим образом - VA - Ус V А - УВ R Т.е. суммарные точки утечки, вызывающие в: аимовли ние каналов опре- дел ютс  выражением т 2 (Уд- УВ). R. . Исходим из реальных соображений, . что.величина Уд- Vg определ етс  . точностью коэффициента передач.и К и реальное ее значение Ю В дл  : диапазона от О до +2 В. 0,, Т.е. подобное включени1е реле уменьшает взаимовли ние каналов приблизительно на три пор дка, . если же повер емые электроды разнотипны , то выигрыш от предложенной схемы гораздо выше. . . Измерение сопротивлени  йзолгщии электродов. Пусть надо измерить сопротивление изсхл ции электрода 3 . Контакты реле 14.1, 14 замыкаютс , контакты реле 14, размыкаютс  и к входу 15 подсоедин етс  цепь электрода 3. Контакт вспомогательного реле 5 размыкаетс , вспомогательное реле 16 подсоедин - . ет на экранные оплетки электродов опорное напр жение +V. Контакта 13. и замыкаютс , а 13 размыкаютс , коммутатор 8 подсоедин етс  к входу 15 и с его помощью образуетс  делитель напр жени  между сопротивлением изол ции электрода 3-, и резисторами коммутатора 8. Аналогична  картина наблюдаетс  при измерении сопротивлени  изол ции остальных элект- родов. . Рассмотрим эквивалентные схешы устройств при измерении сопротивлени  изол ции дл  прототипа (фиг. 4) и предлагаемого устройства (фиг. 5). Дл  простоты рассматриваетс  слу-V чай дл  двух каналов: одного подкгао ченного измерительного канала и дщугого отключенного. Дл  обеих схем выполн етс  необходю-юе условие точного измерени  Кцо(один.из резисторов коммутатора 8)« R а также следугощее отсюда условие R.

R R

КОЛ

Не ограничива  общности рассуждени , можно считать все опорное напр жение fV приложенным к сопротивлению изол ции измер емого электрода RVO и сумме шунтирующих его сопротивлений: сопротивлени  изол ции 2-го электрода RMJO сопротивлени  контактами на разрыв подключающего реле R, Из этой схемы вытекает; ток

утечки не превыпшет величины

V

v- Исход  из прежних

. иь - соображений , суммарный ток утечки дл  схемы предлагаемого устройства

15

не прввьииает величины Зу, 3(УЛ - У)

R

Пусть R « 102ом, V 10 В, тогда ток утечки дл  экви.валентной схемы прототипа 3,, Ю а дл  схемы предложенного устройства

З-Ю-ЭА.

Очевидно резкое уменьшение взаимовли ни  измерительных каналов и в этом случае.

Из эквивалентной схегчи прототипа можно вычислить, что при числе измерительных каналов равном 10 и измер емого сопротивлени  изол ции равного Ю Ом, погрешность измерени  сопротивлени  не лучше 10%. Дл  схемы предлагаемого устройстйа, задавшись этой точностью, можно резко снизить требовачи  к реле, увеличить диапазон измерени  сопротивлений изол ции, увеличить число повер емых электродов , у которых имеетс  сопротивление изол ции..

Pui2

ФигЛ

К0М

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ПОВЕРКИ ПЕРВИЧНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ИОННОЙ АКТИВНОСТИ В. РАСТВОРАХ, содержащее электрод сравнения, подключенный через реле к общей шине устройства, дополнительный контактный электрод., три коммутатора, реле по одному на каждое коммутируемое направление, вспомогательные реле, высокоомный согласующий преобразователь, вход которого соединен через реле с коммутаторами, а выход - с последовательно соединенными цифровым вольтметром, электронной клавишной вычислительной машиной и цифропечатающим устройствЪм, о т л и ч а-ю щ е с я- тем, что, с целью повышения точности поверки первичных преобразователей, дополнительно введены по два реле на каждое коммутируемое направление, а именно: два выхода первого коммутатора, один выход второго коммутатора, поверяемые электроды, причем в каждой триаде реле по одному контакту каждого реле соединены между собой, причём первое реле каждой триады нормально разомкнутым контактом соединено с коммутируемом направлением, второе реле каждой триады нормально замкнутым контактом соеди- _β нено. с выходом высокоомного согласу- S ющего преобразователя, третье рел^ каждой триады нормально разомкнутом контактом соединено с входом высокоомного согласующего преобразователя, причем реле, подключающие выходы первого и. второго коммутаторов, подсоединены непосредственhq к входу высокоомного согласующего преобразователя, а реле, подключающие поверяемые индикаторные электроды, подсоединены на вход высокоомного согласующего преобразователя через резистор .