Пристрій для вимірювання густини струму в електроліті

Изобретение относится к гальванотехнике и может использоваться для автоматического измерения плотности тока при нанесении гальванических покрытий. Наиболее близким к заявляемому является устройство для измерения плотности тока в электролите, содержащее операционный усилитель, бесконтактный магниточувствительный первичный измерительный преобразователь с обмоткой питания и обмоткой обратной связи, блок выделения среднего значения и резистор, конец обмотки обратной связи подсоединен ко входу усилителя, а начало - к заземленному концу обмотки питания, выход операционного усилителя подключен ко входу блока выделения среднего значения напряжения, а второй подсоединен к выходу операционного усилителя. Недостатком этого устройства является наличие операционного усилителя, что требует двухполюсного питания и усложняет конструкцию, что затрудняет использование прибора в портативном варианте. Кроме того, нестабильность уровня выходного сигнала не позволяет подключать устройство без соответствующих контроллеров к микропроцессорным приборам. Задачей изобретения является упрощение конструкции и расширение функциональных возможностей, что дает возможность использовать прибор как в портативном варианте, так и при непосредственном его подключении к микропроцессорному управляющему устройству. Поставленная задача решается тем, что в устройстве для измерения плотности тока в электролите, содержащем бесконтактный магниточувствительный первичный измерительный преобразователь с обмоткой питания, согласно изобретению, введены два логических элемента "НЕ" и конденсатор, причем первый конец обмотки питания подключен к выходу первого логического элемента "НЕ" и ко входу второго логического элемента "НЕ", а второй конец обмотки питания - к выходу второго логического элемента "НЕ" и, через конденсатор, ко входу первого логического элемента "НЕ", средг няя точка обмотки питания подключена к положительной шине питания, выходом устройства является выход второго логического элемента "НЕ". На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - эпюры выходного напряжения устройства для измерения плотности тока в электролите и магнитного потока бесконтактного магниточувствительного преобразователя; на фиг.3 - эпюры выходного напряжения устройства для измерения плотности тока в электролите в виде серий импульсов. Устройство для измерения плотности тока в электролите содержит бесконтактный магниточувствительный первичный измерительный преобразователь 1 с внутренним окном 2 и обмоткой питания 3, два логических элемента "НЕ" 4 и 5, конденсатор 6. Первый конец обмотки питания 3 подключен к выходу первого логического элемента "НЕ" 4 и ко входу второго логического элемента "НЕ" 5, а второй конец обмотки питания - к выходу второго логического элемента "НЕ" 5 и через конденсатор 6 ко входу первого логического элемента "НЕ" 4, средняя точка обмотки питания 3 подключена к положительной шине питания, выходом устройства является выход второго логического элемента "НЕ" 5. Через внутреннее окно 2 бесконтактного магниточувствительного преобразователя 1 проходит ток, пропорциональный площади Sок внутреннего окна 2 бесконтактного магниточувствительного преобразователя 1 и локальной плотности тока гальванической ванны J. Этот ток наводит в бесконтактном магниточувствительном первичном измерительном преобразователе 1 магнитный поток Фj = j · Sok/Rm, где Rm - магнитное сопротивление бесконтактного магниточувствительного преобразователя 1, определяемое его геометрическими параметрами и магнитной проницаемостью, т.е. наводимый поток прямо пропорционален локальной плотности тока J в гальванической ванне. Устройство представляет собой двухтактный генератор, вырабатывающий на выходе прямоугольные униполярные импульсы напряжения (фиг.2). Обмотка питания 3 является нагрузкой логических элементов "НЕ" 4 и 5, а также, совместно с конденсатором 6, выполняет функцию обратной связи. Устойчивость генераторного режима работы обеспечивается крутизной срабатывания логических элементов "НЕ" и выбором в качестве материла бесконтактного магниточувствительного преобразователя 1 ферромагнита с прямоугольной петлей гистерезиса (например, пермаллоя или феррита), т.е. такого материала, у которого при изменении магнитного потока по модулю от 0 до Фs (поток насыщения) магнитную проницаемость можно считать неизменной, а при достижении магнитного потока насыщения Фs - приблизительно равной 0. Если поток Фj, наводимый током гальванической ванны с плотностью J, отсутствует, то отношение длительностей импульса Т1 и скважности Т2 будет равно исходному значению. При J¹0, отношение длительностей Т1 и Т2 изменится, т.е. на выходе логических элементов "НЕ" 2 и 3 будет формироваться широтно-модулированный сигнал, обладающий высокой помехозащищенностью. По каналу связи широтно-модулированный сигнал, представляющий собой униполярные импульсы напряжения, соответствующего ТТЛ уровням логических "0" и "1", может быть подан как на блок выделения среднего значения напряжения, так и непосредственно в любое микропроцессорное устройство, которое может принять данный сигнал как цифровой код, так как выходное напряжение, фронты и спады импульсов соответствуют требованиям цифровых микросхем. Зависимость отношения Т1 /Т2 от наводимого потока Фj, описывается следующими уравнениями. Магнитный поток Ф1, наводимый в бесконтактном магниточувствительном преобразователе 1 в течение полупериода Т1, учитывая, что при времени Τ = 0, Ф1 =-Фs - Фj: где U - напряжение на обмотке питания 3; W - количество витков обмотки питания 3; R - активное сопротивление обмотки питания 3. Из этого уравнения получим длительность полупериода Т1, учитывая что магнитный поток Ф1 в конце полупериода равен Магнитный поток Ф2, наводимый в бесконтактном магниточувствительном преобразователе 1 в течение полупериода Т2: Из этого уравнения получим длительность полупериода Т2 Устройство проектируется таким образом, чтобы выполнялись условия: U × W/(R x Rm)>>Фs, Фj