Цифровой кондуктометр

(5)5 0 01 й 27(0 ПИСА рское бюро иборострое- .Ю,Лившиц нструкткого пр чев ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ(57) Изобретение отнлитического приборок средствам кондуктоиспользовано для олводности морской в ельство СССР 27(02, 1975.ельство СССР й 27(02, 1988, НДУ КТОМ ЕТР осится к области анастроения, в частности метрии, и может быть ределения электропрооды при гидрофизичеИ:Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано в гидрофизических исследованиях для определения электропроводимости морской воды.Целью изобретения является повышение точности цифрового кондуктометра путем уменьшения влияния температурной нестабильности элементов.На чертеже изображена функциональная схема цифрового кондуктометра,Кондуктометр содержит генератор 1 прямоугольных импульсов, первый трансформатор 2 с первичной 3 и вторичной 4 обмотками, операционный усилитель (ОУ) 5, резистор 6, гп+1 источников 7 тока ских исследованиях. Целью изобретения является повышение точности цифрового кондуктометра путем уменьшения влияния температурной нестабильности элементов, Для этого в цифровой кондуктометр на базе двухтрансформаторного преобразователя электропроводности введены п 1 двухпозиционных ключей по числу разрядов регистра поразрядного уравновешивания, в+1 источников тока и операционный усилитель. т генераторов тока через ключи соединены с выходами регистра, а (гп+1)-й включен в цепь обратной связи операционного усилителя. При таком включении температурная нестабильность элементов компенсируется изменением параметров обратной связи, что автоматически приводит к введению сигнала поправки, 1 ил. 0- 1, 2, , в+ 1), а управляемых ключей 8, второй трансформатор 9 с обмоткой 10 компенсации и вторичной обмоткой 11, нуль- орган 12, регистр 13 поразрядного уравновешивания с в разрядами, канал для исследуемой жидкости в виде витка 14 связи соединяет трансформаторы 2 и 9. Генератор 1 соединен с первичной обмоткой 3 трансформатора 2, вторичная обмотка 4 которого одним выводом через резистор 6 соединена с неинвертирующим входом ОУ 5 и с выходом (а+ 1)-го источника 7 тока. Входы источников 7 тока обьединены и подключены к выходу ОУ 5, Выходы е источников 7 тока подсоединены соответственно к подвижным контактам управляемых ключей 8, 1689831(2) 25 35 30 неподвижные контакты которых объединены и подключены к нулевой шине устройства. Обмотка 11 подсоединена к нуль-органу12, выход которого соединен с входом регистра 13, тактовый выход которого соединенс входом генератора 1 и нуль-органа 12.Второй вывод обмотки 4 соединен с индертирующим входом ОУ 5 и подключен к н левой шине устройстВа, Управляющие входыключей 8 подсоединены к соответствуюцимвходам регистра поразрядного уравновешивания.Цифровой кондуктометр работает следующим образом.Регистр 13 поразрядного уравнове Оивания поочередно, начиная со стершегооазояаа а, подключает через кп ючи 8 ис 1 оч/ника 7 тока к обмотке 10 компенсации.На каждый включенный разряд генератс р 1выдает прямоугольный импульс на обмотку3 трансформатора 2, В витке 14 наводитсяток, пропорциональный проводимости 6,Прямоугольный импульс положительной полярности напряжением Ооп с обмотки 4 создает на неинвертирующем входеоперационного усилителя 5 ток вх, равныйОопИоп, где Йоп - сопротивление резистораб, Благодаря обратной связи с (в+1)-го источника 7 тока на выходе операционногоусилителя 5 формируется напряжение, которое, управляя (в+1)-м источником 7 тоа,создает ток обратной связи ос, равный повеличине входному току вх. Соответственно, на входе обмотки 10 компенсации бу,етток, равный сумме токов от и подключенн ыхисточников 7 токов. При этом, так как всеисточники 7 токов управляются одним и темже операционным усилителем 5, то на ихвыходах токи пропорциональны входномутоку вх. При поразрядном уравновешивании двоичнь,м кодом величины токов выбирают так, чтобы они были распределены подвоичному закону, т.е. ток каждого последующего 1-го источника 7 тока в два раза меньше предыдущего (-1)-го источника 7 тока,Поэтому на входе обмотки 10 компенсациивеличина тока вых определяется формулойО опвыхВ опгде И = д"- десятичное число, рави =1ное сумме и двоичных разрядов;К - коэффициент пропорциональнос 1 имежду входным током операционного усилителя 5 и током первого О=1) источника 7тока младшего разряда.Учитывая, что напряжениеОоп = О 1 нУкроп,где Ом - напряжение на одном витке обмотки 4;ЧЧоп - число витков в обмотке 4, а также то, что при отсутствии напряжения на входе операционного усилителя 5 его выходное напряжение запирает источники 7 тока, то во время импульса генератора 1 прямоугольных импульсов в обмотке 10 компенсации создается ток, равныйопа в витке 14 создается ток в =- О 1 уу 6При условии, когдавыхИк "=" вгде У/к - число витков в обмотке 10 компенсации,не выходе нуль-органа 12 формируется сигнал, который выключает включенный перед этим разряд регистра 13 поразрядного уравновешивания, Таким образом, в регистре 13 поразрядного уравновешивания формируется двоичный код, сумма двоичных разрядов которого пропорциональна проводимости воды 6, т,е, условия баланса места. Когда в = выхУУкс учетом (1) и (2),(3)Из этого выражения видно, что баланс моста не зависит от напряжения питания моста с генератора 1 прямоугольных импульсов. Нестабильность источников тока не сказывается на результате измерения, так как изменение величины тока любого иэ источников тока приводит к изменению тока обратной связи , что вызывает разбаланс операционного усилителя 5, и на его выходе формируется такое напряжение, которое устанавливает исходную величину тока,Температурная нестабильность ключей,8 также не сказывается на результате измерения, так как эти ключи включены последовательно с источниками 7 тока, выходное сопротивление которых на несколько порядков превышает сопротивление ключей.Формула изобретения Цифровой кондуктометр, содержащий два трансформатора, связанных каналом для исследуемой жидкости в виде витка, генератор прямоугольных импульсов, соединенный с первичной обмоткой первого трансформатора, нуль-орган и регистр поразрядного уравновешивания с в разрядами, второй трансформатор снабжен обмоткой компенсации и вторичной обмоткой, подсоединенной к нуль-органу, выход которого соединен с входом регистра поразрядного уравновешивания, о т л и ч а ю щ и й1689831 Составитель Ю,Коршуновцкая Техред М.Моргентал Корректор М. Максимишине Редактор О.Юрко аказ 3808 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 издательский комбинат "Патент", т. Ужгород, ул. Гагарина, 101 роизводств с я тем, что с целью повышения точности, в него введены а управляемых ключей, а+1 источников тока и операционный усилитель, выход которого соединен с управляющими входами источников тока, выходы в источников тока подсоединены соответственно к подвижным контактам управляемых ключей, неподвижные контакты которых объединены и подключены к первому выводу обмотки компенсации, второй вывод которой подключен к нулевой шине кондуктометра, управляющие входы ключей подсоединены к соответствующим выходам регистра поразрядного уравновешивания, выход (гл+1-го источника тока соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя и через резистор с первым вы водом вторичной обмотки первого трансформатора, причем второй вывод вторичной обмотки соединен с инвертирующим входом операционного усилителя и подключен к нулевой шине кондуктометра, 10 а тактовый выход регистра поразрядногоуравновешивания соединен с входами генератора прямоугольных импульсов и нуль-органа.