專利名稱：pH值/電位智能分析測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電化學(xué)分析測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。
酸度值和電極電位是電化學(xué)中最常用的二種測(cè)量數(shù)據(jù)，目前一般采用PH/mV計(jì)或離子計(jì)來(lái)測(cè)量這二種參數(shù)，相應(yīng)的儀表有電表指針式和數(shù)顯式二種。其中，數(shù)顯式儀表因具有自動(dòng)極性變換，讀數(shù)直觀，易擴(kuò)充功能等優(yōu)點(diǎn)而逐漸取代指針式儀表?，F(xiàn)有的數(shù)字式PH/mV計(jì)或離子計(jì)主要由輸入阻抗變換電路、放大電路、模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路和數(shù)碼顯示等部分組成，其測(cè)試功能主要由硬件來(lái)完成，如對(duì)于溫度補(bǔ)償問(wèn)題，或者采用溫度補(bǔ)償旋鈕人工調(diào)節(jié)，或者采用熱敏電阻補(bǔ)償?shù)龋僮髀闊?，精度差，適用的補(bǔ)償范圍也較小。此外，目前所有的儀表只能測(cè)量在實(shí)際溫度下的酸度值和mV，若要進(jìn)行電化學(xué)方面的比較，則只能通過(guò)人工計(jì)算或查閱曲線圖表來(lái)?yè)Q算成標(biāo)準(zhǔn)條件(25℃)下的相應(yīng)數(shù)值。
本實(shí)用新型的目的就是開(kāi)發(fā)研制一種以單片機(jī)8031為核心，盡可能用軟件代替硬件功能，并且有數(shù)據(jù)處理、校正功能的智能式PH/mV分析測(cè)試儀。
本實(shí)用新型是由溫度傳感器、電極電位傳感器、酸度值傳感器、溫度放大電路、酸度值放大電路、電極電位放大電路、多路切換電路、自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換電路、模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)系統(tǒng)、鍵盤(pán)/顯示電路、報(bào)警控制電路等組成。單片機(jī)8031根據(jù)鍵盤(pán)輸入指令和程序存貯器的軟件，對(duì)來(lái)自溫度傳感器、酸度值傳感器、電極電位傳感器的三種弱電壓信號(hào)，進(jìn)行放大、濾波、多路切換、自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換和模/數(shù)轉(zhuǎn)換，并將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存貯、計(jì)算和處理，最后由6位LED顯示器順序顯示溫度值，酸度值和電位值。此外，單片機(jī)8031利用實(shí)測(cè)的溫度值和預(yù)先存貯在存貯器中的固定校正算式(由理論算式給出)，也可用自定義校正算式(其參數(shù)由鍵盤(pán)輸入)，對(duì)實(shí)測(cè)的酸度值和電位值進(jìn)行溫度校正，并給出標(biāo)準(zhǔn)溫度(25℃)下的標(biāo)準(zhǔn)電位值和酸度值。報(bào)警控制電路用來(lái)超限指示和控制。
本實(shí)用新型采用單片機(jī)技術(shù)和電化學(xué)測(cè)試技術(shù)相結(jié)合，簡(jiǎn)化了硬件電路，擴(kuò)充了測(cè)量功能，降低了儀器成本，提高了整機(jī)的可靠性和測(cè)試精度，酸度與電位相對(duì)測(cè)量精度為酸度0.02PH/3PH，電位1％±1個(gè)字。本實(shí)用新型還可對(duì)實(shí)測(cè)的酸度值和電位進(jìn)行數(shù)據(jù)校正，給出標(biāo)準(zhǔn)溫度下的數(shù)據(jù)，便于電化學(xué)上的分析和比較，不需再靠人工計(jì)算或查閱曲線圖表來(lái)?yè)Q算成標(biāo)準(zhǔn)溫度下的相應(yīng)數(shù)據(jù)。
附

圖1為本實(shí)用新型的硬件電路方框圖。
附圖2為本實(shí)用新型的三路信號(hào)輸入部分和模/數(shù)轉(zhuǎn)換部分的電氣原理圖。
