Способ компенсации температурных погрешностей диффузионного преобразователя

 

О П И С А Н И Е I„;ii) 5565l2

Союз Советских

Социалистических

Республик ЗС БР Ет ЕН И я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.11.75 (21) 2192171/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.04.77. Бюллетень ¹ 16

Дата опубликования описания 18.05.77 (51) М K a - М 61 G 9 22 Государственнык комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 621.35(088.8) по делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения

С. С. Альмухаметов и В. А. Ярных (71) Заявитель (54) СПОСОБ КОМПЕНСАЦИИ ТЕМПЕРАТУРНЫХ

ПОГРЕШНОСТЕЙ ДИФФУЗИОННОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к датчикам для регистрации и измерения механических сигналов различного характера: акустических, вибрационных, сейсмических и других, основанных на принципе электр охимической диффузионной кинетики.

Одним из основных недостатков диффузионных преобразователей, ограничивающих их применение, является зависимость их выходных характеристик от окружающей температуры.

Известен ряд способов устранения влияния температуры на выходные характеристики преобразователя.

Одним из наиболее близких по технической сущности является способ, основанный на использовании сигнала со вспомогательного компенсационного электрохимического элемента с идентичным электролитом, находящимся в тех же температурных условиях, что и рабочий, при этом в качестве выходного параметра используют отношение токов рабочего преобразователя к току компенсирующего элемента, Для реализации известного способа выбирают компенсационный и рабочий преобразователи с одинаковыми зависимостями диффузионного тока от температуры. Существенным недостатком известного способа является то, что выбор отношения компенсирующего тока и постоянного тока, текущих через рабочий и компенсирующие преобразователи, имеющие одинаковую температурную зависимость и расположенные в одинаковых тепловых условиях, затруднен тем, что температурная зависимость различна не только для разных типов преобразователей, но и для преобразователей одного и того же типа. Кроме того, температурный коэффициент для одного и того же преобразователя может различаться в зависимости от тех тепловых условий, в которых он определяется. 1ак, например, наблюдается неодинаковое изменение (гистерезис) фонового тока при повышении и понижении температуры вследствие того, что как сама температура, так и скорость ее изменения в разных частях преобразователя при нагревании и охзтаждении изменяются неодинаково. В силу чего не происходит эффективной компенсации температурных погрешностей.

Lt,елью изобретения является уменьшение температурного влияния на выходные характеристики преобразователя.

o êàçàííàÿ цель достигается тем, что в качестве компенсирующего тока используют переменный ток, пропуокаемый через преобразователь одновременно с постоянным током. Предложенный способ поясняется черзп тежом, где 1 — диффузионный преобразова556512 тель; 2 — электроды; 3 — электролит; 4 — источник постоянного тока; 5 — источник переменного тока.

Преобразователь 1 представляет собой элсктрохимическую ячейку, выполненную в виде стеклянного сосуда, заполненного водFlbIM раствором электролита (2„КУ+0,2„Уа), в который погружены платиновые электроды.

Эта окислительно-восстановительная система 1О (ЗУ У -+-2е) способна проводить ток при любом, отличном от нуля, постоянном напряжении на электродах. Состав электролита подобран таким, что электрические свойства электрохимической ячейки на постоянном то- 15 ке определяются переносом ионов трийодида, имеющихся в небольшом количестве в растворе электролита и участвующих в окислптельной и восстановительной реакциях соответственно на аноде и катоде. Перенос ионов 2о трийодида в ячейке определяется естественной концентрацией. Величина этого диффузионного тока зависит от внешнего механического воздействия и температуры. При переменном напряжении, приложенном к электро- 25 дам электрохимической ячейки, ток через границу электрод — раствор протекает не только за счет электрохимпческой реакции, но и за счет переменной напряженности электрического поля, существующего в электролите.

При увеличении частоты приложенного напряжения электрол из становится невозможен, ионы не разряжаются на электродах, а только испытывают колебания около них, и З5 переменный ток через ячейку определяется миграцией ионов. Величина миграционного тока зависит только от температуры и не зависит от воздействующего механического сигнала. При изменении температуры окружающей среды от 22 до 44 С выходной сигнал в виде отношения диффузионного тока к миграционному не зависит от температуры.

Опорное постоянное напряжение 0,7В позволяет осуществить электрохимическую реакцию на электродах и создать условия для протекания диффузионного тока через преобразователь. Этот ток несет информацию о внешнем механическом сигнале и температуре. Переменное напряжение 0,325 в и частотой 140 кгц создает переменный (миграционный) ток через преобразователь, который характеризует температуру преобразователя.

Таким образом, сочетание измерений диффузионного и миграционного токов с последующим их сравнением (отношением) позволяет осуществить компенсацию температурных погрешностей диффузионного преобразователя, поскольку их отношение не зависит от температуры и является только функцией механического сигнала.

Формула изобретения

Способ компенсации температурных погрешностей диффузионного преобразователя, например, механических сигналов, основанный на отношении компенсирующего тока и постоянного тока, текущего через преобразователь, отлич ающий ся тем, что, с целью уменьшения температурного влияния на выходные характеристики, в,качестве компенсирующего тока используют переменный ток, пропускаемый через преобразователь одновременно с постоянным током.