Электрохимическое интегрирующее устройство

р 539302 Союз Советских Социалистических Республик(51) М Кчз 19057 Заявле 2.04.75 (2 си Ле с присоединением за осударственныи комите 23) ПриоритетОпубликовано 15.12.76. Б Совета Министров ССС ло делам изобретений 621,317 (088.8) 3) етень М 46 и открыт ата опубликования описания 06.01.772 емени, одит к Изобретение может быть использовано в аппаратуре автоматики и измерительной техники, в частности в автоматических системах управления и контроля.Известен электрохимический интегратор, 5 обеспечивающий неограниченный интервал интегрирования и содержащий дискретный твердофазный интегратор с двумя электродами, один из которых непосредственно, а другой через ключ подключены к источнику стабилизи рованного тока, времязадающее устройство, вход которого связан с пороговым усилителем, а выход - с входом ключа (1).Однако это устройство может определять только интервал интегрирования, по истечении 15 которого интервал от входного тока достигает заданного значения.Для определения интеграла от входного тока за период интегрирования т этот интегратор должен включать дополнительное устрой ство, обеспечивающее измерение периода интегрирования. К недостаткам данного электро- химического интегрирующего устройства следует отнести и то, что для нормального его функционирования необходимо обеспечить со блюдение следующего неравенства:10) твх1 (1) где т - входной ток, 1 - период врУо - стабилизированный ток. Это прив 30 необходимости знать заранее пределы изменения входного тока. Более того, если амплитуда изменения входного тока будет большой, а частота колебаний низкой, то в период, когда ь, принимает минимальные значения, разностный ток, протекающий через интегрирующий элемент, станет большим, а величина заряда Я 1 - значительной. В результате резко увеличится интервал времени г а следовательно, и период 1. Так как время одного цикла является периодом квантования, то увеличение приводит к увеличению ошибки дискретности. Таким образом у данного электрохимического интегрирующего преобразователя ошибка дискретности изменяется в течение всего периода интегрирования и может принимать большие значения.Кроме того, указанному электрохимическому интегратору присуща ошибка интегрирования, обусловленная инерционностью интегрирующего элемента, порогового усилителя и ключа.Для повышения точности интегрирования н расширения функциональных возможностей предлагаемого устройства в нем трехэлектродный электрохимический интегратор включен в одну, а источник интегрируемого тока в другую диагональ моста, плечами которого являются ключи, причем два электрода интегратора через пороговые диоды, а третий - непо 539302средственно подключены к входу пор иового устройства, выход которого связан с триггером, обеспечивающим управленце кл очами, Такое включение ингегратора обеспечивает с помощью входпого гока периодический нсрепос количества рабочего вещества, ЛдС 3, равное Яо с одного электрода ца другоп. Возникающие при этом скачки цапряжеция ис пользуются для управления ключами, т, е. для обеспечения реверса тока, протекающего через ицтегрирующий элемент. Кроме того, в ицтегрирующее устройство введено вычислительное устройство, вход которого связан с выходом порогового устройсгва ц с выходом измерителя временных интервалов. В результате чего обеспечивается подсчет количества возникающих скачков напряжения Й и количество импульсов К, поступающих от генератора и характеризующих временной интервал интегрирования. Зная значения и и А, в вычислительном устройстве вычисляется значение интегратора входного тока за период интегрирования по формуле: где М=Ы ,- частота следовапия импульсов.На чертеже представлена блок-схема описываемого интегрирующего устройства, состоящего из трехэлектродцого электрохимического интегратора с дискретным считыванием 1, включецпого в диагональ моста, состоящего из четырех ключей 2, 3, 4, 5, порогового устройства 6, вход которого через пороговые диоды 7, 8 непосредственно связап с электродами интегратора, а выход - с вычислительным устройством 9 и со счетным входом триггера 10, обеспечивающего управление ключами 2, 3, 4, 5. Кроме того, в интегрирующее устройство входит измеритель временных интервалов 11, состоящий из формирователя 12 импульсов, триггера 13, генератора 14 импульсов, делителя 15 частоты, ключа 16, выход которого связан с входом вычислительного устройства 9. При этом источник иптегрируемого тока 17 через ключ 18, управляемый триггером 13, подключен ко второй диагонали мостового переключателя.