专利名称：多功能微电脑pH/离子计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种多功能的微电脑PH／离子计，属于化工分析仪器的范畴，可用于测量溶液的PH值、电极电势、离子浓度、电位滴定等，是医药卫生、食品、科研院校、轻化工等部门理想的分析仪器之一。
目前的微电脑酸度计如1988年5月18日公布的中国专利申请(申请号87205198)“微电脑酸度计”由高阻输入电路、控制微机、3 1/2 双积分A／D转换器、键盘、显示器和机壳等部分构成。其微机功能发挥不够，积分式A／D转换器和微机内均有数字电路部分，增加了相互协调的系统；另外，由于A／D转换器数字电路部分的控制逻辑功能远不及微机软件的逻辑功能灵活、完善、从而限制了A／D转换器模拟电路部分的应存能力，往往要求提高模拟电路部分的性能。由于这些原因，造成硬件部分电路结构复杂化，从而增加了仪器成本，降低了仪器精度、可靠性等整体功能。
本实用新型的目的就在于进一步改进微电脑酸度计的结构，发挥微机软件的潜力，增强微电脑酸度计的功能，简化硬件电路，提高测量精度、可靠性，降低仪器成本。
本实用新型是这样来实现其目的的该多功能微电脑PH／离子计由高阻输入电路、积分式A／D转换器、微机、电源、键盘、显示器和机壳构成。本实用新型通过与软件相结合来实现其各种功能。本实用新型的积分式A／D转换器去掉了其数字电路部分，利用微机内的控制电路来实现其数字电路部分的功能，即A／D转换器的模拟电路部分在微机软件支持的控制电路控制下进行工作。模拟电路部分接在高阻输入电路的输出端，该模拟电路部分由微机控制下的模拟开关、积分器、比较器、和基准电压源构成。本实用新型还设计有一个由EEPROM或NVRAM组成的数据断电保存器，直接与微机相连，数据可转入该保存器中保存。本实用新型共16个按键，其中设计有能使键盘中的10个键变成数字键的键，有一个能在PH测量中多点定位和自动调校斜率K值的键，对机内mv标准校准的键，能用增量分析法计算和显示离子浓度的键，计算和显示电位滴定终点电位的键，显示到滴定终点为止所加标准液体积总和的键。键盘电路部分增设了一个功能转换开关，通过该开关的转接，可使键盘中的1＃(t)键除了能显示和置入t值、数字7外，还能对机内mv标准校准。
由于本实用新型采用了上述设计，进一步发挥了微机的潜力，去掉了积分式A／D转换器本身的数字电路部分，简化了电路结构，增加了该PH／离子计的功能，从而提高了仪器测量精度和可靠性，降低了成本。其主要性能指标测量PH值0～14，连续，精度0.01PH级，测mv值－1000.0～＋1000.0mv，精度±0.1mv，重现性测PH值时0.01PH，测mv时0.1mv。
以下结合附图和实施例加以进一步说明
图1是本实用新型的原理框图，图2是本实用新型键盘示意图，
图3是本实用新型键盘电路图，图4是本实用新型电源电路图，图5是本实用新型电路总图。
如图5所示，来自甘汞电极和玻璃电极的讯号进入高阻输入电路，经同相放大后，然后进入由微机TP801A控制的双积分(三积分或四积分)A／D转换器的模拟电路部分中。高阻输入电路由IC1，和电阻R1～R5构成，IC1采用高阻集成运放F3140。A／D转换器的模拟电路部分由IC2、IC3，BG1～BG2，R6～R17，D1～D7，C1等构成，IC2为积分器，采用高阻集成运放F3140，IC3为比较器，采用集成电路LM311。IC3的输出端与TP801A相连。BG1～BG4采用4个3DJ7F组成电子开关。BG5～BG8采用4个三极管3CG21C，构成电子开关的驱动电路，并由微机控制。D1、D2为本双积分A／D转换器提供基准电压，采用2DW232。
如图5所示本实用新型的微电脑采用成品TP801A修改而成。也可以用Z80CPU为主体的少数几块芯片组成，亦可用MCS单片机组成，并采用5V电源供电的EEPROM芯片X2804A作为数据断电保存器，其接线情况如图5的IC4，其地址线、数据线、控制线均与TP801A相连。若采用非易失性的NVRAM，还可把数据断电保存器包括在微机内。
