阻抗变换放大指示的电子单元两部分组成。人们习惯上把阻抗变换放大指示部分叫计或变送器。而现代的工业测定装置，或称为工业计，则应包括传感器支架变送器，安全保持器电极清洗单元配电箱等个完整的系统。年代是工业测试仪具有突破性进展的年代。由于生产过程监测和控制的实际需要和先进的科学技术的开发，和的出现，合物的电解质溶液，还受它们的平衡常数的影响。可见这项是很复杂的，般的离子计不能对该项进行补偿。所以在电位法测量中，严格地说，在表明标准也和被测浓度的同时也应标明其温度。因此般的离子计只能对能斯特方程中的温度系数斜率项进行温度补偿，只能消除温度对测量的部分影响，因此若严格要求，测量应在恒温条件下进行。检测下限与测量范围电极的响应斜率只在定的浓度范围内维持不变，当浓度小于定值时，斜率明显变小。当选择性离子浓度从大变小直至无限稀时，曲线由直线逐渐弯曲，直至与水平轴平行。这说明在低浓度时，测量受到定限制。国际纯化学与应用化学协会规定，检测下限指在低浓度方向斜率值为理论斜率时曲线上的点对应的浓度值。由于此点不易确定，又推荐用下述方法确定检测下限把直线部分外推，再在电极的选择性离子的浓度为无限低时，由曲线上的对应点作平行于浓度对数轴的直线，两直线交点所对应的浓度值即为检测下限，如图中点对应的点。长春工业大学学士学位毕业论文图曲线测量范围的上限般用经验方法确定，大多数以作为测量范围上限。这并不是电极在更浓的溶液中不能响应，主要考虑液接电位难稳定。此外，有些液膜电极在浓溶液中无响应，有些固膜电极在浓溶液中受腐蚀严重，影响使用寿命。因此，根据各电极的具体情况，也可以把电极的测量上限规定小于。方案论证本设计采用三电极测量系统，可大大降低外界干扰的影响。电化学测量三电极指示电极，辅助电极对电极，参比电极。参比电极的作用是在测量过程中提供个稳定的电极电位，对于个三电极的测试系统，之所以要有个参比电极，是因为有些时候指示电极和辅助电极对电极的电极电位在测试过程中都会发生变化的，为了确切的知道其中个电极的电位通常我们关心的是工作电极的电极电位，我们就必须有个在测试过程中电极电位恒定的电极作为参比来进行测量。如果可以确定辅助电极的电极电位在测试过程中是不发生变化或者变化可以忽略不计时，我们就不必使用参比电极这就是所谓的双电极测试系统，辅助电极的作用是在整个测试中形成个可以让电流通过的回路，只有个电极外电路上是不可能有稳定的电流通过的。这就好比电路里面必须要有火线和零线样。因此辅助电极对于电化学测试是必须的，而参比电极则可以根据具体情况进行选择，并不是定要有的。参比电极参比长春工业大学学士学位毕业论文电极具有已知恒定的电位，为研究对象提供个电位标准。测量时，参比电极上通过的电流极小，不致引起参比电极的极化。由于体系中有电流通过，产生了溶液电压降和对电极的极化，因此工作电极的电位难以准确测定，由此引入参比电极。参比电极有着非常稳定的电位，且电流不经过参比电极不会引起极化，从而工作电极的电位可以由参比电极得到，而电流由工作电极辅助电极回路得到。当体系中没有电流通过，工作电极的电位可以由对电极直接准确测定，因此可以用双电极体系。由此可得，如果体系中没有电流通过，都可以用双电极体系。旦有电流通过,要采用三电极体系，以同时测得工作电极的电位和电流。所以本设计采用三电极测量系统，可大大降低外界干扰的影响。在测量时，要有温度补偿和标定，所以要求对温度进行检测，应该先考虑用热电阻传感器。按照热敏电阻的性质可以分为半导体热电阻和金属热电阻两大类，前者通常称为热敏电阻，后者称为热电阻。