Электрохимическое интегрирующее устройство функционирует следующим образом. Пусть триггер 10 находится в состоянии, при котором ключи 3 и 5 установлены в положение а, ключи 2 ц 4 - в положение Ь. Кроме того, положение триггера 13 обеспечивает закрытое состояние ключей 16 и 18, В момент времени гп, характеризующий начало интегрирования, на формирователь 12 подается импульс тока, соторый обеспечит переход триггера 13 в дру.ое устойчивое состояние, а следовательно, открытие ключей 16 и 18, Открывшийся ключ 18 обеспечивает прохождение входного тока через ключ 5, дискретный интегратор 1 и ключ 3, в результате чего начинается перепос АоС 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 с рабочего электрода на элскгрод склад. В то жс время с генсрагора 1 импульсы тока посс умсцьшецця часготы следования в делителе 5 через открывшийся клю6 цачинают юсгушгь и цы гпсгп.тельное устройсгво .), где осриссгвлясгся подсчет пх количества (Й), Как только все рабочее вещество будет перенсссцо с рабочего элсктрода на электрод склад, потенциал рабочего электрода скачком снизится до 0,5 В, пробьет пороговый диод 8, в результате чего ца вход порогового устройства поступит скачок напряжения. Пороговое устройство 6 сработает, и с его выхода импульс поступит па вход вычислительного устройства 9 и на счетный вход триггера 10.11 оследний, перебросившись в противоположпос состояние, обеспечит установлецие ключей 3 и 5 в положение Ь, а ключей 2 и 4 - в положение а. В результате этого через дискретный интегратор начнет протекать ток противоположпого направления, обеспечивая перенос АдС с электрода склад на рабочий электрод. После полного переноса рабочего вещества потенциал электрода склад скачком снизится до 0,5 В, пробьет диод 7, в результа те чего сработает пороговое устройство, импульс с которого поступит ца вход вычислительного устройства 9, и кроме того, с помощью триггера обеспечит возвращение ключей 3 и 5 в положение а, а ключей 2 и 4 - в положение Ь. Далее цикл повторяется. Таким образом, рабочее вещество будет периодически переноситься с электрода ца электрод, а возникающие при этом скачки напряжения будут поступать в вычислительное устройство 9, где будет осуществляться цх количественный подсчет (и). Когда паступит момент окончания интегрирования (г,), через формирователь 12 импульс тока будет подан а триггер 13, который, перейдя противоположное состояние, закроет ключи 16 и 18 и выдаст команду управления в вычислительцое устройство. Закрывающийся ключ 18 рвет цепь прохождения интегрируемого тока через дискретный интегратор, а закрывшийся ключ 16 прекращает подачу импульсов с генератора 14 в вычислительное устройство 9. В то же время, после получения команды управления вычислительное устройство по имеющимся значениям и и Й пачнет вычисление результата интегрировапия по формуле (2).Использование предлагаемого электрохимического интегрирующего устройства особенно эффективно, если оно входит составной частью в систему со своим цифровым вычислительным устройством. В этом случае вычисление результата интегрирования можно осуществлять па этом устройстве, в результате чего затраты на построе:гие иптегрирующего устройства будут незначительными. Фор мул а изо бретенияЭлектрохимическое ицтегрирующее устройство, содержащее дискретный твердофазный интегратор, включе:шый в диагональ моста и6 1 а Д" Составитель Н. ШвырковТехред М, Семенов едактор С, Х ректор Л. Котов Заказ 131/б Изд. Ъа 882 НИИПИ Государственного комитет по делам изобретений 113035, Москва, )К, РаГираж 854 Совета 11 инист и открытий скан иаб., д. 4 5 о тписно в СС Типография, пр. Сапунова источник ицтегрируемого тока к входу моста, плечами которого являю гся переключающие устройства, причем два электрод" интегратора через пороговые диоды, а третий - непосредствешо подклочены к входу порогового уси лителя, выход которого связан со счетным входом триггера, при этом каждый выход триггера соединен с входами двух переключающих устройств, находящихся в противоположных плечах, отличающееся тем, что, с целью 10 повышения точности интегрирования и расширения функнио.зльц 1,х возможносте ццтс 1 рнрующсо устройства, оц осцабжено измерителсм Врсмснных цн 1 с 1 валов и Вы 1 ислцтсл.н 1 и устройством, причем выходы порогового ус 1- лцтсля и измерителя временных интервалов соединены с входамц в 11 цСсне ыого устройсзьа.Источники информации, принятые во внцма. цце пр; экспертизе.1. Авт. св. М 344460, М, 1(л. й 066 7/18, 1971 (прототип).