專利名稱：一種智能酸度計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及酸度計，尤其是一種設(shè)有單片微機、存貯器及輸入輸出設(shè)備的智能酸度計。
《自動化儀表》1988年第9卷第11期第27頁，刊載了成都化工微型計算機應(yīng)用研究所楊天啟、熊彥、郭超英撰寫的文章，題目為“PHS－4型電腦酸度儀”，該電腦酸度儀由指示電極、參比電極、高輸入阻抗轉(zhuǎn)換電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、單片微機及輸入輸出設(shè)備構(gòu)成，其中玻璃電極作為指示電極、甘汞電極作為參比電極，高輸入阻抗轉(zhuǎn)換電路為一只直流運算放大器及其外圍元件構(gòu)成，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路為3位雙積分模數(shù)轉(zhuǎn)換器MC14433，單片微機選用Z－80，其工作原理是這樣的利用指示電極和參比電極對被測溶液中不同酸堿度產(chǎn)生的電動勢△E通過高輸入阻抗轉(zhuǎn)換電路送到模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，數(shù)字化后通過總線輸入至Z－80單片微機系統(tǒng)，再通過鍵盤實現(xiàn)調(diào)整過程，單片微機定時從存貯器取出信號值、定位值、斜率值及溫度補償值按數(shù)學模型計算出結(jié)果，并送到LED顯示器作數(shù)字顯示。其缺點是在對溫度進行數(shù)字化補償調(diào)整時，溫度值是間接得到后通過鍵盤輸入至單片微機，其溫度最小取值單位為0.5℃，因而不能在允許溫度范圍內(nèi)直接對任意溫度進行補償以測量溶液PH值，測量精度低，誤差大。
本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，提供一種具有溫度測量電路的智能酸度計。
本實用新型的目的是采取以下方案實現(xiàn)的設(shè)有指示電極、參比電極、直流運算放大器IC1及外圍元件構(gòu)成的高輸入阻抗轉(zhuǎn)換電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片微機、存貯器及輸入輸出設(shè)備，指示電極與參比電極接直流運算放大器IC1的輸入端，另外，還設(shè)有由溫度傳感器與直流運算放大器IC2及外圍元件構(gòu)成的溫度測量電路，溫度傳感器接在直流運算放大器IC2的輸入端，直流運算放大器IC1和IC2的輸出端分別接入模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端，模數(shù)轉(zhuǎn)換器接單片微機。
另外，直流運算放大器IC1與外圍元件構(gòu)成加法器。
溫度傳感器采用集成溫度－電流傳感器AD590，也可采用鉑電阻溫度計。
模數(shù)轉(zhuǎn)換器為積分器、電壓比較器及多路電子選擇開關(guān)構(gòu)成的雙積分模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
本實用新型因設(shè)有溫度測量電路，因而在測量過程中在允許溫度范圍內(nèi)可直接對任意溫度時的玻璃電極斜率的溫度系數(shù)dk／dt和試液PH值的溫度系數(shù)dPH／dt進行補償，t值測量精度±0.05℃，降低了間接測量溫度值所帶來的測量誤差，使得PH值測量精度達到±0.001PH。
以下結(jié)合附圖
對本實用新型作進一步描述。
附圖是本實用新型的電路圖。
參照附圖，本實用新型選用MCS－96系列的8098單片微機，主機由8098單片微機、EPROM2732、RAM6116、譯碼器138，兩片地址鎖存器373、鍵盤顯示接口8279構(gòu)成，EPROM2732及RAM6116的低8位地址線由8098單片微機P3口提供，并經(jīng)地址鎖存器373鎖存，它們的高4位地址線由P4口的P4.0－P4.3提供并經(jīng)地址鎖存器373鎖存，P4口的P4.4－P4.7地址總線經(jīng)138地址譯碼器譯碼后送至EPROM2732、RAM6116、鍵盤顯示接口8279以及智能微型打印機GP16的片選端。8098單片微機與GP16微型打印機的信息傳送采用中斷方式，打印空閑線接8098單片機的HSI.0端。鍵盤由10個數(shù)字鍵和14個功能鍵組成，鍵盤顯示接口8279的SL0－SL2經(jīng)138譯碼器譯出8根鍵掃描線接到鍵盤上，鍵盤的行列控制線由鍵盤顯示接口8279的RL0－RL2提供。顯示器為8位共陰極LED顯示器，分別顯示5位PH值和3位T值，鍵盤顯示接口8279的SL0－SL2經(jīng)譯碼器138譯碼后輸出8根掃描線經(jīng)驅(qū)動器7407與顯示器的位線連接，鍵盤顯示接口8279的A0－A3、B0－B3經(jīng)兩片驅(qū)動器7407與顯示器的段碼連接。本實用新型的指示電極和參比電極采用玻璃電極與甘汞電極為一體的復(fù)合玻璃電極，IC1采用集成運算放大器7650，由于溶液PH值信號即VPH在酸性溶液時為正，在堿性溶液時為負，為與單片微機匹配，須將VPH變?yōu)檎?