SU974285A1

SU974285A1 - Device for measuring current density in electrolytes

Info

Publication number: SU974285A1
Application number: SU813293081A
Authority: SU
Inventors: Сергей Кронидович Водеников; Владимир Петрович Шляпин; Сергей Юрьевич Шаров
Original assignee: за вители
Priority date: 1981-05-27
Filing date: 1981-05-27
Publication date: 1982-11-15

Description

Изобретение относится к из мерит ел ьной технике и может быть использовано для определения плотности тока в электролитах любого состава.The invention relates to measuring technology and can be used to determine the current density in electrolytes of any composition.

Известно устройство для определения плотности тока в электролитах, содержа- s щее трансформаторный датчик, выполненный в виде магнитного усилителя с разнесенными тороидальными сердечниками, помещенными в цилиндрический магнитный экран с калиброванным отверстием, Ю симметричным относительно сердечников, и измерительный прибор. Принцип действия устройства основан на измерении напряженности магнитного поля, создаваемого током электролита в объеме, заклю- ¹⁵ченном в цилиндрическом экране с калиброванной площадью сечения [11A device is known for determining the current density in electrolytes, comprising a transformer sensor made in the form of a magnetic amplifier with spaced toroidal cores placed in a cylindrical magnetic screen with a calibrated hole symmetrical with respect to the cores, and a measuring device. The operating principle of the device is based on measuring the magnetic field generated by the current in the electrolyte volume zaklyu- chennom ¹⁵ in a cylindrical screen with a calibrated cross-sectional area [11

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения плотности тока в электролитах, содержащее последовательно соединенные индукционный датчик, автогенератор, смеситель, фильтр нижних час2 тот И индикатор, причем к управляющему входу смесителя подключен опорный генератор [21.The closest in technical essence to the proposed one is a device for measuring current density in electrolytes, containing a series-connected induction sensor, a self-oscillator, a mixer, a lower-frequency filter AND indicator, and a reference generator connected to the control input of the mixer [21.

Недостатком известного устройства является использование одного индукционного датчика и одного канала измерения, что предполагает градуировку устройства в координатах частота - ток.A disadvantage of the known device is the use of one induction sensor and one measurement channel, which involves graduating the device in frequency-current coordinates.

В силу нелинейной зависимости частоты автогенератора от напряженности магнитного поля, создаваемого током в электролите, градуировочная кривая будет также нелинейной.Due to the nonlinear dependence of the oscillator frequency on the magnetic field generated by the current in the electrolyte, the calibration curve will also be nonlinear.

Вследствие магнитного гистерезиса индукционного датчика эта зависимость будет неоднозначной, т.е. одному и тому же значению тока будут соответствовать различные магнитные состояния индукционного датчика в зависимости от того, в каком направлении по кривой намагничивания перемещается рабочая точка. Соот—, ветственно различной будет и частота автогенератора. Все это вместе приводит к существенной погрешности измерения.Due to the magnetic hysteresis of the induction sensor, this dependence will be ambiguous, i.e. different magnetic states of the induction sensor will correspond to the same current value, depending on the direction in which the operating point moves along the magnetization curve. Correspondingly, the frequency of the oscillator will be correspondingly different. All this together leads to a significant measurement error.

