SU372587A1 - ELECTROCHEMICAL AMPLIFIED PENTOD - Google Patents

Description

дd

Изобретение относитс  ,к прео бразовател м электрических величин и может быть И1спользовано дл  пр мого усилени  посто нных и медленно мен ющихс  электрических сигналов в схемах автоматики, в измерительной технике и радиоэлектронике.The invention relates to converters of electrical quantities and can be used to directly amplify constant and slowly varying electrical signals in automation circuits, in measurement technology and in radio electronics.

Известен электрохимический усилительный триод, использование которого обеспечивает высожий коэффициент усилени , ничтожно малую величину нелинейных искажений и малый дрейф ВЫХОДНЫХ сигналов.An electrochemical amplifying triode is known, the use of which ensures a higher gain, a negligible amount of non-linear distortion and a small drift of OUTPUT signals.

НедостаткОМ этого триода  вл етс  его больша  инерционность, обусловленна  большим рассто нием от центра щели до ее границы (0,5-5,0 мм). Требуетс  много времени после подачи входных сигналов дл  установлени  посто нного раопределени  концентрации окисленных ионов в щели. Поэтому триод может работать только п|ри частотах от 0,05 гц и ниже.The disadvantage of this triode is its large inertia due to the large distance from the center of the slit to its boundary (0.5-5.0 mm). It takes a long time after the input signals are applied to establish a constant determination of the concentration of oxidized ions in the gap. Therefore, the triode can operate only at frequencies from 0.05 Hz and below.

Цель изобретени  - уменьщение инерционности электрохимического усилительного элемента .The purpose of the invention is to reduce the inertia of the electrochemical amplifying element.

Эта цель достигаетс  путем размещени  в электрохимическом усилительном элементе двух дополнительных электродов, электрически св занных друг с другом. Один из электродов (например, в виде 1сетки) располагаетс  в щели (щелевой электрод), между выходным и общим электрода-ми, а другой электрод- в резервуаре (электрод резервуара). Около электрода резервуа(ра за счет конвективных noTOKOiB поддерживаетс  посто нна  (исходна ) концентраци  окисленных ионов,This goal is achieved by placing two additional electrodes electrically connected to each other in an electrochemical amplifying element. One of the electrodes (for example, in the form of 1 grid) is located in the slit (slotted electrode) between the output and common electrodes, and the other electrode is in the tank (electrode of the reservoir). Near the reservoir electrode (due to convective noTOKOiB, a constant (initial) concentration of oxidized ions,

а около щелевого электрода концентраци  окисленных ноноъ повышаетс  или убывает, в завиоиимости от пол рности входных сигналов . За счет возникновени  концентрационной э. д.с. между двум  дополнительными элактродами протекает ток, выравнивающий концентрацию окисленных И01нов в щели и в резервуаре . Таким Образом, ток, протекающий между двум  дополнительными электродами, играет роль диффузи  окисленных ионов изand near the slotted electrode, the concentration of oxidized nano increases or decreases, depending on the polarity of the input signals. Due to the occurrence of concentration e. DS a current flows between the two additional elactrodes, leveling the concentration of oxidized ions in the gap and in the reservoir. Thus, the current flowing between two additional electrodes plays the role of diffusing the oxidized ions from

щели (или в щель) в известном усилительном триоде. После того как в предлагаемом устройстве то-к, проход щей между дополнительными электродами, станет равным входному току, концентраци  окисленных ионов в щелиslits (or slit) in a known amplifying triode. Once in the proposed device, the current passing between the additional electrodes becomes equal to the input current, the concentration of oxidized ions in the gap

стабилизируетс , и выходной ток также перестает измен тьс . Благодар  тому что рассто ние между щелевым и общим электродом мало, врем  установлени  стабильного выходного тока после подачи входного сигнала вstabilized, and the output current also ceases to vary. Due to the fact that the distance between the slot and the common electrode is small, the time to establish a stable output current after applying the input signal to

предлагаемом пентоде значительно меньше, чем в известном усилительном триоде. Включив между двум  дополнительными электродами регулируемое сопротивление, можно получить электрохимический усилительный элемент с регулируемой чувствительностью.the proposed pentode is significantly less than in the known amplifying triode. By switching an adjustable resistance between two additional electrodes, an electrochemical amplifying element with adjustable sensitivity can be obtained.

Предложенный пентод схематично показан на чертеже.The proposed pentode is schematically shown in the drawing.

Пентод состоит из «opinyca 1, диффузионного -барьера 2 (например, ;в виде стекл еного фильтра) и инертных электродов: входного 3, электрода резервуара 4, выходного 5, щелевого 6 и общего 7. Внутренний объем пентода заполнен электролитом, образующим с электродами обратимую акислительно-восстаиовительную систему. Входное напр жение UB-S. задаетс  на общий 7 и .входиой 3 электроды . На общий 7 и выходной 5 электроды подаетс  напр жение, обеспечивающее прохождение через эти электроды дредельно-го тока диффузии. Электрод 4 резервуара и щелевой электрод 6 закорочены друг с другом через регулируемое сопротивление R.The pentode consists of “opinyca 1, diffusion barrier-2 (for example,; in the form of a glass filter) and inert electrodes: input 3, electrode of reservoir 4, output 5, slot 6 and total 7. The internal volume of the pentode is filled with electrolyte forming with electrodes reversible acidifying system. The input voltage is UB-S. It is set to common 7 and 3 input electrodes. A common voltage is applied to the common 7 and output 5 electrodes, which ensure the passage of a diffusion current through the electrodes. The electrode 4 of the tank and the slot electrode 6 are shorted to each other through adjustable resistance R.