方案采用热敏电阻，这种过去我们常用化学分析法如容量法，但是这种分析方法周期长，不能满足自动化的要求。利用电化学原理，通过在零电流条长春工业大学学士学位毕业论文件下对非极化电极的电位进行测定，可以准确获得被测溶液氢离子浓度。这种方法是近代发展起来的类分析方法，成为电位分析法，它是根据发生特定反应电池的电特性进行分析。与其它分析方法相比，具有准确可靠迅速等优点，已成为分析化学中的个重要方面，在自然科学的许多领域里得到了应用，并成为常规和工业自动分析中的种不可缺少的手段。测试仪研究的必要性溶液酸碱度的检测，在工业生产中具有重要的意义。例如测量工业废水的酸碱度，以便选择合适的化学物质进行中和，使其生成无毒无污染便于沉淀或蒸发的物质。过程用测试仪在各行各业的原材料测定管理制造工程中，对反应条件的控制监视，以及对产品质量的检测等方面起了极其重要的作用。除此以外，为了防止公害，测试仪作为排水监测仪表，作用也很大。随着现代化的工业生产向大型高效快速的方向发展和自动化程度的提高,工业测试仪的应用领域和需求量也日益扩大。目前工业测试仪已广泛的应用于石油化工钢铁电力食品酿造医药纺织制革造纸印染水处理锅炉系统等各个工业部门。而且越来越显示出工业测试仪将成为上述工业部门中检测和控制所必不可少的有效工具。例如，在印染行业，值的精确度对染料的高吸收率是衡量印染过程是否有效的重要因素之，这无论对于节省原材料，减少冲洗槽的数量，还是对于以后的污水处理来说，都十分有益。染料的吸收率取决于纤维材料，终点终点温度，染色深度以及染色时间，特别是终点温度及终点尤其重要。通常通过仪器对时间和温度曲线进行自动控制，而对值只是简单的通过加入染料进行调节。在最终检查值的时候经常会发现变化很大。即使使用了缓冲染料后,终点值都不尽准确并且各个罐批之间差值很大，这是就需加入例外的酸进行调节。终点值的重复性不好会直接影响染料吸收的效率及均匀度。离子选择性电极法，在工业生产中也得到了广泛的应用。电极法简单易行，便于重复测定，标准偏差小，因而分析结果比较准确。电极法不需要许多昂贵的度数设备，例如曲线的线化电路积分器和图纸记录仪等，通过离子计可直接读取浓度值。电极法分析还可以节省时间，仅需几分钟，典型的单词分析时间为分钟。在许多情况下，用电极进行多样分析比其他自动分析以更快。由于电极可以携带，故测量并不局限在实验室进行。质量控制分析可以直接在工厂现场完成，所用方法是相同的。采样可以在水库江河溪流的岸边进行，实验室外所用的方法与实验室内的相同。电极法是灵敏的，可测量低。电极直接测量法与样品体积无关。我们使用离子电极分析发来测量离子的浓度，具有简便快速的特点。另外，由于离子电极分析法所依据的电位变化可供连续显示与自动记录，因而使用这种方长春工业大学学士学位毕业论文法有利于实现连续与自动分析。在这方面，电子计算机技术的迅猛发展，微处理机微型计算机等的应用，更加速了离子电极测试仪表与数据处理的计算机化进程，所以研究新型的测试仪是必要的。二十世纪七十年代后期国外出现了许多微机化测试仪，这些测试仪的功能全面，但其价格比较昂贵，维护量比较大。所以研究种经济实用型测试仪是很有必要的。测试仪的发展概况测试仪在日本发展很快，特别是年代和年代，日本的产品紧跟时代潮流，每个时期的产品都具有时代的特点，都具有代表性及世界的先进性。世界上第台商品计，是于年研制生产的。工业计的问世约于年代末期。日本生产的第台工业计是于年由日本电气式化学计研究所前身研制生产的，年日本横河电机开始研制生产工业计。