Цель изобретения - повышение точности измерения плотности тока в электролите.The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring current density in the electrolyte.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения плотности тока в электролитах, содержащее 'последовательно соединенные первые индукционный датчик, автогенератор, смеситель, фильтр нижних частот и счетчик, образующие канал измерения плотности тока в электролите, и опорный генератор, подключенный ко второму входу 'СмеЪйте? ля, дополнительно введены цифро-аналоговый преобразователь канала измерения плотности в электролите, последовате- >. 15 льно соединенные вторые индукционный датчик, автогенератор, смеситель, фильтр нижних частот-и счетчик, образующие канал измерения тока компенсации, цифроаналоговый преобразователь канала изме- 20 рения тока компенсации, блок сравнения, генератор тока компенсации и измеритель тока, причем входы блока сравнения через ‘упомянутые цифро-аналоговые преобразователи соединены с выходами обоих кана- 25 лов, его выход через последовательно соединенные генератор тока компенсации и измеритель тока соединен со входом второго индукционного датчика, а второй вход второго смесителя соединен с выходом ₃θ опорного генератора.This goal is achieved in that in a device for measuring the current density in electrolytes, containing 'connected in series the first induction sensor, oscillator, mixer, low-pass filter and a counter forming a channel for measuring current density in the electrolyte, and a reference generator connected to the second input' Laugh? For, an additional digital-to-analog converter for measuring the density in the electrolyte is introduced, followed by>. 15 connected second induction sensor, oscillator, mixer, low-pass filter and counter, forming a compensation current measuring channel, digital-to-analog converter of the compensation current measuring channel, comparison unit, compensation current generator and current meter, the inputs of the comparison unit through ' the mentioned digital-to-analog converters are connected to the outputs of both channels, its output through a series-connected compensation current generator and a current meter connected to the input of the second induction sensor a, and the second input of the second mixer is connected to the output ₃ θ of the reference generator.

На чертеже изображена схема устройства для измерения плотности тока в элек тролитах.The drawing shows a diagram of a device for measuring current density in electrolytes.

Устройство содержит канал 1 измере- ₃$ ния плотности тока в электролите, состоящий из последовательно соединенных первого индукционного датчика 2, помещенного в электролит, автогенератора 3, первого смесителя 4, первого фильтра 5 ниж-₄₀них частот и первого счетчика 6, причем ко второму входу первого' смесителя, под- , ключей выход опорного генератора 7, ;ка-, нал 8 измерения тока компенсации, состоящий из последовательно соединенных второго индукционного датчика 9, второго автогенератора 10, второго смесителя 11, второго фильтра 12 нижних частот и второго счетчика 13, причем ко второму входу второго смесителя подключен выход опорного генератора 7. Выход канала 1 измерения плотности тока в электролите подключен ко входу цифро-аналогового преобразователя 14, выход которого соединен со входом блока 15 сравнения, второй вход 'которого соединен с выходом цифро- ⁵⁵аналогового преобразователя 16 канала 8 измерения тока компенсации. Выход блока 15 сравнения соединен со входом управля4 емого генератора 17 тока, который через измеритель 18 тока подключен ко'входу второго датчика. ;The apparatus 1 comprises a measurement channel ₃ $ Nia current density in an electrolyte consisting of a serially connected first induction sensor 2 placed in the electrolyte, the oscillator 3, the first mixer 4, 5 of the first filter ₄₀ are the lower frequencies and the first counter 6, wherein the second the input of the first mixer, sub-, keys, the output of the reference generator 7,; ka-, nal 8 measuring the compensation current, consisting of a second connected induction sensor 9, a second oscillator 10, a second mixer 11, a second low-pass filter 12 and the counter 13, and the output of the reference generator 7 is connected to the second input of the second mixer 7. The output of the channel 1 for measuring the current density in the electrolyte is connected to the input of the digital-to-analog converter 14, the output of which is connected to the input of the comparison unit 15, the second input of which is connected to the digital output - ⁵⁵ analog transducer 16 channel 8 compensation current measurement. The output of the comparison unit 15 is connected to the input of a controlled current generator 17, which is connected to the input of the second sensor through a current meter 18. ;