附圖3為本實(shí)用新型的三路信號(hào)輸入部分和模/數(shù)轉(zhuǎn)換部分的電氣原理圖。
附圖4為本實(shí)用新型的單片機(jī)系統(tǒng)及報(bào)警控制部分的電氣原理圖。
附圖5為本實(shí)用新型的單片機(jī)系統(tǒng)及報(bào)警控制部分的電氣原理圖。
附圖6為本實(shí)用新型的鍵盤(pán)/顯示部分的電氣原理圖。
附圖7為本實(shí)用新型的鍵盤(pán)/顯示部分的電氣原理圖。
本實(shí)用新型的實(shí)施例結(jié)合附圖作進(jìn)一步說(shuō)明。
本實(shí)用新型由硬件和軟件兩大部分構(gòu)成，參考附圖1所示，硬件包括溫度傳感器11，電極電位傳感器12，酸度值傳感器13，溫度放大電路1，電極電位放大電路2，酸度值放大電路3，多路切換電路4，自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換電路5，模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路6，單片機(jī)8031(U12)，程序存貯器U14，數(shù)據(jù)存貯器U15，鍵盤(pán)/顯示電路7，鍵盤(pán)8，顯示器9，報(bào)警控制電路10等。所有硬件均焊接在一塊雙面印刷電路板上。固化在程序存貯器U14中的軟件包括控制、采集、計(jì)算、處理程序和校正算式等。
參考附圖4所示，本實(shí)用新型所需的工作電壓±12V和+5V由插座Z2引入，-12V直流電壓又經(jīng)T1(7905)穩(wěn)壓，得到-5V直流電壓。+12V電壓又經(jīng)插座Z1引出，為集成溫度傳感器11供電。
參考附圖1、附圖4所示由SL134集成溫度傳感器11輸出的mV級(jí)電壓信號(hào)由插座Z1的W9、W10兩端引入到溫度放大電路1，當(dāng)溫度變化范圍為-5℃～+105℃時(shí)，溫度傳感器11輸出的電壓幅度在190mV～740mV之間。由金屬電極和甘汞電極構(gòu)成的電極電位傳感器12輸出的mV級(jí)電壓信號(hào)(-1700mV～+1700mV)由插座Z1的W7、W8兩端引入到電極電位放大電路2。由平板狀玻璃電極和甘汞電極構(gòu)成的酸度值傳感器13輸出的mV級(jí)電壓信號(hào)(0～800mV)由插座Z1的W11、W12兩端引入到酸度值放大電路3。
參見(jiàn)附圖2所示，由電阻R1～R6、電容C1～C4、運(yùn)放U1(OP07)構(gòu)成的溫度放大電路1，是將插座Z1的W9端經(jīng)由R1、R2和C2構(gòu)成的低通濾波器后接入到U1的3端，U1的1端經(jīng)調(diào)零電阻R4接其8端，+5V分別經(jīng)濾波電容C1接地、接U1的7端和接R4的可調(diào)端，-5V經(jīng)濾波電容C3接地和接U1的4端，插座Z1的W10端分別接地和經(jīng)R3接U1的2端，U1的2端經(jīng)R5接其6端，U1的6端輸出經(jīng)R6、C4耦合送多路開(kāi)關(guān)U4的12端。這里由R1、R2和C2構(gòu)成的低通濾波器，是用來(lái)消除脈沖尖峰干擾，穩(wěn)定放大器U1的輸入電壓；電阻R3、R5構(gòu)成放大器U1的電壓串聯(lián)負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，且當(dāng)R1//R2＝R5//R3時(shí)，可以減少放大器U1輸入級(jí)偏置電流對(duì)失調(diào)的影響；U1的6端輸出為-5V～+5V的電壓信號(hào)。
由電阻R7～R12、電容C5～C8、運(yùn)放U2(LF356)構(gòu)成的電極電位放大電路2，是將插座Z1的W7端經(jīng)由R7、R3和C6構(gòu)成的低通濾波器后接入到U2的3端，U2的1端經(jīng)調(diào)零電阻R11接其5端，-5V分別經(jīng)濾波電容C5接地、接U2的4端和接R11的可調(diào)端，+5V經(jīng)濾波電容C7接地和接U2的7端，插座Z1的W3端分別接地和經(jīng)R9接U2的2端，U2的2端經(jīng)R10接其6端，U2的6端輸出經(jīng)R12、C3耦合送多路開(kāi)關(guān)U4的14端。這里由R7、R3和C6構(gòu)成的低通濾波器，是用來(lái)消除脈沖尖峰干擾，穩(wěn)定放大器U2的輸入電壓；電阻R9、R10構(gòu)成放大器U2的電壓串聯(lián)負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，且當(dāng)R7//R8＝R9//R10時(shí)，可以減少放大器U2輸入級(jí)偏置電流對(duì)失調(diào)的影響；U2的6端輸出為-5V～+5V的電壓信號(hào)。
