Патент ссср 381969

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Л1. Кл. 6 Oln 9/22

Н Oig 9,18

Заявлено 11 VI.1969 (№ 1337758/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 22.V.19(3. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 16.Л11.19 3

Комитет па делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР ДК 021 319.45(088,8) Авторы изобретения

А, П. Шорыгин и Э. В. Казарян

Институт автоматики и телемеханики

Заявитель

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ АДАПТИВНЫЙ ЭЛЕ1ттЕНТ

Изобретение относится к аналоговым элементам, использующимся в системах оптимизации, автоматического контроля, а также самоорган изующихся и самообучающихся системах.

Известны электрохимические адаптивные элементы, содержащие заполненную электролитом герметичную камеру с ответвляющимися от нее ртутно-капиллярными управляющими электродами и электродом считывания.

Однако, наличие разных материалов, соприкасающихся с электролитом (ртуть — у управляющих электродов и пластина — у считывающего электрода), приводит к появлению разности потенциалов между управляющими электродами и электродом считывания, что ведет к увеличению скорости дрейфа и может способствовать старению элемента при длительной эксплуатации. Наличие отпайки, сообщающейся с капилляром через узкое отверстие, приводит к появлению заметного дополнительного неизменного по величине сопротивления электролита по цепи считывания, что существенно уменьшает кратность изменения выходного сопротивления. Существенн ым недостатком является также герметизация всех трех выводов эпоксидным клеем. Мономер этого клея способен проникать в электролиг, в частности, вдоль слоя электролита между внутренней поверхностью капилляра и несмачивающей ее ртутью и способствует образованию пленки.

Предлагаемый элемент отличается от известных тем, что он снабжен, по меньшей мере, 5 одним дополнительным электродом, выполHpíHûì, как и электрод считывания, ртутнокапиллярным с диаметром, равным диаметру всех других ртутно-капиллярных электродов.

Такое выполнение элемента позволило уст10 ранить дрейф выходного сигнала, повысить температурную стабильность и обеспечить регулирование рабочего диапазона.

В предлагаемом устройстве использована

15 ртутно-капиллярная система, имеющая не менее, чем три границы раздела ртуть-электролит.

На чертеже схематически изображен описываемый элемент, выполненный в виде ртут20 но-капиллярного тетрода.

Тетрод состоит из трех стеклянных капилляров 1 — 8 с впаян ными в них по одному выводами 4 б на свободном конце, заполненными ртутью 7. Другие концы капилляров впая25 ны в общую камеру 8, заполненную электролитом 9 и имеющую ртутный электрод 10, а также отвод 11 для заполнения элемента ртутью и электролитом.

Сечение концов капилляров, соединяющихся

30 с полостью общей камеры, не пзмен яется.

381969

Электролитом служит применяемый в ртутных кулонметрах водный или спиртовой раствор одно- или двухвалентной соли ртути с добавкой иодистого калия.

Работа предлагаемого ртутно-капиллярного элемента основана на законе Фарадея: т =й JI„d о где и — масса выделившегося (или растворившегося) вещества на электроде, Й вЂ” электр охи мический эквивалент вещества, 1, — величин а входного тока, т — время ивтегрирования входной величины.

При подаче сигнала управления соответствующей полярности на выводы 4 и 5 ртуть переносится электролитически из одного капилляра в другой. Длина столбика электролита в одном из капилляров увеличивается, а в другом — уменьшается (за счет взаимного замещения растворившегося и выделившегося в капиллярах объема ртути). Так как удельное сопротивление электролита много больше, чем у ртути, то соответственно изменяется управляемое сопротивление за счет изменения длины столба электролита. Для считывания к электродам, например, 4 и 12 (или 5 и 12) подается переменный сигнал с частотой от нескольких десятков герц до несколько килогерц (синусоидальный либо импульсный биполярный сигнал}. Считывание можно производить также короткими униполярными импульсами достаточнюй скважности, так как при этом не происходит обнаруживаемого изменения выходного сопротивления.

Управляемое сопротивление элемента состоит из сопротивления столба электролита в капилляре R„ и сопротивления между концами капилляра, открытыми в камеру Ro».

4l»

x»dÄ где х — удельная электропроводнюсть электролита, 1» — длина промежутка капилляра, заполненного электролитом, 5 d» диаметр капилляра.

При достаточно большом диаметре камеры сопротивление выражается формулой: и

Ro. =

Э х»а »

10 где /г 1.

Общее сопротивление элемента по цепи управления Rz = (RI„+Rk,)+R„. Так как

4, + 4,))с4, то Лв R„, и сопротивление

15 элемента практически определяется длиной столба электролита l» в капилляре. Минимальное сопротивление элемента колеблется в пределах 20 — 40 ом, а максимальное значен ие сопротивления доходит до 2 — 3 ком, т. е.

20 кратность изменения сопротивления при этом не хуже 50:1.

При увеличении количества электродов можно осуществить температурную компенсацию в сочетании с остальными функциями

25 элемента, например, одновременное регулирование вектора и фазы напряжения.

Предмет изобретения

Электрохимический адаптивный элемент, содержащий заполненную электролитом герметичную камеру с ответвляющимися от нее ртутно-капиллярными управляющими электродами и электродом считывания, отличающийся тем, что, с целью устранения дрейфа выходного сигнала, повышения температурной стабильности и обеспечения регулирования рабочего

40 диапазона, он снабжен, по меньшей мере, одним дополнительным электродом, BbIIIQJIHeHIным, как и электрод считывания, ртутно-капиллярным с диаметром, равным диаметру всех других ртутно-капиллярных электродов.

381969

77

Составитель Г. Невская

Техред Л. Грачева Корректор Л. Царькова

Редактор С. Хейфиц

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2286/15 Изд. № 1513

ЦНИИГ1И Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4, 5