Устройство работает следующим образом. 5 Постоянный ток в электролите, протекая через калиброванное сечение первого индукционного' датчика 2, изменяет его индуктивность, в результате чего изменяется частота колебаний первого автогенератора 10 3. Это приводит к изменению частоты биений на выходе первого смесителя 4 и сигнала биений, выделяемого первым фильтром 5 нижних частот. При этом с ростом частоты биений показания первого счетчика 2 увеличиваются. Показания первого счетчика 6 преобразуются в аналоговую форму цифро-аналоговым преобразователем 14 канала измерения плотности тока в электролите и подаются на вход блока 15 сравнения, на второй вход которого поступает сигнал с цифро-аналогового преобразователя 16 канала измерения тока компенсации. В случае отличия тока в электролите и тока компенсации на выходе блока 15 сравнения вырабатывается сигнал, изменяю-, щий ток компенсации посредством управляемого генератора 17 тока компенсации таким образом, чтобы значение тока компенсации приближалось к значению тока в электролите. Ток компенсации, пройдя через измеритель 18 тока, попадает на вход второго индукционного датчика, находящегося вне электролита и, изменяя его индуктивность, меняет частоту колебаний второго автогенератора 10, частоту биений на выходе второго смесителя 11 и показания’второго счетчика 13, что вызывает изменение потенциального уровня на выходе цифро-аналогового преобразователя 16 канала измерения тока компенсации.The device operates as follows. 5 The direct current in the electrolyte, flowing through the calibrated section of the first induction sensor 2, changes its inductance, as a result of which the oscillation frequency of the first oscillator 10 3 changes. This leads to a change in the beat frequency at the output of the first mixer 4 and the beat signal emitted by the first filter 5 low frequencies. Moreover, with an increase in the beat frequency, the readings of the first counter 2 increase. The readings of the first counter 6 are converted into analog form by a digital-to-analog converter 14 of the channel for measuring the current density in the electrolyte and fed to the input of the comparison unit 15, the second input of which receives a signal from the digital-to-analog converter 16 of the channel for measuring the compensation current. If the current in the electrolyte and the compensation current differ at the output of the comparison unit 15, a signal is generated that changes the compensation current by means of a controlled compensation current generator 17 so that the value of the compensation current approaches the value of the current in the electrolyte. The compensation current, passing through the current meter 18, enters the input of the second induction sensor located outside the electrolyte and, changing its inductance, changes the oscillation frequency of the second oscillator 10, the beat frequency at the output of the second mixer 11 and the readings of the second counter 13, which causes a change in the potential level at the output of the digital-to-analog converter 16 of the channel for measuring the compensation current.

Таким образом, в установившемся режиме ток компенсации будет равен току в электролите через колиброванное сечение первого индукционного датчика и измеряется точным измерителем 18 тока. Кроме того, магнитное состояние первого и второго индукционных датчиков изменяется одинаково, что позволяет исключить влияние магнитного гистерезиса их сердечников, на точность измерений. Введение второго канала с индукционным датчиком, через который пропущен провод с током компенсации, позволяет автоматически поддерживать ток компенсации равным току в электролите через калиброванное сечение первого индукционного датчика и измерять ток компенсации не974285 посредственно измерителем тока. В результате отпадает необходимость в специальной градуировке устройства. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения плот- 5 ности тока в 'электролитах..Thus, in the steady state, the compensation current will be equal to the current in the electrolyte through the calibrated section of the first induction sensor and is measured by an accurate current meter 18. In addition, the magnetic state of the first and second induction sensors changes identically, which eliminates the influence of the magnetic hysteresis of their cores on the measurement accuracy. The introduction of the second channel with an induction sensor, through which a wire with a compensation current is passed, allows you to automatically maintain the compensation current equal to the current in the electrolyte through a calibrated cross section of the first induction sensor and measure the compensation current directly from the current meter. As a result, there is no need for special calibration of the device. Thus, the proposed device can improve the accuracy of measuring current density in electrolytes.