如图2、图3所示本实用新型共有16个按键，其中11个按键(含一个三功能键)为双功能键。对三功能的1＃键是这样实现的，将图3的转换开关接到a、c时，此时1＃键即为校正键，结合标准电压的输入，按动该键，仪器自动校正机内的mv标准，校正完毕后，再将转换开关转接到a、b，1＃键即成为双功能的键，即成为t键或数字键7。开机上电或执行完各命令后，键盘均回复到16个命令键的状态。当按动命令键t、PHS、PHS＃、K、Vo、CS、ΔVS、EO、n键中任何一个键后，1＃～3＃、5＃～7＃、9＃～11＃、13＃键变为数字键，12＃键变为命令键MoN，其他键无功能。10个数字键可向机内置入各种数据，当置入数据完成后，按MoN键，键盘又返回到16个命令键状态，并显示P。16个键的功能和作用如下1.t键，按动后显示机内存贮的t值，配合十个数字键可置入t值，精确到0.1℃。通过图3中的转换开关，可变为三功能键。
2.PHS键，按动后，配合十个数字键，置入PHS值。
3.PHS＃键，按动后，配合十个数字键输入7种PHS＃编号(机内存有国家标准给出的7种标准缓冲液在0～95℃的PHS值)，并自动根据t值，查PHS表，得到PHS值。
4.VO键，按动后，配合十个数字键，置入待测液体积。
5.Cs键，按动后，配合十个数字键，置入标准液的浓度。
6.ΔVS键，按动后，配合十个数字键，置入标准液体积增量数。
7.CX键，按动后，能用增量分析法计算和显示待测液的浓度。
8.∑ΔVS键，按动后，显示至滴定终点为止所加标准液体积的累加和。
9.n键，按动后，配合数字键，置入离子电荷数。
10.Omv键，按动后，仪器对mv测量定标。
11.mv键，按动后，仪器测量甘汞和玻璃电极间电势并显示。
12.定位键，按动后，仪器对PH测量定位，分别用多种标准缓冲液对仪器多点定位，自动分段调校斜率K值。
13.K键，按动后，分次显示各段K值，配合数字键输入一个数(该数为存贮钥匙，防止误动作)，把各段K值存入数据断电保存器中。
14.EO／mvO键，按动后，分次显示PH定位的EO和mv定标的mvO，配合十个数字键，输入存贮钥匙，可分别把EO值或mvO值存入数据断电保存器中。
15.滴定键，按动后，自动根据ΔVS和每次所测电势E，由Δmv／ΔVS找出滴定终点电位和∑ΔVS，未过终点时，显示最大的｜Δmv／ΔVS｜；过终点后，显示终点电位。
16.PH键，按动后，仪器在完成对E的测量后，根据PH＝ (E - E0)/(KT) 得到PH值，并显示。
权利要求1.一种多功能微电脑PH/离子计，它有高阻输入电路、积分式A/D转换器，微机、电源、显示器、键盘和机壳，其特征在于积分式A/D转换器由微机内的控制、电路和与高阻输入电路的输出端相连接的由微机软件支持的控制电路所控制的模拟电路组成，该多功能微电脑PH/离子计还有一个与微机相连接的EEPROM或NVRAM组成的数据断电保存器，键盘中设计有能使其中10个键变成数字键的键、一个能在PH测量中多点定位和自动调校斜率K值的键、能对机内mV标准校准的键、能用增量分析法计算和显示离子浓度的键、计算和显示电位滴定终点电位的键、显示到电位滴定终点为止所加标准液体积总和的键。
专利摘要本实用新型涉及一种多功能的微电脑pH/离子计，其主要特征在于积分式A/D转换器的数字电路部分利用了微机内的控制电路，在微机软件支持下完成A/D转换。还设计有一个EEPROM或NVRAM组成的数据断电保存器，键盘中设计有双功能键，因此简化了电路结构，降低了仪器的成本，提高了仪器的精度和可靠性，能测量溶液的pH值、电极电势、能自动定位、作增量分析和计算电位滴定终点电位等，是医药卫生、食品、科研院校、轻化工部门的分析仪器。
文档编号G01N27/26GK2038627SQ8821895
公开日1989年5月31日 申请日期1988年10月10日 优先权日1988年10月10日
发明者张乐 申请人:张乐