P1100085

W ndudwch kompensacyjnych siosowune woltomierze cyfrowe, których drut oppirowy jot nawinięty spiralnie. Pomiar jest tym dokładniejszy im mniejic, napięciu kretowana jest na zaciski woltomierza. Napięcie £ pobiera się z nieci przy czym stosuje się diody Zenera lub wzmacniacz operacyjny w oclu jego słabi, lutcjt.

Metody r r.7.fosnHtw*rm wzmacniaczy iampowycft są dogodne dla pomiarów S£M ogniw galwanicznych z dużym oporem wewnętrznym (elektrodo szklana. środowisko aiewodne itp.). Wzmacniacze lampowe stosuje się w metodach odchyl owych oraz w metodach kompensacyjnych z częściową albo całkowitą kompensacją. Dużym oporem wejściowym (I0^,0-10^ł4 Ił) charakteryzują    wzmacniacze elektronie,

tryczne z lampą elektro metryczną na wejściu oraz wzmacniacze tranzystorowe z tnu». zys torami FET na wejścia (tranzystory połowę). Wysoką stabilnością odznaczają się wzmacniacze raodulacyjne, w których stały sygnał zamieniany jest. na sygnał zmienny, milę pnie wzmacniany. Do zamiany stałego sygnału tia zmienny wykorzystuje się przetworniki wibracyjne, kondensatory wibracyjne oraz modulatory tranzystorowi lub rotocJektryczne-

Przy pomiarach napięcia za pomocą wzmacniaczy operacyjnych stosowane są okłady odwracające (rys. 2.5). w których rolę impcdancji spełniają opory Jt_% i R_t. W cTasic pomiaru SĘM ogniw galwanicznych, ogniwa te nie mogą być obciążone prądem. W takim przypadku stosuje się miernik napięcia w nic odwracającym układzie pracy, zgodnie ze schematem na rys. 2.7. Jeśli wzmocnienie napięcia jest niewielkie. opór wejściowy jest bardzo duży (> IO*° O). Na tej zasadzie pracują pehametry. titratory potencjometrycznc itp.

Da pomiaru prądu wykorzystuje się mierniki prądu w układzie przedstawionym na rys. 2.4. dla których napięcie wyjściowe jest proporcjonalne do prądu, równanie (2.4lb). Przy stosowaniu amperomierzy wychyłowycli pomiar obciążony jest błędem w wyniku spadku potencjału, patrz równanie (2.48), na oporniku wewnętrznym przyrządu pomiarowego. Przy stosowaniu wzmacniacza operacyjnego błąd ten praktycznie nie występuje.

Ostatnio do dokładnych pomiarów napięcia i prądu zaczyna się stosować mierniki cyfrowe, które zależnie od żądanej dokładności podają 3—7 cyfr znaczących. Odznaczają się zatem najwyższą klasą dokładności. W urządzeniach tych sygnet analogowy jest przetwarzany za pomocą przetwornika AJ O na wielkość cyfrową (cyfrowy pehametr o dużej dokładności).

Miernik można połączyć z drukarką, która w regularnych odstępach czasu z dużą dokładnością zapisuje mierzone wielkości. W najlepszym przypadku miernik można połączy6 z maszyną cyfrową dokonującą obróbki uzyskanych wyników pomiaru. Zgodnie z ustalonym programem, obróbka danych może być wykonywana natychmiast (linę on) albo po pewnym czasie (linę ofT). Połączenie miernika z maszyną cyfrową stosuje się w titratorach automatycznych.

Do graficznego zapisu napięcia wykorzystuje się automatyczne kompensatory (rejestratory *7* lub XY). Mierzony sygnał porównywany jest z sygnałem wzorcowym f_N za pomocą wzmacniacza różnicowego. Różnicowy sygnał AZT steruje serwo-sitnikiera, który przesuwa suwak potencjometru dotąd, aż AE stanie się równe zeru.

42

Ruch suwaku sprzężony jest z pisakiem rejestratora. Kompensator automatyczny i dwoma niezależnymi serwomechanizmami jest rejestratorem XY, Do zapisu sygnału zmiennego o dużej czętotel wykorzystuje wę oscylografy (np. oscylograf z kineskopem pamięciowym).

2.2.2. Pomiar impedaneji

Pomiary impcdancji wykonuje się w konduktometrii -przy pomiarach przewodnictwu elektrolitów, w diclekiromctrti - pr/y pomiarach pojemności naczyniek pomiarowych, w konduktometrii wy.\okoczęstctliwościowcj - przy badaniu zmian całkowitej udmitancji, w wotUmperometrii lub polarografii zmiennoprądowej -przy haduniu zmian impedaneji faradajowskicj. Najczęściej pr/y pomiarze impcdancji stosowany jest prąd zmienny, chociaż w niektórych przypadkach stosuje się prąd stały. Metody pomiaru można podzielić na trzy grupy: metody odchylone, metody mostkowe, metody rezonansowe.

Metody odchylam wywodzą się / definicji impcdancji lub udmiumgi opartej na prawic Ohma. Mierzona admitancja włączana jest do obwodu zawierającego źródło napięcia harmonicznego U. Prąd / = U Y jest proporcjonalny do wielkości Y. Układ odpowiedni dla pomiaru przewodnictwa elektrolitów przedstawiono nn rys. 2.12.

Spełniona jest w tym przypadku zależność

(2-50*)

Jeśli J?_A ^ R_t, ostatni człon można pominąć.

Przy zastosowaniu wzmacniacza operacyjnego w układzie miernika prądu (według rys. 2.13) wspomniany wyżej błąd nie występuje.

Rys. 2.12. Metoda odchylowa pomiaru Rys. 2.13. Pomiar przewodnictwa w układzie ze

al.Ll.nll,Alli    _______ - ______U___

przewodnictwa elektrolitów R_t - opór badanego roztworu, /?_A -opór amperomierza

wzmacniaczem operacyjnym Rt - opór badanego roztworu

Napięcie wyjściowe t/₀ jest proporcjonalne do /mian przewodnictwa przy założeniu, te charakterystyka zmiennego napięcia wejściowego jcit siała

(2.506)

43