全自动ph值测量系统设计

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1、目录摘要本论文设计用电化学原理和MSC–51单片机技术对各种溶液中氢离子浓度进行测定。本论文详细论述了PH测量仪的设计，包括氢离子浓度的测量，标定方法，温度检测装置，测量电路和软件系统设计。PH测量仪用三电极检测系统，参比电极和指示电极对溶液中氢离子检测。三电极系统有良好地抗干扰能力。输入电路采用高阻差分电路，传感器的设计可以减少溶液中其他离子的干扰。仪器以MSC–51单片机系统，可以完成仪器的自动校准，温度补偿等功能。采用人机对话可以实现自动测量，存储，显示等功能。在实际的测量系统中，能斯特方程相应的实际曲线往往偏离理想曲线，所以中有知

2、道实际的曲线才能用测量系统中的电极。故采用两点标定法，计算出实际的斜率和温度，才能正确测量。关键词：三电极检测，高阻，温度补偿-45-目录AbstractOnthebasisofelectrochemicalprincipalandInstrumentcircuitsystemtoMCS–51microcontrollercore,thissystemcanmeasureactivityinsolution.ThepaperdetailsthedesignofthePHinstrument.Includingmeasuringprinci

3、ple,thecalibrationway,thedesignoftemperaturetransducer,measuringcircuitsoftware.Thephtesterisequippedwiththree–electrodemeasurementsystem.Theconcentrationofhydrogenwasdeterminedbytheappropriatereferenceelectrodeandindicatorelectrodemeasurement.thesystemcangreatlyreducethe

4、impactofoutsideinterference.Theuniquesensordesigncanreducethereferenceelectrodeandionicinterference.TheMCS–51microcontrollercorecanautomaticallyadjustthescope,automatictemperaturecompensationetc.theuseofman-machinedialoguecanenableautomaticmeasurement,storage,displaydataf

5、unctions.Intheactualmeasurementsystem,theNernstequationcorrespondingtotheactualcurveoftendeviatetheidealcurve,withtheuseoftwo-pointcalibrationmethod,wecanactuallycalculatetheactualslopeandtemperature.Keywords:three–electrodemeasurementsystem,highresistence，thetemperaturec

6、ompensation.-45-目录目录摘要IAbstractⅡ目录III第一章引言11.1课题背景11.2PH测量系统研究的必要性11.3PH测量系统的发展概况21.4PH测量系统的主要原理3第二章测量系统的整体设计42.1测量原理42.2三电极测量系统52.3PH测量系统的测量方法52.3.1指示电极62.3.2参比电极72.4温度对测量的影响82.5本章总结9第三章PH测量系统的硬件设计103.189C52介绍103.2温度采集电路133.3PH信号采集电路163.4A/D，D/A转换器173.5信号输出电路203.6键盘显示设计2

7、13.7电源电路设计223.8总线扩展233.9本章总结27-45-目录第四章基于MAX232通讯模块284.1系统设计总体方案284.2串口通信基础理论284.3两种接口方式294.3.1串行接口方式294.3.2并行接口方式294.451系列单片机串行口控制寄存器SCON294.5RS-232串行接口标准304.6单电源转化芯片MAX232314.7MAX232外围连接电路314.8通信程序设计324.9总结33第五章PH测量系统的软件设计345.1测量系统主要内容345.2测量系统主程序345.3子程序的标定365.4测量子程序37

8、5.5本章小结37第六章误差分析及功能测试386.1误差分析386.2数据分析40结论41致谢42参考文献43附录45-45-第一章引言第一章引言1.1课题背景PH值测量系统，用到电位分析法测