Электрохимический усилительный пентод
37258
ОllИ СA ÍÈÅ, ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 18.XII.1970 (№ 1602688/18-10) с присоединением заявки №вЂ”
Приоритет
Опубликовано 01 111.1973. Бюллетень № 13
Дата опубликования описания 3.V.1973
М. 1(л. Н 01o 9/22
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
УДК 621.375.024(088.8) Автор изобретения
Л. М. Лапидес
Экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущих станков
Заявитель
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬНЫЙ ПЕНТОД,1
Изобретение относится,к преобразователям электрических величи н и может быть использовано для прямого усиления постоянных и медленно меняющихся электрических сигналов в схемах автоматики, в измерительной технике и радиоэлектронике.
Известен электрохимический усилительный триод, HcIIoJIb30IBBiHHB которого обеспечивает высокий .коэффициент усиления, ничтожно малую величину нелинейных иакажений и iMaлый дрейф выходных сигналов.
Недостатком этого триода является его большая инерционность, обусловленная большим расстоянием от центра щели до ее границы (0,5 — 5,0 мм). Требуется мыного времени после подачи входных сигналов для установления постоянного распределения концентрации окисленных ионов iB щели. Поэтому триод может работать только тари частотах от 0,05 гц и ниже.
Цель изобретения — уменьшение инерционности электрохимического усилительного элемента.
Эта цель достигается путем размещения в электр охимическом усилительном элементе двух дополнительных электродов, электрически связанных друг с другом. Один из электродов (например, в виде сетки) располагается в щели (щелевой электрод), между выходным и общим электродами, а другой электрод — в .резервуаре (электрод резервуара).
Около электрода резервуара за счет конвекTHIBHbIx IIoToKoIB .поддерживается постоянная (исходная) концентрация окисленных ионов, 5 а около щелевого электрода концентрация окисленных НоНоВ повышается или убывает, в зависимости от полярности входных сигналов, За счет возникновения концентрационной э.д. с. между двумя дополнительными элек10 тродами протекает ток, выравнивающий концентрацию окисленных ионов в щели .и в резервуаре. Таким образом, ток, протекающий между д вумя дополнительными эле|ктродами, играет роль диффузии QKHlcJIBHHbIx ионов из
15 щели (ил и в щель) в из вестном усилительном трио де. После того как в предлагаемом устройст ве ток, проходящей между до полнительными электродами,,станет равньгм вход ному току, концентрация окисленных ионов в щели
20 стабилизируется, и выходной ток также перестает изменяться. Благодаря тому что расстояние между щелевым и общим электродом мало, время установления стабильного выходного тока после подачи входного сигнала в
25 предлагаемом пентоде значительно меньше, чем в известном усилительном триоде. Включив межДУ ДвУмЯ II01IIQJIiHHTBJIbiHbIMH электРодами регулируемое сопротивление, можно получить электрохимический усилительный эле30 мент с регулируемой чувствительностью.
372587
Предложенный пентод схематично показан на чертеже.
Пентод состоит из корпуса 1, диффузионного барьера 2 (например, .в виде стекля нного фильтра) и и нервных электродов: входного д, электрода резервуара 4, выходного 5, щелевого 6 и общего 7. Внутренний объем пентода заполнен электролитом, образующим с электро дами обратимую окислительно-восстановительную систему. Входное напряжение
U, подается на общий 7 и вход ной 3 электроды. На общий 7 и выходной 5 электроды подается на!пряжение, обеспечивающее,прохождение через эти электроды цредельного тока, диффузии. Электрод 4 резервуара и щелевой электрод 6 за корочены друг с другом через регулируемое со проти вление R.
Усилительный пентод работает следующим образом.
При U 0 в щели между выходными 5 и общим 7 электродами устанавливается линейное распределение концентрации окисленных ионов, при,которой на поверхности выходного электрода С=О, а у,поверхности общего электрода С=2С, (С, — исходная концентрация OIKHñëåííûõ ионов). При расположении щелевого электрода 6 на равном расстоянии от общего и выходнопо электродов концентрация окисленных ионов около щелевого электрода равенна С,. Около электрода, резервуара
4 KQHIlBHTpaIllHB окисленных ионов также равна С„и через сопротивление R ток не проходит. Выходной ток 1„„, проходящий через сопротивление нагрузки R, про порционален сред ней концентрации ок исленных ионов в щели, равной С,. При подаче входного сигнала U,,ïîäëåæàùåãî усилению, в за висимости от полярности этого сигнала средняя концентрация окисленных ионов увеличивается или уменьшается,,что приводит к возникновению концентрационной э.д. Ic. между щелевым электродом и электродом резервуара. В результате возникновения концентрационной э. д. с. через со противление R начинает проходить ток, и концентрация ноно в в резервуаре и щели частично выравнивается.
Через некоторое время после подач и входных сигналов уста на вли вается динамическое равновесие: скорость изменения концентрации в щели за счет прохождения входных сигналов,ком пен сируется обратньюм процессом за
5 счет прохождения тока между щелевым электродом и электродом резервуара. После того, как входной ток станет равным току, проходящему через со противление R, концентрация ок исленных ионо в в щели перестанет из10 меняться, и,выходной ток 1„, становится по.стоянным, соответствующим подаваемому входному напряжению. Из меняя величину сопротивления R, можно изменять крутизну хара ктеристики преобразования и величину не15 л инейных искажений. Например,,при R=oo (т. е. при отключении дополнительных электродов) 1„, экспоненциально зависит от
U, а при сравнительно малой величине R характеристика преоб разова ния линейна в
20 большом диапазоне входных напряжений.
Благодаря малому расстоянию между щелевым электродом и электродами выходной щели, инерционность описанного пентода на несколько порядков ниже инерционности из25 вестного элект рох имического усилительного триода.
Предмет изобретения
1. Электр охи ми ческий усилительный пен30 тод, содержащий корпус, заполненная электролитом, внутренняя полость которого разделена диффузионным барьером на резервуар и щель, inpmeM объем резервуара несоиз меримо больше о бъема щели, в которой размещены
35 общий и выходной инертные электроды, а входной электрод расположении в резервуаре, отличающийся тем, что, с целью уменьшения инерционности, между общинам и выходным электродами размещен дополнительный ще40 левой электрод, электрически связанный с электродом резервуара.
2. Пентод по in. 1, отличающийся тем, что, с целью получения характеристики различной крутизны и величины нелиней ных искажений, 45 между щелевым электродом и электродом резер вуа ра включено регулируемое сопротивление.
372587 и
Ае
Редактор Т. Орловская
Корректор Е. Денисова
Заказ 1200/13 Изд, № 299 Тираж 780 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
Составитель Г. Невская
Техред Е. Борисова
F— алых
