SU1148002A1 - Устройство дл измерени сопротивлени электрохимических резисторов - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ РЕЗИСТОРОВ , содержащее трехэлектродную электрохимическую  чейку, одним из электродов которой  вл етс  электрохимический резистор, регулируемый источник напр жени  пол ризации, первый индикатор, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени , в него введены два управл емых переключател , операционный усилитель, резистор, управл емый источник измерительного тока, первый блок выборки и хранени , синхронизатор, причем выход регули- , руемого источника напр жени  пол ризации соединен с первьм информационным входом первого переключател . выход которого соединен с неинвертирующим входом операционного усилител , выход которого соединен через резистор с вспомогательным электродом электрохимической  чейки и с вторым информационным входом первого переключател , а также непосредственно с первым информационным входом второго переключател , у которого второй информационный вход соединен с электродом сравнени  электрохимической  чейки, а выход - с инвертирующим входом операционного усилител , электрохимический резистор соединен с управл емым источником измерительного тока и с первым блоком 3 выборки и хранени , причем управл ю (Л щие входы обоих переключателей, источника измерительного тока и первого блок.ч выборки и хранени  соединены с выходами .синхронизатора, а к выходу первого блока выборки и хранени  подключен первьй индикатор. 2. Устройство по п. 1, о т л ич ающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных войможностей , а именно измерени  тока 00 пол ризации и формировани  посто нного напр жени , пропорционального этому току, введен второй блок вы ( борки и хранени , подключенный паралi: лельно к выводам резистора, причем управл кщий вход второго блока выборки и хранени  соединен с одним из выходов синхронизатора, а к его выходу подключен вторйй индикатор.