由電阻R13～R18、電容C9～C12、運(yùn)放U3(LF356)構(gòu)成的酸度值放大電路3，是將插座Z1的W11端經(jīng)由R13、R14和C10構(gòu)成的低通濾波器后接入到U3的3端，U3的1端經(jīng)調(diào)零電阻R17接其5端，-5V分別經(jīng)濾波電容C9接地，接U3的4端和接R17的可調(diào)端，+5V經(jīng)濾波電容C11接地和接U3的7端，插座Z1的W12端分別接地和經(jīng)R15接U3的2端，U3的2端經(jīng)R16接其6端，U3的6端輸出經(jīng)R18、C12耦合送多路開(kāi)關(guān)U4的15端。這里由R13、R14和C10構(gòu)成的低通濾波器，是用來(lái)消除脈沖尖峰干擾，穩(wěn)定放大器U3的輸入電壓；電阻R15、R16構(gòu)成放大器U3的電壓串聯(lián)負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，且當(dāng)R13//R14＝R15//R16時(shí)，可以減小放大器U3輸入級(jí)偏置電流對(duì)失調(diào)的影響；U3的6端輸出為-5V～+5V的電壓信號(hào)。
由多路開(kāi)關(guān)U4(4052)、鎖存器U5(74LS373)、非門U9A(74LS04)、或門U10A(74LS32)構(gòu)成的多路切換電路4，是將8031(U12)單片機(jī)U12的26端(P25)輸出和U12的16端(WR線)一起經(jīng)或門U10A和非門U9A后，送U5的11端，U5的1端接地，U5的D0～D7接8031的數(shù)據(jù)總線D0～D7，U5的2端(Q0端)輸出接U4的9端，U5的5端(Q1端)輸出接U4的10端；U4的7端接-5V，以保證U4既能傳輸正信號(hào)，又能傳輸負(fù)信號(hào)；U4的11端和6端接地，U4的12端、14端和15端分別接三路輸入信號(hào)，U4的13端輸出送自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換電路5。這里鎖存器U5是用來(lái)鎖存單片機(jī)8031發(fā)來(lái)的通道切換命令，多路開(kāi)關(guān)U4根據(jù)其9、10兩端的狀態(tài)三選一輸出。
參見(jiàn)附圖3所示，由多路開(kāi)關(guān)U6(4052)、電阻R19～R22構(gòu)成的自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換電路5，是將U4的13端輸出的信號(hào)送U6的12端和經(jīng)電阻R19接U6的14端，U6的14端經(jīng)電阻R20接其15端，U6的15端經(jīng)R21接其11端，U6的11端經(jīng)R22接其6端，U6的6端接地，U6的10端接8031單片機(jī)U12的7端(P16)，U6的9端接U12的8端(P17)，U6的7端接-5V，以保證既能傳輸正信號(hào)，又能傳輸負(fù)信號(hào)；U6的13端輸出送A/D轉(zhuǎn)換器U7的35端。這里8031的P16和P17是控制量程切換用的，電阻R19～R22起分壓作用。
