[其他]電腦酸度儀

無效

• 申請號: 87205198
• 申請日: 1987-10-13
• 公開（公告）號: CN87205198U
• 公開（公告）日: 1988-05-18
• 發明（設計）人: 楊天啟
• 申請（專利權）人: 成都化工微型計算機應用研究所
• 主分類號: B01J19/00
• 分類號: B01J19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型涉及一種新型的溶液酸堿度（PH）值測量儀器，可廣泛地用于工礦企業、醫藥衛生、商品檢驗、科研院校作化學分析用。

國內現有的酸度儀已發展到三代產品。第一代產品以電子管為主要元器件（如雷磁25型），該代產品精度差（±0.1PH）。第二代產品是以變容二極管和晶體管等分立元件構成的電子線路酸度儀（如PHG－21B型），由于分立元件質量不穩定，零漂和失調電壓嚴重。第三代產品以PH－3型數字式酸度儀為代表，居國內較高水平，它由場效應管，集成運放和小規模TTL集成電路組成，雖然它是數字顯示，但實際上是模擬儀器，它輸入阻抗低，失調電壓較大，零漂及線性均不甚理想，特別是使用電位器進行調整，因而調整精度差，范圍窄，造價高。

本實用新型的目的，就是針對目前現有酸度儀存在的種種缺點，提供了一種電腦控制的完全數字化酸度儀，作為目前使用的酸度儀的換代產品。

本實用新型以電化學基本方程——能斯特方程為基礎，推導出了專用的數學模型，創造性地引入了定位項，斜率補償項，完整地表達了酸度測量過程中的所有數學、物理量，奠定了軟件設計基礎。本實用新型利用測量電極和參比電極對被測溶液中不同酸度（氫離子濃度）產生的電動勢ΔE通過一個由第四代運算放大器組成的高輸入阻抗轉換電路輸入到一個由3 1/2 位雙積分大規模集成電路組成的高精度，高抗干擾的A／D轉換電路，把模擬信號轉換成數字信號，再經接口電路及總線進入Z－80專用微機單元，精確地按數學模型計算出結果，由操作鍵盤進行校正處理，最后在顯示器上作數字顯示。為了防止斷電，還設計有斷電保護電路及斷電保護RAM區。

以下結合附圖作進一步說明。

由于指示電極電阻極高，可達5×10⁸Ω（玻璃電極），高輸入阻抗轉換電路選用了第四代集成運算放大器（阻抗達1×10¹²Ω）組成了高輸入阻抗轉換電路，它具有自動穩零以及低零漂的特點，給儀器提供了高穩定性。

A／D轉換電路采用了3 1/2 雙積分大規模集成電路，來實現模擬信號轉變成數字信號。該電路可同時接收輸入的正、負信號（PH值大于7為正，小于7為負）。該電路達萬分之五的誤差，可以滿足0.01級的要求，抗干擾能力很強。另外，在A／D轉換過程中，還采取了軟件技術措施。當采樣完后，用濾波程序進行數字處理，找出真值，這樣可以進一步提高儀器精度。

為提高抗干擾能力，對上述兩電路都進行了金屬屏蔽。

微機是以Z－800CPU為中心構成的專用微機，進行數據處理（數字濾波）和按能斯特方程推導的數學模型進行數據處理。外部的功能鍵盤，通過軟件設計，能以數字增量的形式對定位、斜率、溫度進行精度調整，并通過LED顯示器以數字形式循環顯示調整定位數、溫度補償數、斜率補償數以及測試結果等。通過數字形式顯示的斜率補償數和電極轉換率，可以判斷該電極的老化程度。這是國內目前使用的酸度儀所不具備的。

斷電保護電路（圖六）的工作原理是：在正常供電的情況下，繼電器J開路，穩壓電源輸出的＋5V電壓通過D₁和R直接給微機內的RAM（圖2－U₅）供電。當穩壓電源斷電時，繼電器吸合，通過干電池組（3V）、D₂和R給低功耗RAM（U₅）供電。因而即使在斷電情況下，也能使數據長期保存，避免了開機時的重新調校，即可直接使用。

本實用新型技術性能高，使用功能強，集成化程度高，精度高，使用范圍寬，造價低，是一種新型的電腦型數字化酸度儀，可作為目前酸度儀的換代產品，并通過了計量測試部門的性能測試。它主要具有以下特點：

1、無需預熱，即可測試。

2、能自動進行零點調整，即無零位校正。

3、能對定位值、斜率補償值、溫度補償值進行校正和長期斷電保護，對調整值和結果進行循環數字顯示。

4、能自動指示出電極的老化程度。

附圖說明：

圖1????????電腦酸度儀工作原理框圖

圖2 主機的CPU、存貯器、譯碼器電路 斷電保護RAMU₅

圖3????????高輸入阻抗轉換電路

和A／D及接口電路

U₁高輸入阻抗轉換集成運算放大器

U₂A／D3 1/2 位雙積分集成電路

U₃接口電路集成塊。

圖4????????鍵盤和顯示及接口電路