pH计及其电路设计.ppt

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1、pH计及其电路设计一、pHS-2型酸度计(一)技术指标测量范围：0～14pH；0～1400mV最小分度：0.02pH；2mV精度：±0.02pH/2pH重现性：0.01pH∆E≯1mV溶液温度：0～60℃输入阻抗：RL≥1012Ω配套电极：零电位pH=7的电极（二）电路分析电路组成测量电池定位电路温补电路量程选择参量振荡放大电路中间放大电路功率放大显示电源1电源2电源3电源4零点调整整流滤波校正调节电路原理图1.参量振荡放大器参量:受输入信号和负反馈的控制(RP6)(1)振荡器组成正反馈网络交流放大电路选频电路直流电源A.

2、交流放大电路:V22/V23等元件组成两级放大；在R4上取信号；在L3上输出信号。B.受控桥式正反馈网络：V1/V2~L1/L2等器件组成,其中V1/V2是高阻砷化镓变容二极管,为仪器的关键部件变容二极管的符号及特性00.51U(V)-0.5-1C(pF)101112130U(mV)RD(MΩ)零偏置电压时：C在10～25pF电容量的变化值：2.0%/100mVU正向↑→CD↑U反向↑→CD↓电容特性：电阻特性：若：U<100mV时，RD≥1011Ω若：U<1mV时，RD≥1012ΩpHS-2型仪器采用深度负反馈，满足加在

3、V1/V2上的电压<1mV桥路UCD与感应电动势UAB的关系~~ABDCCV1CV2UAB/2UAB/2＋--＋C6、C7>>CV1、CV2R6、R5、RV1、RV2uCD的大小与uAB、不平衡度有关，同时也决定了交流正反馈量的大小桥路的不平衡度选择在零偏置电压时，CV2>CV1分析｜CV1-CV2

4、对uCD的影响CV1CV2CER6R5输入端校正反馈电压CV2、CV1受控于UCE若E点电压不变,UC↑→

5、CV1-CV2

6、↓→UCD↓CV1正接，UC↑→CV1↑；CV2反接，UC↑→CV2↓C.选频电路对于一个串联振荡电路

7、,其振荡后电路呈现阻性电路,即:因为C2、C3>>CV1、CV2，所以可以忽略不计C.直流电源电路输出提供直流稳压源(2)参量振荡器工作过程接通电源,L3有扰动电流L1、L2产生感生电动势，反复振荡稳定在某一频率上，当UI＝0时，振荡电路耦合到L4输出为：当UI>0时，

8、CV1-CV2

9、↓,正反馈量↓，振荡电路耦合到L4输出为：当UI<0时，

10、CV1-CV2

11、↑,正反馈量↑，振荡电路耦合到L4输出为：(3)参量振荡器作用a.阻抗变换作用：采用深度负反馈，使在V1、V2的电压降保持1mV内，则RL≥1012Ω。b.调制作用：

12、将直流信号变换为交流信号输出，解决了零点漂移问题。c.调节作用：改变校正反馈电压，就能改变参量振荡放大器输出信号的幅值，相当于改变整个放大器的放大倍数。×－＋－－－Ub24↑→Uc24↓→Ub25↓→Ib25↓→Ue25↓Ub24↓由V24、V25等元件组成双管直接耦合放大电路2.中间交流放大器3.全波整流、直流功放、显示仪表由V5、V6、C11等元件组成全波整流由R24、V26、C11、R27元件组成全波整流由R28、R26、RP6、R29、R29、PA表头组成全波整流（1）电路组成（2）显示仪表工作过程当输入Ui＝0时

13、，参量振荡放大器振荡，产生一个经放大、整流、滤波、功放后产生一电流为I1＝1.5mA的电流。I2为使表头指针为零则由电源②提供一个I2=1.5mA固定电流，解决零输出的问题，此时流过表头的净电流I＝I1-I2＝0mA当Ui>0时，I1↓I＝I1-I2<0mA当Ui<0时，I1↑I＝I1-I2>0mA102举例:当仪器按25℃校正好以后当输入Ui=-59.16mV时，振荡器振幅增大，I1增加0.5mAI＝I1-I2=-0.5mA,指针左满偏当输入Ui=59.16mV时，振荡器振幅减小，I1减小0.5mAI＝I1-I2=0.5

14、mA,指针右满偏4.深度负反馈深度负反馈作用：a.解决变容二极管V1和V2两端电压小于1mV的问题UC=u-ua=60mVUE=59.99mV保证了RL＝1012ΩUCE=0.01mV00.51U(V)-0.5-1C(pF)10111213深度负反馈工作过程:pH=7时，UC＝0→I1-I2=07

15、CV1-CV2

16、↑→

17、E0

18、↑→I1↑→I与I1方向一致→Uf↓6≤pH<7时，UC>0↑→

19、CV1-CV2

20、↓→

21、E0

22、↓→I1↓→I与I2方向一致→Uf↑b.解决电路放大调整的问题当UC一定，改变R

23、P6改变了∆Uf→∆UE→∆

24、CV1-CV2

25、→

26、E

27、发生变化，从而相当于改变了仪器的放大倍数。5.温度补偿电路补偿范围：0～60℃补偿方法:电源③通过RP5、R45、RP3、R47上RP3滑动触头上刻有0～60℃的分度，当选钮指到某一温度时，R48~R53（等值电阻）上的压降相等，且等于该温度下2pH