由A/D轉(zhuǎn)換器U7(ICL7109)、或門U10B(74LS32)、緩沖器U3(74LS244)及電阻R23～R26、電容C13～C17等構(gòu)成的模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路6，是將8031單片機(jī)U12的6端(P15)接U7的26端，對(duì)U7進(jìn)行轉(zhuǎn)換控制；U7的模擬信號(hào)輸入端35端接來(lái)自多路開(kāi)關(guān)U6的13端輸出；U7的31端經(jīng)調(diào)零電容C17后分別經(jīng)積分電阻R26接其30端，經(jīng)積分電容C14接其32端；U7的37端經(jīng)基準(zhǔn)電容C13接其38端；U7的1、20、21、24、33、34端接地；U7的28端接-5V，U7的40端接+5V；U7的22端經(jīng)晶振E1接其23端；接U7的36、39兩端的電阻R23、R24、R25是將±5V進(jìn)行分壓，為U7提供基準(zhǔn)電壓；來(lái)自8031單片機(jī)U12的4端(P13)輸出接U7的19端，以控制U7的極性位、溢出位和高四位輸出，U12的5端(P14)輸出接U7的18端，以控制U7的低八位輸出；U7的低八位輸出DB0～DB7送緩沖器U8的八位輸入端1A1～1A4、2A1～2A4，U7的高四位輸出DB3～DB11送緩沖器U3的低四位輸入端1A1～1A4，U7的4、3兩端輸出分別接U3的11、13兩端(2A1、2A2)。來(lái)自8031單片機(jī)U12的17端(RD線)和27端(P26)經(jīng)或門U10B后接緩沖器U8的1、19兩端，U8的八位輸出1Y1～1Y4、2Y1～2Y4接數(shù)據(jù)總線D0～D7。這樣，12位雙積分式模/數(shù)轉(zhuǎn)換器U7和緩沖器U8在8031單片機(jī)U12的控制下，分別對(duì)三路輸入信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換和送數(shù)。
參見(jiàn)附圖4、附圖5所示，由8031單片機(jī)U12、鎖存器U13(74LS373)、EPROM程序存貯器U14(2764)，RAM數(shù)據(jù)存貯器U15(6116)等構(gòu)成的單片機(jī)系統(tǒng)，是將U12的18、19兩端接由電容C18、C19和晶振E2構(gòu)成的時(shí)鐘電路；U2的9端接由電阻R30、R31、電容C20、開(kāi)關(guān)K1構(gòu)成的上電復(fù)位電路；U12的31端接地，U12的30端(ALE線)接U13的11端，U12的29端(PSEN)接U14的22端，U12的P0口(P00～P07)分別接數(shù)據(jù)總線D0～D7和接U13的八位輸入端D0～D7，U13的八位輸出端Q0～Q7分別接U14和U15的低八位地址總線A0～A7；U12的P20～P24接U14的高五位地址線A8～A12，U12的P20～P22接U15的高三位地址線A3～A10；U13的1端接地，U14的20端接地，U14的1、27兩端接+5V，U14的D0～D7接數(shù)據(jù)總線D0～D7；U15的18端接U12的24端(P23)，U15的20端接U12的17端(RD線)，U15的21端接U12的16端(WR線)，U15的D0～D7接數(shù)據(jù)總線D0～D7。
參考附圖6、附圖7所示，由可編程鍵盤(pán)/顯示器接口U21(8279)、譯碼器U22(74LS138)、非門U9B、U9C(74LS04)、驅(qū)動(dòng)器U16(75452)、U17(75452)、U13(75452)、U19(7406)、U20(7406)、鍵盤(pán)8、顯示器9(6位LED)等構(gòu)成的鍵盤(pán)/顯示電路7，是將8031單片機(jī)U12的30端(ALE)經(jīng)兩級(jí)非門U9C、U9B整形后送U21的3端，U12的9端(RST線)送U21的9端，U12的16端(WR線)接U21的11端，U12的17端(RD線)接U21的10端，U12的28端(P27)接U21的22端；U13的Q0輸出A0線)接U21的21端；U21的36、37兩端接地，U21的DB0～DB7接數(shù)據(jù)總線D0～D7，U21的32、33、34三端分別對(duì)應(yīng)接U22的1、2、3三端；U22的4、5兩端接地，U22的6端接+5V；U21的掃描線SL0、SL1、SL2經(jīng)譯碼器U22后輸出Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5；由按鍵S1、S2、S3、S4、S5、S3、S7、S8、S9、S0、F1、F2、F3、F4、F5、F6構(gòu)成的4×4鍵盤(pán)8，其鍵盤(pán)8的行線由U21的RL0～RL3控制，鍵盤(pán)8的列線由U22輸出的Y0～Y3控制；由數(shù)碼管L1、L2、L3、L4、L5、L6構(gòu)成6位LED顯示器9，6位LED顯示器的段位線由U21的OUTA0～OUTA3和OUTB0～OUTB3經(jīng)驅(qū)動(dòng)器U20和U19驅(qū)動(dòng)后控制，6位LED顯示器的位選線由U22的Y0～Y5經(jīng)驅(qū)動(dòng)器U16、U17、U18驅(qū)動(dòng)后控制，連接在6位LED顯示器的段選線上的電阻R32～R39為上拉電阻，同時(shí)起限流作用。
