恒電位儀的原理

         恒電位儀整體說(shuō)是一個(gè)負(fù)反饋放大——輸出系統(tǒng)，與被保護(hù)物（如埋地管道）構(gòu)成閉環(huán)調(diào)節(jié)，通過(guò)參比電極測(cè)量通電點(diǎn)電位，作為取樣信號(hào)與控制信號(hào)進(jìn)行比較，實(shí)現(xiàn)控制并調(diào)節(jié)極化電流輸出，使通電點(diǎn)電位得以保持在設(shè)定的控制電位上。

　其過(guò)程是：不管什么原因——供電系統(tǒng)電壓波動(dòng)，環(huán)境介質(zhì)導(dǎo)電性變化，或電路參數(shù)漂移——使輸出增大，導(dǎo)致通電點(diǎn)電位上升，則取樣信號(hào)增大，取樣信號(hào)是加在恒電位儀比較放大的反相輸入端，與接在正相輸入端控制信號(hào)比較后使放大器放大倍數(shù)下降，控制極化電源輸出減小，使通電點(diǎn)電位下降，回復(fù)到原設(shè)定的控制電位值上；同樣，如果什么原因使通電點(diǎn)電位下降，參比電極得到的取樣信號(hào)下降，經(jīng)過(guò)與控制信號(hào)比較使放大器放大倍數(shù)上升，控制極化電源輸出增大，通電點(diǎn)電位上升，回復(fù)到原設(shè)定的控制電位值上。也就是當(dāng)外部或內(nèi)部任何原因造成被保護(hù)物對(duì)地電位變化時(shí)，恒電位儀都能相應(yīng)地增大或減小輸出把變化的電位拉回來(lái)，使通電點(diǎn)電位保持不變。

只要儀器的放大倍數(shù)計(jì)算設(shè)計(jì)得正確，取樣信號(hào)特性與儀器輸入輸出特性有足夠的線性一致，并且調(diào)整良好，恒電位儀在額定工作范圍內(nèi)可使被保護(hù)物通電點(diǎn)的電位與設(shè)定的控制電位一致，誤差一般在5mV以下。正因其有使通電點(diǎn)電位保持近于恒定的性質(zhì)，因此稱為恒電位儀。

恒電位儀的核心是比較放大器，由深度負(fù)反饋的差動(dòng)放大器構(gòu)成，現(xiàn)在一般采用性能優(yōu)良的集成運(yùn)算放大器擔(dān)任，其輸入是控制和參比（取樣）電路，輸出到跟隨放大、控制移相、振蕩等電路生成觸發(fā)脈沖，極化電源由晶閘管整流電路構(gòu)成，通過(guò)改變導(dǎo)通角實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)輸出。

恒電位儀的接線不復(fù)雜，一般由4條電纜組成（不考慮誤差、故障報(bào)警等附屬電路可引出的信號(hào)接線），分別接于：輸出陰極、輸出陽(yáng)極、零位接陰、參比電極。輸出陰極是恒電位儀輸出的負(fù)端子，接至被保護(hù)物的通電點(diǎn)，輸出陽(yáng)極是恒電位儀的正端子，接至輔助陽(yáng)極（地床或深井陽(yáng)極）；零位接陰是儀器電路的地端，接于被保護(hù)物通電點(diǎn)附近，參比電極即取樣信號(hào)輸入端，接埋設(shè)在通電點(diǎn)附近的參比電極。輸出陰極和輸出陽(yáng)極電纜要有足夠的截面積，一般不應(yīng)小于10 mm2；零位接陰和參比電極對(duì)電纜截面無(wú)要求，只考慮足夠強(qiáng)度即可。恒電位儀的接線都應(yīng)該是銅線，遠(yuǎn)端并應(yīng)焊接。

　　值得說(shuō)明的是零位接陰是接于通電點(diǎn)幾乎同一點(diǎn)（以電的概念解釋就是同一點(diǎn)，施工時(shí)應(yīng)該離開50～100mm，避開電流涌入），但是必須用單獨(dú)接線，因?yàn)榱阄唤雨幨钦麄€(gè)儀器電路的地，這個(gè)“地”必須建立在被保護(hù)物（管道）上，才能實(shí)現(xiàn)正確控制，因此絕不能使用短線把零位接陰與輸出陰極接在一起，雖然那按電的概念也是同一點(diǎn)。

　　zui后說(shuō)明一下，恒電位儀是電化學(xué)研究、應(yīng)用方面的重要儀器，有很多種類，上面說(shuō)的是用于陰極保護(hù)的恒電位儀的基本方面。