亚星游戏官网-www.yaxin868.com

专利名称：双显恒电位仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电化学分析仪器，特别是一种双显恒电位仪。
背景技术：
在电化学分析测量中，恒电位仪是为电解池提供恒电位输出和恒电流输出的仪器。恒电位仪可在大电流、高电压状态下工作。现有的恒电位仪仍采用分立元件，功率运算放大器性能不足，需采用多个功率运算放大器组合，加上繁复的保护电路和报警电路，以及多个离散的冷却装置，因此存在以下问题1)线路复杂，装配调试困难；2)结构笨重，使用不便，运输过程容易损坏；3)元器件繁多，维修不方便；4)单显示方式，即只能显示电位或电流，当未显示的电流或电压过载时，如报警电路发生故障，极易烧坏仪器。

发明内容
本实用新型为了解决恒电位仪结构笨重、线路复杂所存在的技术问题，提供了一种应用新型电子元器件的双显示恒电位仪。
根据上述目的，本实用新型提供一种双显恒电位仪，由内给定电路、主放大电路、电流/电压转换电路、参比电路、转换开关、检波放大电路、电流过载溢出电路、显示器及输出接口构成；其中内给定电路与转换开关连接；主放大电路与参比电路、转换开关连接；参比电路与电解池、显示器、输出接口连接；电流/电压转换器一端与转换开关连接，另一端与检波放大电路、显示器、输出接口连接；检波放大电路另一端与电流过载溢出电路连接；其中置于电解池内的研究电极、辅助电极、参比电极由电极插头与转换开关连接。
上述装置，其中主放大电路由功率运算放大器A1、电阻R28和R29、二极管D5和D6构成；放大器A1的正压保护端2与电阻R28连接，负压保护端8与电阻R29连接，输出端1与电阻R28和R29的另一端及二极管D5正极和D6负极连接，放大器A1的电源正端3接正电源V+并与二极管D5负极连接，电源负端6接负电源V-并与二极管D6正极连接，放大器A1的负输入端与内给定电路Eo连接；Rc为放大器A1的等效负载电阻。
上述装置，其中电流过载溢出电路由电阻R75、R76和电容C35组成的分压积分电路与场效应管BG2的栅极连接，其漏极与由电阻R77、R78和电位器W1组成的分压电路连接，其源极接地；VI是电流过载判定信号，V7是电路的电源电压，Vr是显示器(LED)电流显示电路的基准电压。
上述装置，其中主、副功率运算放大器A1、A2共用一个冷却结构。
上述装置，其中功率运算放大器A1采用PA61型集成运算放大器。
上述装置，其中功率运算放大器A2采用OPA544型集成运算放大器。
本实用新型由于采取了以上技术措施，因此仪器线路简化、结构合理、电路程式新颖，便于生产和使用，仪器的性能、可靠性和稳定性有很大提高。


