SU924721A1 - Интегрирующее устройство - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, а конкретнее к устройствам дл  интегрировани  длительных измен ющихс  во времени электрических сигналов, например тока, и может быть использовано, в частности, при проведении кулонсметрического анализа..

Известны устройства дл  проведени  длительного интегрировани , выполненные на основе электрохимических преобразователей информации 1J.

Наиболее высокими эксплуатационными характеристиками обладают интеграторы , использующие электрохимические преобразователи с твердофазным электролитом. В данных устройствах количество протекающего электричества преобразовываетс  электрохимическ;1м преобразователем в пропорциог нальное напр жение, которое измер ете Г вольтметром 2.

Недостатком известного устройства  вл етс  ограниченна  точность интегрировани  , обусловленна  нелинейностью преобразовани  кдличествщ .§л§к рйче@т1§ S наир кенйе. Крем§ IQ г@, 8 н@м )it4@H предел tfUferpM (ровани  иэ-эа ограничени  уровн  до- пустимого напр жени  на электсщческом преобразователе, выше которого в нем начинаютс  побочные, неосновные процессы.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  интегрирующее устройство, содержащее электрический преобразователь , который через переключатель тока подключен к источнику эталонного тока, и хронометр, измер ющий сум10 марное врем  этого подключени . Периодическое подключение осуществл ют с помощью тактового (инфранизкочастотного ) генератора, а отключение пороговым устройством 3.

15

Недостатком известного  вл етс  снижение точности интегрировани  с расширением днапазона интегрирующего тока. Входной ток электрохимичес20 ких преобразователей может мен тьс  в 10 раз. Во столько же раз в известном устройстве при пернодическом подключенин источника эталонногр тока будет мен тьс  врем  компен25 сации в отдельных циклах интегрировани . Следовательно, пропорциональН9 уменьшению 1ЙОЙН&Г9 тбка будет p3@fH {1@ррешнев ь н§м@р@ни  1рем@нн т отдельном цикле, а в результате 30 и пограцность интегрировани . Цель изобретени  - повышение точности интегрировани . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в интегрирующее устройство, содержащее интегрирующий электрохимический преобразователь, вход которого ,  вл ющийс  входом интегрирующе го устройства, через переключатель тока соединен с источником эталонного тока, и суммирующий хронометр, введен ключ и гистерезисный компаратор , сигнальный вход которого подключен к выходу интегрирующего электрохимического преобразовател , вход обнулени  через ключ соединен с шиной нулевого потенциала, а выход через разделительный диод подключен уп равл ющим входом переключател  тока и суммирующего хронометра. Гистерезисный компаратор выполнен на дифференциальном операционном усилителе, выход которого,  вл ющийс  выходом гистерезисного компаратора , через последовательно соединенные второй разделительный диод и первый масштабный резистор подключен к неинвертирующему входу дифференциаль ного операционного усилител , соединенному через второй масштабный резистор с шиной нулевого потенциала, причем инвертирующий вход дифференциального операционного усилител   вл етс  сигнальным входом, а общий вывод масштабных резисторов - входсЭм обнулени  гистерезисного компаратора На фиг. 1 приведена схема интегрирующег э устройства; на фиг. 2 - временна  диаграмма напр жени  на электрическом интегрирующем преобразователе . . Интегрирующее устройство содержит электрический интегрирующий преобраз -ватель 1,твердофазный трехэлектрод,к входу которого подключены последовательно соединенные источник 2 эталон ного тока J э и переключатель 3 тока, к выходу - вход гистерезисного компа ратора 4,выход которого подключен к управл ющим входам переключател  3 тока и суммирующий хронометр 5 через разделительный диод 6. На вход электрохимического интегрирующего преобразовател  1 подаетс  входной ток Jgytt) Гистерезисный компаратор 4 выполнен на дифференциальном операционном .усилителе 7,охваченном положительной обратной св зью через масштабные резисторы 8 и 9.В разрыв цепи обратной сви зи включен разделительный диод 10 между входом обнулени  гистерезисного компаратора и шиной нулевого потенциала включен ключ 11. Устройство работает следующим образом . При проведении интегрировани  напр жение . 2) на электрохимическом интегрирующем преобразователе растет пропорционально количеству электричества, прошедшего через него. При достижении Uj, уровн  UCP , определ емого соотношением сопротивлений резисторов 8 и 9, а также максимальным значением выходного напр жени  дифференциального операционного усилител  7,, последний переходит из одного по пол рности граничного состо ни  в другое и подает на управл ющие входы переключател  3 тока и суммирующего хронометра 5 управл ющий сигнал. В результате начинаетс  компенсаци  и измерение при этом времени, т.е. считывание информации. Благодар  тому, что За - эталонный ток - противопоп рен входному, а по величине больше последнего, .напр жение Ugn начинает спадать(фиг. 2 (t). Благодар  наличию диода 10 напр жение обратной св зи П1эи этой пол рности отсутствует, чтообеспечивает в такте компенсации (считывани ) работу компаратора 4 как нуль-органа, причем со стабильным уровнем срабатывани . При достижении Uj нул  ( . 2) усилитель 7 вновь переходит в первоначальное граничное состо ние, в результате снимаетс  управл ющий сигнал и у усилител  7 по вл етс  напр жение UCP обратной св зи. Все описанное цикл ически повтор етс . Хронометр 5 суммирует отрезки времени ( фиг. 2) компенсации. После окончани  интегрировани  (tg,, - фиг. 2) необходимо на мгновение з кнуть (вручную или от командного устройства ) ключ 11, что обеспечивает пропадание напр жени  обратной св зи и перевод схемы в режим компенсации (считывани ) независимо от значени  Ugn В ЭТО врем . Таким образом, в предлагаемом устройстве подключение источника эталонного тока происходит по мере достижени  напр жени  в элект эохимическом преобразователе определенного уровн , а не периодически, как в известном устройстве, это значительно снижает диапазон времени компенсации в отдельных циклах при изменении уровн  входного (интегрируемого) тока. Например, если уровень эталонного тока всего на 20% превышает значение максимального входного тока, то при изменении последнего от максимума до нул  врем  компенсации в отдельных . циклах будет мен тьс  всего в 6 раз (вместо Ю раз) , что обеспечивает существенное повышение точности интегрировани . Конкретное значение погрешности интегрировани , обусловленной неточностью измерени  времени компенсации при этом, зависит от дискретизации (при цифровом измерении времени) в измерении времени, а так- же от инерционности переключени  тока,

Claims (2)

Формула изобретения

1. Интегрирующее устройство, содержащее интегрирующий электрохимический преобразователь, вход которого, являющийся входом интегрирующе- 5 го устройства, через-переключатель тока соединен с источником эталонного тока, и суммирующий хронометр, отличающееся тем, что, с целью повынения точности интегриро- 10 вания, в него введены ключ и гистерезисный компаратор, сигнальный вход которого подключен к выходу интегрирующего электрохимического преобразователя, вход обнуления через ключ ,5 соединен с шиной нулевого потенциала, а выход через разделительный диод подключен к управляющим входам переключателя тока и суммирующего хронометра. 20

*2. Устройство по п. ^отличающее с я тем, что гистерезисный компаратор выполнен на/дифференцйальном операционном усилителе, выход которого, являющийся выходом гис терезисного компаратора, через последовательно соединенные разделительный диод и первый масштабный резистор подключен к неинвертирующему входу дифференциального операционного усилителя, соединенному через второй масштабный резистор с шиной нулевого потенциала, причем инвертирующий вход дифференциального операционно•го усилителя является сигнальным входом, а общий вывод масштабных резисторов - входом обнуления гистерезисного компаратора.