Измеритель комнлексных сопротивлений

 

iw в о и и-с сА нЧЙ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (») 424080

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 28.02.72 (21) 1752853/18-10 с присоединением заявки ¹ (32) Приоритет

Опубликовано 15.04.74. Бюллетень ¹ 14

Дата опубликования описания 19.09.74 (5!) М. Кл. С 01г 19 00

Государственный комитет

Совета Министров СССР оа делам изобретений и открытий (53) УДК 621.350(088.8) (72) Авторы изобретения

С. П. Новицкий и И. И, Буренков (71) Заявитель

Институт физико-химических основ переработки минерального сырья Сибирского отделения АН СССР (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ КОМПЛЕКСНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ

Измеритель предназначен для измерения параметров комплексных электрических величи н и может быть использован для снятия частотных характеристик преимущественно электрохимических систем.

Известен измеритель комплексных c011!?отивлений, состоящий из исследуемого объекта, представляющего собой кювету с электролитом, в который погружены вспомогательный и исследуемый электроды, источников и IIQBторителей напряжения, двух суммирующих о перацио нных усилителей, расположенных соответственно в цеотях црямой и обратной связи измерителя, и блока фазочувствительных детекторов с отсчетными устройствами искомых компонент комплексного сопротивления. Однако такой измеритель непригоден для измерео1ия малых комплексных сопротивлений из-за наличия большой погрешности, вносимой в результаты измерений комплексным сопротивлением вспомогательного электрода, а также сопротивлениями электролита, контактов и подводящих проводов. Кроме того, на высоких частотах на результат измерения влияет утечка части тока через паразитные проводимости соединительных проводов относительно общей шины.

Целью изобретения является уменьше!ние влия|ния на результат измерения комплексного сопротивления вспомогательного электрода, сопротивления электролита, остаточных параметров подводящих проводов и расширение пределов измерения. Это достигается тем, что вспомогательный электрод подсоединен к

«ыходу первого суммирующего усилителя через двухэкранный кабель, внутрсншш экран которого через двухполюснпк подсоединен к суммирующеи точке второго операционного уCHJlk1TPJIH, а kIBp) жный — к TOIiOBOAI) 33?ICIiiVIQ

1р исследуемого электрода.

Устройство позволяет производить измерения комплексных сопротивлений до величины

10 — Ом, т. е. по сравнению с известным имеет примерно на два порядка шире нижний

15 предел измерения.

На чертеже изображена электрическая схема измерителя.

Первый операционньш суммирующий усилитель состоит из непосредственно усилителя

20 1 и сопротивлений прямой 2, 3, 4 и обратной

5 связи. К входам 6 и 7 первого суммирующего усилителя подсоединены соответственно источник 8 гармонических колебаний и источник

9 программно-изменяющегося напряжения. К

25 выходу этого усилителя через образцовый резистор 10 подключен повторитель 11 напряжения и исследуемая электрохимичсская ячейка, состоящая из вспомогательного 12 и исследуемого 13 электродов и третьего допол30 нительного электрода (зонда) 14. Выход

424080 второго суммирующего операционного усилителя, состоящего из непосредственно усилителя 15 и сопротивлений прямой 16 и обратной 17 связи, подключен к резистору 4 первого суммирующего усилителя. Блок фазочувствительных детекторов 18 с отсчетными устройствами подсоединен через повторитель

19 напряжения к зонду 14 и потенциальному зажиму 20 исследуемого электрода 13. Подключение электрода 12 и зонда 14 к измерительной цепи выполнено компенсирующими кабелями 21 и 22 с двойным экраном соответственно. Внутренний экран 23 кабеля 22 подключен к выходу повторителя 19, а его наружный экран 24 — ac зажиму 20. В нутренний экран 25 кабеля 21 подсоединен через резистор 26 прямой связи к суммирующей точке второго операционного усилителя, а наружный экран 27 — к токовому зажиму 28 исследуемого электрода.

Измеритель работает следующим образом.

Напряжения генератора 8 гармонических колебаний и программно-изменяющегося источника 9 суммируются первым операционным усилителем. Полученная сумма напряжений поступает в цепь из последовательно соединенных резистора 10 и электрохимической ячейки. Независимость величины тока, протекающего через ячейку, от величины ее сопронвления и внутренней э.д.с. достигается подачей напря>кения ячейки без изменения его фазы на выход суммирующего операционного усилителя. Для этого в измерителе используется цепь положительной обратной связи, состоящая из повторителя 11 и суммирующих операционных усилителей.

Подключением детекторов 18 через повторитель 19 к зонду 14 и зажиму 20 достигается устранение влияния на результат измерения комплексного сопротивления вспомогательного электрода, сопротивлений зажимов и подводящих проводов, а также сопротивления части электролита, включенной между вс помогателыным электродом и зондом.

Компенсация входной емкости кабеля 22 достигается вследствие подключения его экрана 23 к выходу повторителя 19. Результирующая входная емкость кабеля 22 при этом равна

5 С22 - — С (1 Кy9)y (1) где С вЂ” емкость кабеля 22 до компенсации, К19 — коэффициент передачи повторителя

19 напряжения, Уменьшение влияния на результат измере10 ния утечки тока через паразитную проводимость кабеля 21 достигается благодаря улавливанию тока утечки экраном 25 этого кабеля и возвращению его по цепи обратной связи в нагрузку первого суммирующего опера15 ционного усилителя. Эффективная паразитная проводимость кабеля 21 при этом равна

1 „= Т„(1 — К,), (2) где 1I"» — паразитная проводимость кабеля 21

20 до компенсации, Ко — коэффициент передачи по петле обратной связи.

Из уравнений 1 и 2 следует, что при К19 и

Ко, близких к единице, влиянием паразитных

25 проводимостей соединительных проводов на результат измерения можно пренебречь.

Предмет изобретения

Измеритель комплексных сопротивлений, 30 содержащий кювету с электролитом, в который погружены вспомогательный и исследуемый электроды, источники и повторители напряжения, два суммирующих операционных усилителя, располо>кенных соответственно в

35 цепях прямой и обратной связи измерителя, и блок фазочувствительных детекторов с отсчетными устройствами, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения пределов измерения, вспомогатель40 ный электрод подсоединен к выходу первого суммирующего усилителя через двухэкранный кабель, внутренний экран которого через двухполюсник подсоединен к суммирующей точке второго операционного усилителя, а

45 наружный — к токовому зажиму исследуемого электрода.

424080

Составитель Г. Невская

Техред Е. Борисова

Корректор Н. Сгельмак

Редактор Т. Юрчикова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2397/4 Изд. М 1497 Тираж 678 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комиггга Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5