，因此將IC1與外圍元件接成加法器進行極性變換，復(fù)合玻璃電極與“1”端連接，溶液PH值信號VPH通過輸入端電阻R13、＋5V電壓信號通過輸入端電阻R2送至7650的同相輸入端，反饋電阻W1、R10、R11接反相輸入端，7650的3、6腳是兩個保護端，可以借助它們在印刷板上設(shè)置相應(yīng)的保護環(huán)，防止由于輸入端與相鄰管腳之間處于不同電位造成漏電而引入的外界干擾，在正負電源間串聯(lián)限流電阻R8、R9以防止7650這種CMOS電路特有的鎖定效應(yīng)發(fā)生時對電路的損壞，9腳用來輸出過載箝位。C4、C5為濾波電容，D1和D2組成限幅器，使輸出電壓在0－5V之間變化，以免高于電源電壓時損壞后接芯片。IC2選用集成運算放大器7650，在溫度測量電路中，集成溫度－電流傳感器T即AD590經(jīng)過電阻W3接入7650的同相輸入端，同時，同相輸入端經(jīng)電阻W3、R20接地，反相輸入端及其它元件接法與IC1中相同，溫度－電流傳感器AD590封在細玻璃管內(nèi)插入試液測溫，AD590的轉(zhuǎn)換系數(shù)為1μA／K，經(jīng)W3、R20調(diào)整為1mV／K，IC2的放大倍數(shù)經(jīng)R17、W2調(diào)整為10，則100℃輸出為VT＝10×(100＋273.16)＝3731.6mV。另外，在溫度測量電路中也可采用鉑電阻溫度計代替AD590。模數(shù)轉(zhuǎn)換器為16位雙積分模數(shù)轉(zhuǎn)換器，由4052多路電子選擇開關(guān)、積分器和電壓比較器組成，IC3選用LM339接成積分器，C1為積分電容，IC4選用LM339接成電壓比較器，R2與R3為分壓電阻，R3用提供參考電壓，積分器的輸出端接在4052多路電子選擇開關(guān)的輸入端in0，加法器經(jīng)積分電阻R4接在4052多路電子選擇開關(guān)輸入端in1，－5V的電壓信號經(jīng)積分電阻R5接在4052多路電子選擇開關(guān)輸入端in2，溫度測量電路經(jīng)積分電阻R6接在4052多路電子選擇開關(guān)4052輸入端in3，4052多路電子選擇開關(guān)的輸出端out1接在IC3的反相輸入端，IC4的輸出端接8098單片微機的HSI.1端，8098單片微機的HSO.0、HSO.1接4052多路電子選擇開關(guān)的控制端A1、B1。
參數(shù)選擇R1＝2KΩ，R2＝250KΩ，R3＝1KΩ，R7＝10KΩ，R4、R5、R6、R11、R12、R13、R14、R18、R19＝50KΩ，R10＝380KΩ，R8、R9、R15、R16＝470Ω，R17＝480KΩ，R20＝910Ω，W1＝50KΩ，W2＝50KΩ，W3＝100Ω，C1＝0.1μF，C6＝0.1μF，C2、C3、C4、C5、C7、C8＝0.01μF，C9＝10μF，C10＝10μF。T為AD590，IC1、IC2選用5G7650，IC3、IC4選用LM339，F(xiàn)1、F2、F3選用六反相器74LS06，D1、D2、D3、D4選用2CP9。
權(quán)利要求1.一種智能酸度計，設(shè)有指示電極、參比電極、直流運算放大器IC1及外圍元件構(gòu)成的高輸入阻抗轉(zhuǎn)換電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片微機、存貯器及輸入輸出設(shè)備，指示電極與參比電極接直流運算放大器IC1的輸入端，直流運算放大器IC1的輸出端接模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端，模數(shù)轉(zhuǎn)換器接單片微機，其特征在于還設(shè)有由溫度傳感器與直流運算放大器IC2及外圍元件構(gòu)成的溫度測量電路，溫度傳感器接在直流運算放大器IC2的輸入端，直流運算放大器IC2的輸出端接模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能酸度計，其特征在于直流運算放大器IC1與外圍元件接成加法器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種智能酸度計，其特征在于溫度傳感器采用溫度－電流傳感器AD590。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種智能酸度計，其特征在于溫度傳感器采用鉑電阻溫度計。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種智能酸度計，其特征在于模數(shù)轉(zhuǎn)換器為積分器、電壓比較器及多路電子選擇開關(guān)構(gòu)成的雙積分模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
專利摘要本實用新型公開了一種智能酸度計，為克服現(xiàn)有技術(shù)中的酸度計不能直接對任意溫度進行補償以測量溶液pH值的缺點，本實用新型指示電極與參比電極接直流運算放大器IC
文檔編號G01N27/26GK2215722SQ9423598
公開日1995年12月20日 申請日期1994年12月7日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月7日
發(fā)明者朱兆禮, 閻喬英 申請人:朱兆禮