這樣8031單片機(jī)在固化在EPROM中的軟件控制下，分別對(duì)溫度信號(hào)、電極電位信號(hào)、酸度值信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)采集、存貯、計(jì)算處理，最后由6位LED顯示器順序顯示溫度值、酸度值和電極電位值，并利用實(shí)測(cè)的溫度值和預(yù)先存貯在EPROM中的固定校正算式(由理論算式給出)或采用自定義校正算式(其參數(shù)由鍵盤(pán)輸入)，對(duì)實(shí)測(cè)的酸度值和電位值進(jìn)行溫度校正，給出標(biāo)準(zhǔn)溫度(25℃)下的標(biāo)準(zhǔn)電位值和酸度值。
參考附圖4所示由驅(qū)動(dòng)器U11(7407)、發(fā)光二極管G1、G2、G3、二極管V1、V2、V3、繼電器JQ1、JQ2、JQ3及電阻R27～R29構(gòu)成的報(bào)警控制電路10，是將8031單片機(jī)U12的1端(P10)經(jīng)驅(qū)動(dòng)器U11A后分別經(jīng)反接發(fā)光管G1、電阻R27接+5V，經(jīng)順接二極管V1接+12V，經(jīng)繼電器JQ1接+12V；U12的2端(P11)經(jīng)驅(qū)動(dòng)器U11B后分別經(jīng)反接的發(fā)光管G2、電阻R28接+5V，經(jīng)順接二極管V2接+12V，經(jīng)繼電器JQ2接+12V；U12的3端(P12)經(jīng)驅(qū)動(dòng)器U11C后分別經(jīng)反接的發(fā)光管G3、電阻R29接+5V，經(jīng)順接二極管V3接+12V，經(jīng)繼電器JQ8接+12V。繼電器JQ1、JQ2、JQ3的三對(duì)常開(kāi)接點(diǎn)W5與W6、W3與W4、W1與W2分別由插座Z1引出。當(dāng)8031的P10、P11、P12端口輸出為低電平時(shí)，發(fā)光管G1、G2、G3均點(diǎn)亮，繼電器JQ1、JQ2、JQ3均動(dòng)作，進(jìn)行超限顯示和控制。電阻R27、R28、R29起限流作用，二極管V1、V2、V3用來(lái)防止繼電器線圈產(chǎn)生較大的反電勢(shì)。
權(quán)利要求1.一種新型的酸度值與電位智能分析測(cè)試儀，是由溫度傳感器(11)、溫度放大電路(1)、電極電位傳感器(12)、電極電位放大電路(2)、酸度值傳感器(13)、酸度值放大電路(3)、多路切換電路(4)、自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換電路(5)、模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路(6)、單片機(jī)系統(tǒng)、鍵盤(pán)/顯示電路(7)、報(bào)警控制電路(10)等組成，其特征在于a.由電阻R1～R6、電容C1～C4、運(yùn)放U1(OP07)構(gòu)成的溫度放大電路(1)，是將溫度傳感器(11)輸出的mV級(jí)電壓信號(hào)從插座Z1的W9、W10兩端引出，W9端經(jīng)由R1、R2和C2構(gòu)成的低通濾波器后接入到U1的3端，W10端分別接地和經(jīng)R9接U1的2端，U1的1端經(jīng)調(diào)零電阻R4接其8端，+5V分別經(jīng)濾波電容C1接地、接U1的7端和接R4的可調(diào)端，-5V經(jīng)濾波電容C3接地和接U1的4端，U1的2端經(jīng)R5接其6端，U1的6端輸出經(jīng)R6、C4耦合送多路開(kāi)關(guān)U4的12端；b.