книги из ГПНТБ / Аналоговые запоминающие и адаптивные элементы

На рис. 8-1,г приведены спектральные характеристики элек­ трохимической ячейки с сернокислым электролитом для различ­ ных толщин медной пленки на поверхности электропроводного прозрачного электрода. Желательно, чтобы максимум спек­ тральной чувствительности фотоприемника находился здесь в диапазоне длин волн светового излучения 0,4—0,6 мкм.

Скорость дрейфа коэффициента пропускания светового по­ тока электрохимической ячейкой после записи составляла у испытанных образцов около 2—3% в неделю.

Изменение светового потока, падающего на фотоприемник при пропускании тока через твердофазный электрохимический эле­ мент, может быть достигнуто за счет изменения положения границы фаз между непрозрачным электродом и прозрачным электролитом. В этом случае корпус элемента, по крайней мере на участке, где происходит считывание, выполняется прозрач­ ным и ему придается форма капилляра. В качестве электрохи­ мического преобразователя здесь обычно используется капил­ лярный ртутно-электролитический диод [Л. 185, 187]. При при­ менении калиброванных капилляров достигается высокая пропорциональность между массой ртути, перенесенной с элек­ трода на электрод и смещением границ фаз электрод — раствор,

На рис. 8-2,а показана схема капиллярного ртутно-электро- литического диода с оптоэлектронным считыванием. Если пре­ небречь искажениями, обусловленными неодинаковостью длин электролитного зазора и щели диафрагмы, влиянием отраже­ ний от ртутных менисков и др., то время изменения освещенно­ сти фотоприемника от наибольшего до наименьшего значения

222

где I — длина столбика электролита в междуэлектродном про­ межутке. Легко видеть, что ySl/2 = mM — масса ртути, перенесен­ ная с электрода на электрод за время t.

по концам рабочего участка обусловлено искривлением границ фаз электрод — электролит и частично краев щели диафрагмы, рассеянием света на ртутных менисках, неравномерной чувст­

Для известных образцов ток управления может быть в пре­ делах 0,005—5 ма, а количество электричества, необходимое для осуществления максимального изменения светового потока, может составлять 0,01 — 1 к [Л. 209].

Капиллярные ртутно-электролитические запоминающие эле­ менты с оптозлектронным считыванием отличаются хорошей повторяемостью характеристик адаптации, практическим отсут­ ствием гистерезиса и очень малой температурной зависимостью. Наибольшее значение имеет поляризационная погрешность, свя­ занная с изменением распределения концентраций компонентов по объему электролита в капилляре при прохождении через диод тока управления [Л. 194, 239].

223

существенные различия рабочих ха- триодов рактеристик триодов и областей их

целесообразного применения. Управление элементами обоих типов возможно как от источ­

ника напряжения, так и от источника тока. Управление током обеспечивает более стабильную работу элемента, в частности значительно меньшую скорость дрейфа и меньшее влияние тем­ пературы. Такой же режим при управлении напряжением до­ стигается подключением последовательно в цепь управления добавочного сопротивления RROt>-

Для защиты от перенапряжений (опасных при длительном их воздействии) предусматривается ограничение напряжения на входе нелинейным шунтом (аналогично описанному в гл. 7), а в схемах с ТКЭ-триодами, кроме того, используется симметри­ рование тока управления в электроде считывания для улучше­ ния равномерности осаждения и снятия металла по длине этого электрода. Характерные варианты цепей управления изображе­ ны на рис. 9-1.

дана классификация возможных структур схем, в основу кото­ рой положена эта особенность [Л. 241]. Под схемами с непосред­ ственным считыванием подразумеваются здесь простейшие схе­ мы, основанные на делении напряжений или разветвлении токов. По методу подключения цепи считывания электрохими­ ческого элемента можно различать непосредственное включение и включение через трансформатор.

Для сравнительной оценки схем далее приняты следующие параметры.

224

226

а) 6) в) г)

Основные характеристики схем с непосредственным преоб­

.макс-

На рис. 9-4 приведены характеристики управления аналого­ вых запоминающих элементов при включении цепи считывания по схемам с непосредственным преобразованием.

Меняя способ питания, параметры схемы и тип триодов,, можно в достаточно широких пределах изменять характеристи­

можность исключить гальваническую связь между цепями управления и считывания. Однако наличие потерь в трансфор­ маторе уменьшает кратность изменения выходного тока. Поэто­ му желательно использовать частоты считывания, при которых:

227

Схемы с непосредственным преобразованием

Считывание напряжением

Характеристика

Питание через цепь управления (только для КРЭ-триодов)

пренебрегая потерями в сердечнике и рассеиванием магнитного потока, можно написать:

^сч.маис

и

VR

228

ставляющую можно компенсировать включением в первичную цепь конденсатора (последовательно или параллельно первич­ ной обмотке трансформатора). Для получения высокой кратно-

сти тока параметры триода и трансформатора надо выбирать так, чтобы значение р не попадало в область, приблизительно ограничиваемую пределами 0,02<|3<3. При малых р компенса­ ция обязательна.

Мостовые схемы включения цепи считывания дают малую нелинейность, большую чувствительность и хорошую симметрич­ ность характеристики управления. Обычно применяются мосто­ вые схемы с питанием от источника тока (см. рис. 9-5,а и б для КРЭ-триодов и рис. 9-6,а для ТКЭ-триодов). Сопротивления по­

Характеристики мостовых и дифференциальных схем на ТКЭтриодах приведены в табл. 9-2. Принятые здесь обозначения:

230

Таблица 9-2

Дифференциальные схемы**

сдвумя триодами

2

arctg •

X ( #счг + о + Rk

X' — эквивалентное реактивное сопротивление половины вторич­ ной обмотки трансформатора; U2~—напряжение на вторичной обмотке трансформатора.

Для компенсации остаточного тока в мостовых схемах с од­ ним ТКЭ-триодом в плечо, смежное с рабочим, параллельно постоянному сопротивлению подключается конденсатор (см. рис. 9-6,а), емкость которого определяется по формуле