Obraz (2538)

224

I ot rzeczywisty układ pomiarowy E_c, E_ref i E_w. Układ symulujący dodat-I towo umożliwia przeprowadzenie kontroli i testowania całego toru pomia-I rowego.

Załączenie przełączników i P_s, zaś niezałączenie P₃ (elektrody i pomocniczej E_£). pozwala na realizację pomiaru potencjału równowagowego | badanej elektrody.

Konieczność stosowania wtórnika napięciowego W_i wynika z tego, że I chcemy - jak :c już było wcześniej wzmiankowane - kontrolować i-zeczywisty potencjał polaryzaeji elektrody badanej E_w względem elektrody odniesienia E_nf. Zwykle stosowane elektrody odniesienia to elektrody drugiego lub pierwszego rodzaju, których wewnętrzne rezystancje mogą zawierać się w przedziale od kilkuset omów do kilkuset kiloomów. Wejście wzmacniacza, do którego dołącza się elektrodę odniesienia, musi charakteryzować się dużą rezystancją wejściową, typowo nie mniejszą od 10⁹ Q. Rezystancję o takiej wartości zapewnia właśnie wtórnik napięciowy.

Z reguły rzeczywisty układ potencjostatu posiada dodatkowe moduły sygnalizujące nieprawidłową pracę. Jednym z nich jest sygnalizacja nasycenia napięciowego wzmacniacza W₂, tzn. wystąpienia ekstremalnego napięcia wyjściowego tego wzmacniacza. Stan taki nie gwarantuje tego, że elektroda E_rtf będzie miała taki potencjał, jaki programujemy. Wymagana jest wtedy zmiana układu pomiarowego - zmniejszenia powierzchni elektrody badanej lub zmniejszenia rezystancji między elektrodą pomocniczą a odniesienia (zbliżenie elektrod, zmniejszenie rezystancji roztworu elektrolitu, usunięcie lub zmiana membrany separującej przestrzeń przy elektrodzie pomocniczej). Drugim jest sygnalizaga nasycenia napięciowego wzmacniacza W_A. Nasycenie to nie tylko uniemożliwia prawidłowy pomiar natężenia prądu, ale również powoduje zmianę potencjału elektrody badanej, tak że potencjał ten nie jest równy wirtualnemu zeru i oczywiście rzeczywista polaryzacja elektrody badanej względem elektrody odniesienia różni się od zaprogramowanej. Często przyczyną tego jest zbyt duża powierzchnia elektrody badanej, jak też niewłaściwy dobór podzakresu pomiarowego natężenia prądu. Wymogi związane z minimalizacją błędu pomiarowego żądają, aby pod zakres pomiaru prądu zapewniał jak największą czułość, lecz jednocześnie na wybranym podzakresie nie może występować nasycenie konwertera prąd-napięcie.

16.4. Galwanostat

Zadaniem galwanostatu jest utrzymywanie określonej wartości natężenia prądu płynącego przez naczyńko pomiarowe, między elektrodą pomocniczą a elektrodą badaną, niezależnie od zmian impedancji obydwu elektrod. W najprostszych przypadkach w galwanotechnice, jak np. galwanostatyczne nakładanie powłoki metalicznej na metalizowany przedmiot, wystarczające jest spełnienie przez galwanostat warunku wymienionego powyżej. Najprostszy układ galwanostatu, wykorzystujący pojedynczy wzmacniacz operacyjny, jest opisywanym wcześniej konwerterem napięcie-prąd i przedstawiony został na rys. 15.17. W przypadku prowadzenia badań galwanostatycznych, których wynikiem jest uzyskanie charakterystyki E_w = f(I_w), wymagany jest pomiar potencjału elektrody badanej względem elektrody odniesienia podczas przepływu przez elektrodę badaną prądu elektrycznego o stałym natężeniu. Oczywiście układ z rys. 15.17 nie pozwala w sposób bezpośredni na wykonanie takiego pomiaru (konieczne jest wprowadzenie elektrody odniesienia i co najmniej dodatkowego przyrządu pomiarowego, np. wysokooporowego miernika napięcia). Zadanie to spełnia zaawansowany, bliski użytkowemu, schemat galwanostatu przedstawiony na rys. 16.9.

Rys. 16.9. Schemat aplikacyjny galwanostatu