由電阻R7～R12、電容C5～C8、運(yùn)放U2(LF356)構(gòu)成的電極電位放大電路(2)，是將電極電位傳感器(12)輸出的mV級(jí)電壓信號(hào)從插座Z1的W7、W8兩端引出，W7端經(jīng)由R7、R8和C6構(gòu)成的低通濾波器后接入到U2的3端，W8端分別接地和經(jīng)R9接U2的2端，U2的1端經(jīng)調(diào)零電阻R11接其5端，-5V分別經(jīng)濾波電容C5接地、接U2的4端和接R11的可調(diào)端，+5V經(jīng)濾波電容C7接地和接U2的7端，U2的2端經(jīng)R10接其6端，U2的6端輸出經(jīng)R12、C3耦合送多路開(kāi)關(guān)U4的14端；c.由電阻R13～R13、電容C9～C12、運(yùn)放U3(LF356)構(gòu)成的酸度值放大電路(3)，是將酸度值傳感器(13)輸出的mV級(jí)電壓信號(hào)從插座Z1的W11、W12兩端引出，W11端經(jīng)由R13、R14、C10構(gòu)成的低通濾波器后接入到U3的3端，W12端分別接地和經(jīng)R15接U3的2端，U3的1端經(jīng)調(diào)零電阻R17接其5端，-5V分別經(jīng)濾波電容C9接地、接U3的4端和接R17的可調(diào)端，+5V經(jīng)濾波電容C11接地和接U3的7端，U3的2端經(jīng)R16接其6端，U3的6端輸出經(jīng)R18、C12耦合送多路開(kāi)關(guān)U4的15端；d.由多路開(kāi)關(guān)U4(4052)、鎖存器U5(74LS373)、非門U9A、或門U10A構(gòu)成的多路切換電路4，是將8031單片機(jī)U12的26端(P25)輸出和U12的16端(WR線)一起經(jīng)或門U10A和非門U9A后送U5的11端，U5的1端接地，U5的D0～D7接8031的數(shù)據(jù)總線D0～D7，U5的2端(Q0端)輸出接U4的9端，U5的5端(Q1端)輸出接U4的10端，U4的7端接-5V，U4的11端和6端接地，U4的13端輸出送自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換電路(5)；e.由多路開(kāi)關(guān)U6(4052)、電阻R19～R22構(gòu)成的自動(dòng)量程切換電路(5)，是將U4的13端輸出的信號(hào)送U6的12端和經(jīng)電阻R19接U6的14端，U6的14端經(jīng)電阻R20接其15端，U6的15端經(jīng)電阻R21接其11端，U6的11端經(jīng)電阻R22接其6端和接地，U6的10端接8031單片機(jī)U12的7端(P16)，U6的9端接U12的8端(P17)，U6的7端接-5V，U6的13端輸出送A/D轉(zhuǎn)換器U7的35端；f.由A/D轉(zhuǎn)換器U7(ICL7109)、或門U10B、緩沖器U3(74LS244)及電阻R23～R26、電容C13～C17等構(gòu)成的模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路(6)，是將8031單片機(jī)U12的6端(P15)接U7的26端，U7的31端經(jīng)調(diào)零電容C17后，分別經(jīng)積分電阻R26接其30端和經(jīng)積分電容C14接其32端，U7的37端經(jīng)基準(zhǔn)電容C13接其38端，U7的1、20、21、24、33、34端接地，U7的28端接-5V，U7的40端接+5V，U7的22端經(jīng)晶振E1接其23端，接于U7的36、39兩端的電阻R23、R24、R25是將±5V的電壓進(jìn)行分壓，為U7提供基準(zhǔn)電壓，8031單片機(jī)U12的4端(P13)輸出接U7的19端，U12的5端(P14)輸出接U7的18端，U7的低八位輸出DB0～DB7送緩沖器U8的八位輸入端1A1～1A4、2A1～2A4，U7的高四位輸出DB8～DB11送緩沖U13的低四位輸入端1A1～1A4，U7的4、3兩端輸出分別接U8的11、13兩端(2A1、2A2)，8031單片機(jī)U12的17端(RD線)和27端(P26)經(jīng)或門U10B后接緩沖器U8的1、19兩端，U8的八位輸出1Y1～1Y4、2Y1～2Y4接數(shù)據(jù)總線D0～D7；g.