初期的测定装置是由传感器亦称发送器包括玻璃电极参比电极温度补偿元件和电阻是利用对温度敏感的半导体材料制成，其阻值随温度变化有明显的变化。负温度系数热敏电阻器通常是由锰钴的氧化物烧制成半导体陶瓷制成。其特点是，在工作温度范围内电阻阻值随温度的升高而降低。可满足测量范围，但热敏电阻精度重复性可靠性较差，不适用于检测小于的信号而且线性度很差，不能直接用于转换，应该用硬件或软件对其进行线性化补偿。方案采用温度传感器铂电阻。铂热电阻的物理化学性能在高温和氧化性介质中很稳定，它能用作工业测温元件，且此元件线性较好。在时，最大非线性偏差小于。铂电阻与温度的关系是其中是温度为时铂热电阻的电阻值是温度为时铂热电阻的电阻值为任意温度值，为温度系数。但其成本太贵，不适合做普通设计。方案采用集成温度传感器。它是电流型温度传感器。这种器件以电流作为输出量指示温度，其典型的电流温度灵敏度是。它是二端器件，使用非常方便，作为种高阻电流源，它不需要严格考虑传输线上的电压信号损失和噪音干扰问题，因此特别适合作为远程测量或控制用。另外，也特别适用于多点温度测量系统，而不必考虑选择开关或多路转换开关所引起的附加电阻造成的误差。由于采用了种独特的电路结构，并利用最新的薄膜电阻激光调技术校准，使得具有很高的精度。并且应用电路简单，便于设计。方案选择选择方案。理由电路简单稳定可靠无需调试，与连接方便。长春工业大学学士学位毕业论文本章小结本章主要介绍测量仪的测量原理和两点标定法标定原理。其中还介绍了介绍参比电极和指示电极的基本概念和基本工作原理以及温度对测量的影响以及测量下限与测量范围。本章对三电极测量系统和双电极测量系统进行了对比。如果体系中没有电流通过，都可以用双电极体系。旦有电流通过,要采用三电极体系，以同时测得工作电极的电位和电流。所以本设计采用三电极测量系统，可大大降低外界干扰的影响。对于实际的测量系统来说，能斯特方程响应的实际曲线又往往偏离理想曲线，即实际响应的曲线的斜率不等于理想曲线的斜率，所以只有知道实际的斜率，测量系统中的电极才能使用。所以必须用两点标定方法，即在此标定过程中，计算出电极零点和确定温度下的斜率，从而计算得出值。长春工业大学学士学位毕业论文第三章测试仪的硬件设计具有计算机的功能的芯片成为单片机，它体积小，重量轻，抗干扰能力强，开发较为容易，所以可以把它应用于传统的仪器中。本系统就是以型单片微型计算机作为数据处理的核心部件，并扩展些外围芯片，组成个可以完成自检运行标定等功能的智能型仪器。测试仪的电路原理图测量数据经电极转化为的电压信号，信号调整电路对原始信号进行调整。信号凋整电路采用多级集成运放构成。第级采用放大器正相放大。提高输入阻抗第二级反相放大，采用可调电阻做反馈电阻，放大倍数可调，便于仪器的调试第三级与第四级结合起来调节输人信号的零点。最后级反相放大将信号再进行次反相。得到与输入信号同相的电压信号。温度传感器将液体内部温度转换为电压信号。对温度信号的处理要求精度比较高。因此采用高精度运算放大器对其进行放大处理经处理后的两路信号与参比电极两路信号同时进入电子开关供选择。电子开关采用芯片。本设计控制位只需位，此将信号接单片机，用来控制的路输入，其他几路输入接地，禁止端接地。由于单片机采用电压。电子开关为。器件之间需要光电隔离进行抗扰。被选信号通过进行幅频转换。经过光电隔离输入单片机。单片机以段时间为基准读取频率数值将频率数值换算成数值，用以操作。图测试仪电路原理框图参比电极高阻差分放大电路温度传感器单片机系统转换转换模拟转换开关接地电极显示器键盘报警串行通讯温度放大电路指示电极长春工业大学学士学位毕业论文输入电