Усилительный пентод работает следующим образом.Amplifying pentode works as follows.

lilpa в щели между выходными 5 и общим 7 электрО)даМи устанавливаетс  линейное распределение канцентращии окйслениых ианов, лри .которой на поверхности выходного электрода , а у -naBepxiHOCTH общего электрода (Со - исходна  концентраци  окИСленных HOHOIB). При расположении щелевого электрода 6 на paiBHo-M рассто нии от общего и выходного электродов концентраци  окисленных ионов около щелевого электрода равна Со. Около электрода резервуара 4 концентраци  окисленных ионов также равна Со, и через сопротивление .R ток ие проходит . Выходной ток /вых, проход щий через сопротивление нагрузки RH, пропорционален средней концентрации окисленных ионов в щели, равной Со. При подаче (Входного сигнала t/Bx, подлежащего усилению, в завнси-мости от пол рности этого сигнала средн   концентраци  окисленных ионов увеличиваетс  или уменьшаетс , .что приводит к возникновению концентр ационной э.д. с. между щелевым электродом и электродом резервуара. В результате вознивновени  концентрационной э.д.с. через сопротивление R начинает проходить ток, и концентраци  ионов в резервуаре и щели частично выравниваетс .The lilpa in the gap between the output 5 and the total 7 electrO) gives a linear distribution of the concentration of oxidative ions, which is on the surface of the output electrode, and the —naBepxiHOCTH common electrode (Co is the initial concentration of the oxidized HOHOIB). When the gap electrode 6 is located at the paiBHo-M distance from the common and output electrodes, the concentration of oxidized ions near the gap electrode is equal to Co. Near the tank electrode 4, the concentration of oxidized ions is also equal to Co, and the current passes through the resistance. R. The output current / output passing through the load resistance RH is proportional to the average concentration of oxidized ions in the gap, equal to Co. When the (t / Bx input signal to be amplified is applied, depending on the polarity of this signal, the average concentration of oxidized ions increases or decreases, which results in a concentration emf between the slot electrode and the reservoir electrode. as a result of the emergence of the concentration emf, a current begins to flow through the resistance R, and the concentration of ions in the tank and the slit partially equalizes.

Через некоторое врем  после подачи входных сигналов устанавливаетс  динамическое равновесие: скорость изменени  концентрации в щели за счет прохождени  входных сигналов ком1пен1сируетс  обратным процессом за счет прохождени  тока щелевьгм электродом и электродом резервуара. После того-, как входнюй ток станет равным току, проход щему через сопротивление R, концентраци  окисленных ионо1Б в щели перестанет измен тьс , и выходной ток /вых становитс  посто нным , соответствующим подаваемому входному напр жению. Измен   величину сопротивлени  R, можно измен ть К|рутизну характеристики преобразовани  и величину нелинейных искажений. Например, при (т. е. при отключении дополнительных электродов ) /вых экспоненциально зависит от t/Bx, а при сравнительно малой величине R характеристика преобразовани  линейна вSome time after the input signals are applied, a dynamic equilibrium is established: the rate of change of concentration in the slit due to the passage of the input signals is compensated by the reverse process due to the passage of current by the slit electrode and the reservoir electrode. After the input current becomes equal to the current flowing through the resistance R, the concentration of oxidized ions in the gap will no longer change, and the output current / output will become constant, corresponding to the input voltage applied. By varying the resistance value R, it is possible to change the K | rutin transformation characteristic and the magnitude of the non-linear distortion. For example, with (i.e., when additional electrodes are disconnected) / output exponentially depends on t / Bx, and with a relatively small value of R, the conversion characteristic is linear in

больш1ом диапазоне входных напр жений. Благодар  малому рассто нию между щелевым электродом и электродами выходной щели, инерционность описанного пентода на несколько пор дков ниже инерционности известного электрохимического усилительного триода.large input voltage range. Due to the small distance between the slot electrode and the output gap electrodes, the inertia of the described pentode is several orders of magnitude lower than that of the known electrochemical amplifying triode.

Предмет изобретени Subject invention

1.Электрохимический усилительный пентод , содержащий корпус, заполненна  электролитом , внутренн   полость которого разделена диффузионным барьером на резервуар и щель, причем объем резервуара несоизмеримо больше объема щели, в которой размещены1. Electrochemical amplifying pentode, comprising a housing filled with electrolyte, the internal cavity of which is divided by a diffusion barrier into a reservoir and a slit, and the reservoir volume is disproportionately larger than the slit volume in which

общий и выходной инертные электроды, а входной электрод расположен в резервуаре, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  инерционности, между общим и выходным электродами размещен дополнительный щелевой электрод, электрически св занный с электродом резервуара.common and output inert electrodes, and the input electrode is located in a tank, characterized in that, in order to reduce the inertia, an additional slot electrode connected electrically to the tank electrode is placed between the common and output electrodes.

2.(Пентод по in. 1, отличающийс  тем, что, с целью получени  характеристики различной Крутизны и величины нелинейных искажений,2. (Pentode in. 1, characterized in that, in order to obtain characteristics of different Steepness and non-linear distortion,

между щелевым электродам и электродом резервуара включено регулируемое сапротивление .between the slot electrodes and the electrode of the tank included adjustable resistance.