由8031單片機(jī)U12、鎖存器U13(74LS373)、EPROM程序存貯器U14(2764)、RAM數(shù)據(jù)存貯器U15(6116)等構(gòu)成的單片機(jī)系統(tǒng)，是將U12的18、19兩端接由電容C18、C19和晶振E2構(gòu)成的時(shí)鐘電路，U12的9端接由電阻R30、R31、電容C20、開(kāi)關(guān)K1構(gòu)成的上電復(fù)位電路，U12的31端接地，U12的30端(ALE線)接U13的11端，U12的29端(PSEN)接U14的22端，U12的P0口(P00～P07)分別接數(shù)據(jù)總線D0～D7和接U13的八輸入端D0～D7，U13的八輸出端Q0～Q7分別接U14和U15的低八位地址總線A0～A7，U12的P20～P22接U15的高三位地址線A8～A10，U13的1端接地，U14的20端接地，U14的1、27兩端接+5V，U14的D0～D7接數(shù)據(jù)總線D0～D7，U14的高五位地址線A8～A12接U12的P20～P24，U15的18端接U12的24端(P23)，U15的20端接U12的17端(RD線)，U15的21端接U12的16端(WR線)，U15的D0～D7接數(shù)據(jù)總線D0～D7；h.8031單片機(jī)U12的P10、P11、P12端口分別控制三路報(bào)警控制電路10；i.8031單片機(jī)U12的控制線(P27口輸出、RD線、WR線、ALE線、RST線)、數(shù)據(jù)總線D0～D7和最低位地址線A0線送鍵盤(pán)/顯示電路(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酸度值與電位智能分析測(cè)試儀，其特征在于由可編程鍵盤(pán)/顯示器接口U21(8279)、譯碼器U22(74LS138)、非門U9B、U9C、驅(qū)動(dòng)器U16、U17、U18、U19、U20、鍵盤(pán)(8)、顯示器(9)等構(gòu)成的鍵盤(pán)/顯示電路(7)，是將8031單片機(jī)U12的30端(ALE線)經(jīng)兩級(jí)非門U9C、U9B整形后送U21的3端，U12的9端(RST線)送U21的9端，U12的16端(WR線)接U21的11端，U12的17端(RD線)接U21的10端，U12的28端(P27)接U21的22端，U13的Q0輸出(A0線)接U21的21端，U21的36、37兩端接地，U21的DB0～DB7接數(shù)據(jù)總線D0～D7，U21的32、33、34三端分別對(duì)應(yīng)接U22的1、2、3三端，U22的4、5兩端接地，U22的6端接+5V，U21的掃描線SL0、SL1、SL2經(jīng)譯碼器U22后輸出Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5；由按鍵S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S0、F1、F2、F3、F4、F5、F6構(gòu)成的4×4鍵盤(pán)(8)，其鍵盤(pán)(8)的行線由U21的RL0～RL3控制，鍵盤(pán)(8)的列線由U22輸出的Y0～Y3控制；由數(shù)碼管L1、L2、L3、L4、L5、L6構(gòu)成的6位LED顯示器(9)，其6位LED的段位線由U21的OUTA0～OUTA3和OUTB0～OUTB3經(jīng)驅(qū)動(dòng)器U20和U19驅(qū)動(dòng)后控制，6位LED的位選線由U22的Y0～Y5經(jīng)驅(qū)動(dòng)器U16、U17、U18驅(qū)動(dòng)后控制，連線在6位LED顯示器的段選線上的起限流作用的電阻R32～R39為上拉電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的酸度值與電位智能分析測(cè)試儀，其特征在于由驅(qū)動(dòng)器U11(7407)、發(fā)光二極管G1、G2、G3、二極管V1、V2、V3、繼電器JQ1、JQ2、JQ3及電阻R27～R29構(gòu)成的報(bào)警控制電路(10)，是將8031單片機(jī)U12的1端(P10)經(jīng)驅(qū)動(dòng)器U11A后分別經(jīng)反接的發(fā)光管G1、電阻R27接+5V，經(jīng