Электронный кулонометр с контролируемымпотенциалом

Сфвэ Советскик Сфциалнстичесннк РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ пп 800859(22) Заявлено 110379 (21) 2735136/18-25 с присоединением заявки Йо 6 01 й 27/42 Государственный комнтет СССР по делам нзобретеннй н открытнйДата опубликования описания 30,01,81Изобретение относится к электрохимии и может быть использовано, в частности, в кулонометрии при контролируемом потенциале. Известны кулонометры, в которых для проведения кулонометрических измерений при контролируемом потенциале используют трехэлектродную электролитическую ячейку, содержащую рабочий, вспомогательный электроды и электрод сравнения. Ячейку включают в цепь обратной связи контрольного усилителя, который обеспечивает протекание такого электролизного тока, при котором потенциал рабочего электрода относительно электрода сравнения равен потенциалу, установленному на задатчике поляри.зующего потенциала. для подключения электронного интегратора, выполняемого обычно на базе интегрирующего усилителя, в цепь рабочего электрода включают измерительный резистор, на котором при прохождении электролиэного тока выделяется напряжение, пропорциональное величине тока и подвергаемое интегрированию. Для исключения влияния этого напряжения на величину потенциала поляризации абочего электрода дифференциальныйеинвертирующий вход контрольногоусилителя подключают к рабочемуэлектроду 1Недостатком таких кулонометровявляется ограниченная точность под-.держания потенциала рабочего электрода относительно электрода сравнения. Это обусловлено тем, чтов первое время электролиза контрольный усилитель работает при высокихвходных напряжениях, так как в кулонометрии при контролируемом потенциале ток в процессе электролиза падает 15на несколько порядков. Кроме того;величина этого напряжения, т.е.величина интегрируемого сигнала,а следовательно, и точность интегрирования ограничены допустимым значением входного напряжения контрольного усилителя. Известен также кулонометр, вкотором точка соединения рабочего 25 электрода ячейки и измерительного резистора поддерживается при потенциале Земли. Такой кулонометр содержит подключенную к выходу контрольного усилителя трехэлектродную электро- йО;литическую ячейку, в цепь рабочегоэлектрода которой включен измерительный резистор преобразователя токнапряжение, и дифференциальный инте-.грирующий усилитель )2,Недостаток указанного кулонометра состоит в снижении точности интегрирования. Это обусловлено тем,что выходной сигнал дополнительногоусилителя, подаваемый на интеграторравен0,= ЭВ,+ аО,10где 3 - ток электролиза;В - сопротивление измерительного резистора;ЬО - сигнал погрешности, образуемый алгебраическим сложением: 1 фдрейфа нуля дополнительногоусилителя и статической ошибки, обусловленной конечнымзначением коэффициента усиления и динамическими свойствами дополнительного усилителя,Следовательно введение дополнительного мощного усилителя вносит дополнительную погрешность интегрированияэлектролизного тока. Кроме того, тре- рбования,предъявляемые к этому усилителю, высоки (в частности, усилительдолжен обладатЬ дрейфом нуля меньшим,чем у интегрирующего усилителя и .одновременно обеспечивать максимальный выходной ток такой же, как у.контрольного усилителя), что значительно усложняет конструкцию дополнительного усилителя - приходитсявводить в. этот усилитель дополнительный канал усиления МДМ с преобразованием сигнала.Цель Изобретения - повышение точности интегрирования электролизноготока и упрощение конструкции электронного кулонометра с контролируемым 40потенциалом.Поставленная цель достигается тем,что неинвертирующий вход интегрирую-щего усилителя подключен к рабочемуэлектроду, 45На чертеже приведена схема предлагаемого кулонометра.Кулонометр содержит трехэлектродную электролитическую ячейку 1,включающую рабочий и вспомогательный 50электроды, а также электрод сравнения, подключенную к выходу контрольного усилителя 2, один из входов(инвертирующий) которого подключенк электроду сравнения, а другойк задатчику 3 поляризующего потенциала преобразователь 4 ток-напряжение, состоящий из измерительногорезистора Б и дополнительного усилителя б, и электронный интегратор7, выполненный по компенсационной ф)схеме на основе дифференциальногоинтегрирующего усилителя 8. Выходинтегрирующего усилителя 8 подключен к управляющему элементу 9 гистерезисного переключающего устройства д10 (например электромагнитного реле), подключенному к источнику 11 эталонного компенсйрующего напряжения и входу 12 интегрирующего усилителя 8. Неинвертирующий вход 13 последнего подключен к входу измерительного резистора, подсоединенному к рабочему эяектроду ячейки 1. Электронный хронометр 14 суммирует показания.При работе кулонометра контрольный усилитель 2 регулирует ток через ячейку 1 с величиной и полярностью, при которых потенциал рабочего электрода относительно. электрода сравнения равен потенциалу, установленному на задатчике 3 поляризующего потенциала. Электролизный ток, протекая через измерительный резистор 5, образует падения напряжения Лэ Киъ Это напряжение компенсируется дойолнительным усилителем б:и .тем,самым обеспечивается поддержание потенциала рабочего электрода при потенциале Земли. На вход 12 интегрирующего усилителя.8 подается напряже. ние О = 3 эд В +60, а на неинвертирующий вход 13 -ЬО. В этом случае интегрированию подвергается только слагающая ЭэКм, что исключает погрешность, обусловленную введением дополнительного усилителя.При достижении выходного напряжения интегрирующего усилителя 8 уровня срабатывания переключающего устройства последний срабатывает и подключает ко входу интегрирующего усилителя 8 последовательно со входным сигналом сигнал источника 11 компенсирующего эталонного напряжения, Одновременно переключающее. устройство запускает суммирующий хронометр 14. По мере уменьшения выходного напряжения интегрирующего усилителя до нуля переключающее устройство отключает источник 11 эталонного напряжения и останавливает хронометр 14. Описанное периодически повторяется в течение всего времени интегрирования электролизного тока. ПоКазания хронометра 14 пропорциональны количеству электричества, затраченного на электролизПодключение неинвертирующего входа интегрирующего усилителя к выводу измерительного резистора, соединенному рабочим электродом ячейки, позволяет повысить точность интегрирования электролизного тока и упростить конструкцию дополнительного усилителя, благодаря исключению влияния на интегрирование параэитного напряжения, обусловленного введением дополнительного усилителя.Формула изобретенияЭлектронный кулонометр с контролируемым потенциалом содержащий800859 Составитель В.Куши Техред Ж. Кастелев Корректор Н орук едактор И.Михеев аказ 10409/58 дписно комитета СССРи открытийская наб., д. нал ППП "Патент", г. Уягород, ул. Проектная, 4"подключенную к выходу контрольногоусилителя трехэлектродную электролитическую ячейку, в цепь рабочегоэлектрода которой включен измерительный резистор преобразователя ток- .напряжение, и дифФеренциальный интегрирукиций усилитель, о т .л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повьааения точности интегрирования электроТираж 918 ВНИИПИ Государственног по делам изобретени 13035, Москва, Ж, Рализного тока, неинвертируазщий входинтегрирующего усилителя подключенк рабочему электроду.