Description

f1 Изобретение относитс  к области хемотроники и электрохимии и может быть использовано при измерении характеристик,тонкопленочных электр химических резисторов, упрайл емых резисторов и хемотрбнных приборов. Известно устройство дл  измерени сопротивлени  электрохимического ре зистора, помещенного в трехэлектрод ную электрохимическую  чейку. Элект родами электрохимической  чейки  вл ютс  вспомогательный электрод, на который подают напр жение пол ризации , электрод сравнени , выходное напр жение которого служит параметром при измерении сопротивлени , причем это напр жение измен ют путе применени  напр жени  пол ризации, т.е. путем изменени  тока пол ризации через  чейку, рабочий электрод, относительно которого измер ют выхо ное напр жение электрода сравнени . В качестве рабочего электрода испол зуетс  исследуемый электрохимически резистор РЗ. Дл  измерени  сопротивлени  электрохимического резистора через него пропускают переменный измерительный ток и измер ют падение напр жени  при разных значени х напр жени  на электроде сравнени  или тока пол ризации, протекающего через электрохимическую  чейку. Недостатком устройства  вл етс  погрешность измерени  сопротивлени  возникающа  из-за паразитной состав л ющей переменного измерительного тока, протекающей через раствор параллельно исследуемому электрохимическому резистору. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство дл  измерени  электрохимического резистора, содержащее трехэлектродную  чейку, одним из электродов которой служит исследуемый электрохимический резистор, регулируемый источник напр жени  пол ризации, источник посто нного измерительного тока, индикатор 2, Дл  измерени  сопротивлени  через электрохимический резистор пропускают посто нный измерительный ток и измер ют падение напр жени  на нем при разных значени х напр же ни  на электроде сравнени  шш тока пол ризации. 2 Недостатком устройства  вл етс  погрешность измерени  сопротивлени , возникающа  вследствие вли ни  тока пол ризации на результат измерени , так как ток пол ризации протекает через электрохимический резистор одновременно с измерительным током и создает вместе с последним измер емое падение напр жени . За счет придани  электрохимическому-резистору сложной симметричной формой относительно его заземл емой (общей) точки не удаетс  полностью устранить вли ние тока пол ризации на результат измерени , так как обе симметричные части резистора всегда будут иметь разброс по сопротивлению из-за конечной точности процесса их производства . Кроме того, разность потенциалов , возникающа  на концах электрохимического резистора под действием Измерительного тока, приводит к дополнительному перераспределению тока пол ризации между обеими част ми электрохимического резистора и, следовательно, к дополнительном искажени м результата измерени . Цель изобретени  - повышение точности измерени  сопротивлени  электрохимического резистора и расширение функциональных возможностей. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  сопротивлени  электрохимических резисторов , содержащее трехэлектродную электрохимическую  чейку, одним из электродов которой  вл етс  электрохимический резистор, регулируемый источник напр жени  пол ризации, первый индикатор, введены два управл емых переключател , операционный усилитель , резистор , управл емый источник измерительного тока, первый блок выборки и хранени , синхронизатор, причем выход регулируемого источника напр жени  пол ризации соединен с первым информационным входом первого переключател , выход которого соединен с неинвертирующим входом операционного усилител , выход которого соединен через резистор с вспомогательным электродом электрохимической  чейки и с вторым информационным входом первого переключател , а также непосредственно с первым информационньм входом второго, переключател , у которого второй информационный вход соединен с электродом сравнени  электрохимической  чейки, а вы Ьсод -Ч с инвертирующим входом операционного усилител , электрохимический резистор соединен с управл емым источником измерительного тока и с первым блоком выборки и хранени  причем управл ющие входы обоих переключателей , источника измерительного тока и первого блока выборки и хранени  соединены с выходами синхронизатора , а к выходу первого блока выборкИ и хранени  подключен первый индикатор. Кроме того, с целью расширени  функциональных возможностей, а именно измерени  тока пол ризации и формировани  посто нного напр жени , пропорционального этому току, введен второй блок выборки и хранени , подключенный параллельнб к вьшодам резистора , причем управл кхций вход второго блока выборки и ранени  сое динен с одним из выходов синхронизатора , а к его выходу подключен второй индикатор. На фиг. 1 приведена функциональна  схема Предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы. Устройство содержит регулируемый источник 1 напр жени  пол ризации (например, измен ющегос  по линейному закону), первьш 2 и второй 3 пере ключатели, операционный усилитель 4, резистор 5 (Кц), трехэлектродную  чейку 6, рабочим электродом которой  вл етс  электрохимический резистор 7 (R|), управл емый источник 8 измерительного тока, cинxpoнизatop 9, первый, блок 10 выборки и хранени , первый индикатор 11, второй блок 12 выборки и хранени  и второй индикатор 13. Выход источника 1 соединен с первым информационным входом первого переключател  2, выход которого соединен с неинвертирующим входом усили тел  4. Выход усилители 4 соединен через резистор 5 с вспомогательным электродом электрохимической  чейки 6 и с вторым информационным входом первого переключател  2, а также непосредственно с первым информационным входом второго переключател  3, у которого второй информационный йход соединен с электродом сравнени  электрохимической  чейки 6, а выход соединен с инвертирующим входом операционного усилител  4. Электрохимический резистор 7 соединен с управл емым источником 8 измерительного тока и первым блоком 10 выборки и хранени , к выходу которого подключен nepBbrii индикатор 11. Управл ющие входы обоих переключателей 2 и 3, источника 8 измерительного , тока и первого блока 10 соединены с соответствующими выходами синхронизатора 9. Второй блок 12 выборки и хранени  подключен параллельно вьшодам резистора 5, а к его выходу подключен второй индикатор 13, Управл ющий вход блока 12 соединен с одним из выходов синхронизатора 9. Зстройство работает следующим образом. С синхронизатора 9 управл ющие стробы разной длительности (фиг. 2) поступают на управл ющие входы переключателей 2 и 3, источника 8 и блоков 10 и 12, задава  последовательность работы и длительность периодов действи  остальных элементов. Источник 8 вьфабатьюает посто нный измерительный ток, пол рность которого .может измен тьс  под деист- вием синхронизатора 9 (фиг. 2i1). Этот ток, протека  через резистор 7, создает на нем падение напр жени , измер емое при помощи блока 10 и индикатора 11. Дп  исключени  какоголибо вли ни  тока пол ризации на результат измерени  сопротивлени  ;; электрохимического резистора, т.е. дл  достижени  повьшени  точности измерени , падение напр жени  на резисторе 7 измер ют, в периоды прерывани  тока пол ризации (фиг. 2.2). Прерывани  вьшолн ют при помощи переключателей 2 и 3, операционного усилител  4 и резистора 5 следуюацсм образом. Под действием синхронизатора 9 выход усилител  4 соединен через переключатель 3 непосредственно со своим инвертирующим входом, а также через резистор 5 и переключатель 2 с неинвертирующим входом, при этом вспомогательный электрод  чейки 6 оказываетс  соединенным с неинвёртирующим входом усилител  4. Вследствие глубокой отрицательной обратной св зи на выходе усилител  4 устанавливаетс  точно такое же напр жение, как на вспомогательном электроде  чейки 6. Поэтому ток пол ризации не протекает через резистор .5,  вл ющийс  чувствительным элементом данной схемы и, следовательно,через  чейку резистор 7. В период прерываии  тока пол ризации блок 10 работает в режиме выборки (фиг. 2.3) и на индикаторе 11 отображаетс  результат измерени  сопротивлени , не искаженньй током пол ризации, соответствующий определенному напр з ению на электроде сравнени  (фиг. 2.4).