Claims

The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the current density in the electrolyte. The goal is achieved by the fact that a device for measuring the current density in electrolytes, which contains the first inductive sensor, an autogenerator, a mixer, a low-pass filter and a counter, which form a channel for measuring the current density in the electrolyte, and a reference generator connected to the second input of the Electrolyte , additionally introduced a digital-to-analog converter for measuring the density in the electrolyte, a series of second connected induction sensors, an auto-oscillator, a mixer, a bottom filter x frequency counter to form the compensation current measurement channel, digital 5 tax converter of the compensation current measuring channel, comparator unit, compensation current generator and current meter, the comparator inputs of the mentioned digital-analog converters connected to the outputs of both channels, its output through the compensation current generator connected in series and the current meter are connected to the input of the second induction sensor, and the second input of the second mixer is connected to the output of the reference generator. The drawing shows a diagram of a device for measuring current density in electrolytes. The device contains a channel 1 for measuring the current density in the electrolyte, consisting of the first inductive sensor 2 connected in series, placed in the electrolyte, the auto generator 3, the first mixer 4, the first low pass filter 5 and the first counter, and the second input. nepaoFo mixer. connect the output of the reference generator 7,: channel 8 measuring the compensation current, consisting of the second induction sensor 9, the second autogenerator 1O, the second mixer C of the second low-pass filter 12 and the second counter 13, and the second input of the second mixer the output of the reference generator 7 is connected. The output of the I current density measurement channel in the electrolyte is connected to the input of a digital-analogue generator 14, the output of which is connected to the input of the comparator unit 15, the second input of which is connected to the output of the digital converter 16 analog trunk channel 8. current compensation measurement. The output of the comparator unit 15 is connected to the input of a controlled current generator 17, which is connected via a current meter 18 to the input of the second sensor .; The device works as follows. The constant current in the electrolyte, through the calibrated cross section of the first induction sensor 2, changes its inductance, resulting in a change in the oscillation frequency of the first auto-oscillator 3. This leads to a change in the beat frequency at the output of the first mixer 4 and the beating signal 5 low frequencies. As the beat frequency increases, the readings of the first counter 2 increase. The readings of the first counter 6 are converted into analog form by a digital-to-analog converter 14 of the current density channel in the electrolyte and are fed to the input of the comparator unit 15, the second input of which receives a signal from the digital-to-analog converter 16 of the compensation current measurement channel. In the case of a difference in current in the electrolyte and a compensation current at the output of the comparison unit 15, the signal is absorbed, the 1b-h current of compensation is varied by means of an angled compensating current generator 17 so that the value of the compensation current approaches the value of the current in the electrolyte. The compensation current, passed through the current meter 18, goes to the input of the second induction sensor, which is outside the electrolyte and, changing its inductance, changes the oscillation frequency of the second auto-oscillator 10, the beat frequency at the output of the second mixer 11 and the BTOpoi o counter 13 readings, which causes a change in the povdialny level at the output of the digital-analog converter 15 of the channel for measuring the compensation current ..-. Thus, in the steady state, the compensation current will be equal to the current in the electrolyte through the gauge section of the first induction sensor and measured with an accurate current meter 18. In addition, the magnetic state of the first and second induction sensors varies in the same way, which eliminates the influence of the magnetic hysteresis of their cores on the measurement accuracy. The introduction of a second; K; analog with an induction sensor through which the wire with a compensation current passes allows the compensation current to be automatically equal to the current in the electrolyte through the calibrated section of the first induction sensor and measure the compensation current directly with a current meter. In re. As a result, there is no need for a special scrubbing device. Thus, the proposed device allows JMOT to improve the accuracy of measuring current density in electrolytes .. Formula from the acquisition Device for measuring current density in electrolytes containing the first inductive sensor, autogenfator, mixer, low-pass filter and counter, connected in series, forming a density measurement channel current in the electrolyte, and a reference generator connected to the second input of the mixer, which is distinguished by the fact that, in order to improve the measurement accuracy, digital-analogue a transducer for measuring the current density in the electrolyte, serially connected second induction sensors, an auto-oscillator, a mixer, a low-pass filter and counting, forming the compensation current measurement channel, c | ro-analog) 1 compensator current channel generator, comparison unit, compensation current generator and current measurement, the comparison block inputs through the above digital-analog converters connected to the outputs of both channels, its Output through a series-connected compensation current and measuring meter with the input BTqporo of the induction sensor, and the input of the second mixer is connected to the output of the supports of the generator. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate Ms 480967, cl. Q O1NJ27 / 02, 1973.

2. Authors certificate USSR NC 547701, cl. Q 01 R 19/00, 1975 (prototype).