图1是本实用新型的电原理框图。
图2是本实用新型的恒电位工作方式时的电原理线路图。
图3是本实用新型的恒电流工作方式时的电原理线路图。
图4是本实用新型的功率运算放大器过载保护线路图。
图5是本实用新型的电流过载溢出电路线路图。
具体实施方式
本实用新型主要采用了新型的大功率集成运算放大器作为主、副功率运算放大器A1、A2，替代以往的十多个功率器件及其繁复的保护电路，由于A1和A2外壳为电气绝缘，可用一个冷却结构替代了以往的多个分散的冷却结构。同时采用了电位和电流双显示技术，删除了电位过载电路。以下将结合附图对本实用新型作进一步阐述。
如图1所示，本实用新型提供一种双显示恒电位仪，由内给定电路Eo、主放大电路1、电流/电压转换电路2、参比电路3、转换开关4、检波放大电路5、电流过载溢出电路6、显示器LED及输出接口I/O构成；其中内给定电路Eo与转换开关4连接；主放大电路1与参比电路3、转换开关4连接；参比电路3与电解池7、显示器LED、输出接口I/O连接；电流/电压转换器电路2一端与转换开关4连接，另一端与检波放大电路5、显示器LED、输出接口4连接；检波放大电路5另一端与电流过载溢出电路6连接；其中置于电解池7内的研究电极WE、辅助电极CE、参比电极RE由电极插头8与转换开关4连接。
仪器的主要功能是为电解池7提供恒电位输出和恒电流输出，可由转换开关4实现工作方式的选择；仪器配有高阻抗输入的插头8和电位、电流双显示器LED。可对电解池7的电位和电流同时进行测量；仪器还备有溶液电阻补偿功能，以及外接仪表或记录仪的输出接口I/O。
如图2所示，仪器处于恒电位工作方式。由内给定电路Eo、主放大电路1的主功率运放A1、电流/电压转换电路2的副功率运放A2、参比电路3的参比跟随器A3、可变电阻R、电解池7等构成。由于研究电极WE接在I/V转换放大器A2的反相输入端，根据运算放大器的特性，研究电极WE将维持(虚地)地电位，参比跟随器A3的输出端应与参比电极RE电位相等。由于主放大器A1的反相输入端为虚地，且输入阻抗极大，又由于内给定电路Eo对地(虚地)和A3输出端对地(虚地)的权电阻R1、R2相等，因此A3输出端电位应与Eo电位相等(符号相反)，这样就达到了恒电位的目的。
从图2中可知，流过研究电极WE的电流与流过电流量程电阻R的电流必然相等。因此A2的输出电压正比于流过研究电极的电流，通过开关切换不同的R，可改变量程，得到合适的电流读数。
如图3所示，仪器处于恒电流工作方式。可以看出其电路元素与恒电位工作方式相同，但各元素之间的连接不同。
A2接成1比1反相放大器，其输出电位与输入电位E数值相等而符号相反。由于A2具有功率输出能力，该输出电位通过电流量程电阻R转换成电流，接入主放大器A1反相输入端，A1使流过WE的电流等于流过电阻R的电流，从而达到恒电流的目的。
如图4所示，主放大器A1的保护电阻R28、R29和快复二极管D5、D6，主放大器A1在正电源V+工作区时，如果负载(等效电阻Rc)太大，使主放大器A1输出电流升高，R28阻值的大小，决定主放大器A1输出电流的最大值。同样R29决定主放大器A1在负电源V-工作区的最大值。R28和R29是根据A1的SOA(安全工作区)、电源电压、A1的保护特性和工作条件而计算、实验得出的。D5、D6是防止电源发生浪涌、脉冲电压。由图4可见，主放大电路1的过载保护电路还是很简单的。
如图5所示，当电流过载判定信号VI判定电流过载，输出一个高电平，经电阻R75、R76和电容C35积分使场效应管BG2栅极由低电平突变为高电平，这时BG2源漏两极导通，使基准电压Vr突变为零电平，导致显示器LED电流发生溢出信号，对仪器起到保护作用，是一种非常简单而可靠有效的检测电流溢出的线路。
权利要求1.一种双显恒电位仪，其特征是由内给定电路(Eo)、主放大电路(1)、电流/电压转换电路(2)、参比电路(3)、转换开关(4)、检波放大电路(5)、电流过载溢出电路(6)、显示器(LED)及输出接口(I/O)构成；其中内给定电路(Eo)与转换开关(4)连接；主放大电路(1)与参比电路(3)、转换开关(4)连接；参比电路(3)与电解池(7)、显示器(LED)、输出接口(4)连接；电流/电压转换器(2)一端与转换开关(4)连接，另一端与检波放大电路(5)、显示器(LED)、输出接口(4)连接；检波放大电路(5)另一端与电流过载溢出电路(6)连接；其中置于电解池(7)内的研究电极(WE)、辅助电极(CE)、参比电极(RE)由电极插头(8)与转换开关(4)连接；主放大电路(1)由功率运算放大器A1、电阻R28和R29、二极管D5和D6构成；放大器A1的正压保护端2与电阻R28连接，负压保护端8与电阻R29连接，输出端1与电阻R28和R29的另一端及二极管D5正极和D6负极连接，放大器A1的电源正端3接正电源V+并与二极管D5负极连接，电源负端6接负电源V-并与二极管D6正极连接，放大器A1的负输入端(-)与内给定电路Eo连接；Rc为放大器A1的等效负载电阻；电流过载溢出电路由电阻R75、R76和电容C35组成的分压积分电路与场效应管BG2的栅极连接，其漏极与由电阻R77、R78和电位器W1组成的分压电路连接，其源极接地；VI是电流过载判定信号，V7是电路的电源电压，Vr是显示器(LED)电流显示电路的基准电压。
2.根据权利要求1所述的双显恒电位仪，其特征是其中放大器A1、A2共用一个冷却结构。
3.根据权利要求1所述的双显恒电位仪，其特征是其中放大器A1采用PA61型集成运算放大器。
4.根据权利要求1所述的双显恒电位仪，其特征是其中放大器A2采用OPA544型集成运算放大器。
专利摘要本实用新型提供一种双显恒电位仪，由内给定电路、主放大电路、电流/电压转换电路、参比电路、转换开关、检波放大电路、电流过载溢出电路、显示器及输出接口构成；该仪器采用两只大功率集成运算放大器及新型电子元器件替代原有十多个功率器件，因而可以共用一个冷却结构替代原有的多个分散的冷却装置和繁复的保护电路，并对原有电路作了重大改进，可同时显示电解池的参比电位和负载电流。该仪器具有线路简单、结构紧凑、电路程式新颖、性能稳定可靠、调试操作方便等优点。
文档编号G01N27/26GK2627504SQ0323254
公开日2004年7月21日 申请日期2003年6月26日 优先权日2003年6月26日
发明者强耀清, 屠振华 申请人:上海雷磁新泾仪器有限责任公司