В период пропускани  тока полйризации через  чейку 6 от источника 1 переключатель 2 на неинвертйР5ЧОЩИЙ вход усилител  4 поступает напр жение пол ризации, а на его инвертирующий вход через переключатель 3 поступает напр жени  электрода сравнени   чейки 6. При этом за счет тока пол ризации на электроде сравнени  устанавливаетс  требуемое значение напр жени . В этот период блок 10 работает в режиме хранени , И на его выходе имеетс  напр жение, полученное в период прерывани  тока пол ризации. После окончани  периода пропускани  тока пол ризации (периода пол ризации) вновь начинаетс  период прерывани  (период измерени  сопротивлени  электрохимического резистора). Причем в момент начала периода пол ризации йапр жение на выходе усилител  4 равно напр жению на вспомогательном электроде  чейки 6 и начинает измен тьс  именно от значени  этого напр жени , в результате чего в  чейка 6 исключаетс  по вление нежелательных бросков тока полщ)изации.

При измерении сопротивлени  электрохимического резистора одним из исследуегФпс параметров  вл етс  ток пол ризации, измерение которого возможно с использованием предлагаемого устройства. Элементом, на котором вырабатываетс  напр жение, пропорциональное току пол ризаци, может служить резистор 5, включенный последовательно с  чейкой 6. Однако непосредственно использовать дл  целей измерени  и отображени  (например, при помощи координатографа) падение напр жени  на резисторе 5 нельз , так как на нем из-за прерывани  протекает импульсньй ток пол ризации создающий импульсное падение напр жени , что приводит к погрешности измерени  тока пол ризации. При помощи блока 12, подключенного параллельно выводам резистора 5, формируют посто нное напр жение, пропорциональное току пол ризаций. В периоды пол ризации блок 12 работает в режиме выборки (фиг. 2.5) и на его выходе имеетс  напр жение, пропорцио.нальное току пол ризации (фиг. 2.6), которое отражаетс  индикатором 13. В периоды прерывани  тока пол ризации блок 12 работает в режиме храснени , и на индикаторе 13 отображаетс  значение напр жени , измеренное в период пол ризации. Таким образом, устройство позвол ет формировать посто нное напр жение, пропорциональное току пол ризации.

Предлагаемое устройство повышает точность измерени  сопротивлени  электрохимического резистора и обеспечивает изменение тока пол ризации.

СтроЬы измене if ни   измерите/fb

HOW тока

CmpoStti прерывани  тока пол ризации2

Страды u riepf ни  сопроп7ив лени 

Bbfxo&Hoe налр fKBHuc с сеныЗ

Страды измерени  тока пол - г ризации

Выходное напр   женин схемы7б

(puz.2

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ РЕЗИСТОРОВ, содержащее трехэлектродную электрохимическую ячейку, одним из электродов которой является электрохимический резистор, регулируемый источник напряжения поляризации, первый индикатор, Отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены два управляемых переключателя,’ операционный усилитель, резистор, управляемый источник измерительного тока, первый блок выборки и хранения, синхронизатор, причем выход регулируемого источника напряжения поляризации соединен с первым информационным входом первого переключателя, выход которого соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя, выход которого соединен через резистор с вспомогательным электродом электрохимической ячейки и с вторым информационным входом первого переключателя, а также непосредственно с первым информационным входом второго переключателя, у которого второй информационный вход соединен с электродом сравнения электрохимической ячейки, а выход - с инвер- . тирующим входом операционного усилителя, электрохимический резистор соединен с управляемым источником измерительного тока и с первым блоком 5 выборки и хранения, причем управляющие входы обоих переключателей, источника измерительного тока и первого блока выборки и хранения соединены с выходами синхронизатора, а к выходу первого блока выборки и хранения подключен первый индикатор.

2. Устройство по π. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, 'с целью расширения функциональных возможностей, а именно измерения тока поляризации и формирования постоянного напряжения, пропорционального этому току, введен второй блок выборки и хранения, подключенный параллельно к выводам резистора, причем управляющий вход второго блока выборки и хранения соединен с одним из выходов синхронизатора, а к его выходу подключен второй индикатор.

1148002 А

1 1148002 2