)順接二極管V1接+12V，經(jīng)繼電器JQ1接+12V；U12的2端(P11)經(jīng)驅(qū)動(dòng)器U11B后分別經(jīng)反接的發(fā)光管G2、電阻R23接+5V，經(jīng)順接二極管V2接+12V，經(jīng)繼電器JQ2接+12V；U12的3端(P12)經(jīng)驅(qū)動(dòng)器U11C后分別經(jīng)反接的發(fā)光管G3、電阻R29接+5V，經(jīng)順接二極管V3接+12V，經(jīng)繼電器JQ3接+12V；繼電器JQ1、JQ2、JQ3的三對(duì)常開(kāi)接點(diǎn)W5與W6、W3與W4、W1與W2分別由插座Z1引出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的酸度值與電位智能分析測(cè)試儀，其特征在于溫度傳感器(11)是采用SL134集成溫度傳感器，當(dāng)溫度變化范圍為-5℃～+105℃時(shí)，溫度傳感器(11)輸出的電壓幅度在190mV～740mV之間；電極電位傳感器(12)是由金屬電極和甘汞電極構(gòu)成，其輸出的電壓信號(hào)為-1700mV～+1700mV；酸度值傳感器(3)是由平板狀玻璃電極和甘汞電極構(gòu)成，其輸出的電壓信號(hào)為0～800mV。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的酸度值與電位智能分析測(cè)試儀，其特征在于溫度放大電路(1)中的電阻R3、R5構(gòu)成放大器U1的電壓串聯(lián)負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)R1//R2＝R5//R3時(shí)，可以減小放大器U1輸入級(jí)偏置電流對(duì)失調(diào)的影響；電極電位放大電路(2)中的電阻R9、R10構(gòu)成放大器U2的電壓串聯(lián)負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)R7//R8＝R9//R10時(shí)，可以減小放大器U2輸入級(jí)偏置電流對(duì)失調(diào)的影響；酸度值放大電路(3)中的電阻R15、R16構(gòu)成放大器U3的電壓串聯(lián)負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)R13//R14＝R15//R16時(shí)，可以減小放大器U3輸入級(jí)偏置電流對(duì)失調(diào)的影響。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的酸度值與電位智能分析測(cè)試儀，其特征在于非門U9采用74LS04集成芯片；或門U10采用74LS32集成芯片；驅(qū)動(dòng)器U16、U17、U18是采用三片75452集成芯片；驅(qū)動(dòng)器U19、U20是采用二片7406集成芯片。
專利摘要酸度值與電位智能分析測(cè)試儀，是由溫度傳感器及放大電路，電極電位傳感器及放大電路、酸度值傳感器及放大電路、多路切換電路、自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換電路、模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)、EPROM、RAM、鍵盤(pán)/顯示電路、報(bào)警控制電路等組成，單片機(jī)在軟件的配合下，對(duì)三路被測(cè)信號(hào)分別進(jìn)行采集、存貯、計(jì)算處理和顯示，并利用實(shí)測(cè)的溫度值和校正算式(已存貯或由鍵盤(pán)輸入)，對(duì)實(shí)測(cè)的酸度值和電位進(jìn)行校正，給出標(biāo)準(zhǔn)溫度(25℃)下的標(biāo)準(zhǔn)電位值和酸度值。
文檔編號(hào)G01N27/26GK2224420SQ9323750
公開(kāi)日1996年4月10日 申請(qǐng)日期1993年8月21日 優(yōu)先權(quán)日1993年8月21日
發(fā)明者何鳳有, 許世范, 翁永基, 李湘怡 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)