一种可模拟酸、碱浓度的pH值电信号发生器电路的制作方法

文档序号:11588406阅读:209来源:国知局

本发明涉及一种精密仪器信号源,特别是使用ph值电信号发生器校验ph值的准确度的可模拟酸、碱浓度的ph值电信号发生器电路。



背景技术:

目前,在生产大量的水质处理设备、电镀设备以及酸、碱溶液的检测设备与仪器时,要校验检测ph值的准确度时,都是使用标准的ph试纸与价格昂贵的玻璃型传感器与标准的酸、碱液体,在使用时与保管时要特别小心,ph试纸与酸、碱标准液体不能被污染、玻璃型传感器在使用中容易破碎,同时在有些设备生产时,需要检测例如ph4与ph7的值,操作人员要使用同一型号的传感器测试两种标准的ph液体,进行交互测试,这样容易造成很大的误差,操作事项非常繁琐,这给生产与检测工作带来很大困难,为此,申请人设计一种ph电信号发生器电路,可以替代ph试纸与酸、碱标准液体与ph玻璃型传感器的功能。



技术实现要素:

为了克服现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种可模拟酸、碱浓度的ph值电信号发生器电路,其通过调节相应的ph值产生电路产生任意ph值对应的电压输出,以取代ph试纸与酸、碱标准液体以及ph玻璃型传感器来校验检测调试设备的ph值的准确度。

为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

一种ph值电信号发生器电路,其包括:正电压的电源电路、第一ph值产生电路、负电压的电源电路、第二ph值产生电路以及电信号输出控制电路;

其中,所述第一ph值产生电路的输入端连接至正电压的电源电路,第一ph值产生电路产生ph值在[0,7]范围内对应的第一电信号通过电信号输出控制电路输出,所述第二ph值产生电路的输入端连接至负电压的电源电路,第二ph值产生电路产生ph值在[7,14]范围内对应的第二电信号通过电信号输出控制电路输出。

进一步地,所述正电压的电源电路包括直流电源,所述第一ph值产生电路包括电阻r1、电阻r3和滑动变阻器w2,所述负电压的电源电路包括负电源发生器,所述第二ph值产生电路包括电阻r2、电阻r4和滑动变阻器w3;

其中:所述直流电源的输出端依次通过电阻r1和电阻r3连接至滑动变阻器w2的第一固定端,滑动变阻器w2的第二固定端接地,所述滑动变阻器w2的滑动端连接于电阻r3和滑动变阻器w2的第一固定端之间;所述负电源发生器的电源端连接至直流电源的输出端,所述负电源发生器的输出端依次通过电阻r2和电阻r4连接至滑动变阻器w3的第一固定端,滑动变阻器w3的第二固定端接地,所述滑动变阻器w3的滑动端连接于电阻r4和滑动变阻器w3的第一固定端之间;

所述滑动变阻器w2的滑动端和滑动变阻器w3的滑动端均连接至电信号输出控制电路的输入端。

进一步地,所述ph值电信号发生器电路进一步包括第一稳压电路和第二稳压电路,所述第一稳压电路包括第一稳压器和第一滤波电路;所述第二稳压电路包括第二稳压器和第二滤波电路,所述第一稳压器和第二稳压器均为稳压源tl431,所述第一稳压器的阳极和第二稳压器的阴极均接地,所述第一稳压器的阴极连接于电阻r1和电阻r3之间,所述第二稳压器的阳极连接于电阻r2和电阻r4之间,所述第一稳压器的参考极连接至第一稳压器的阴极,第二稳压器的参考极连接至第二稳压器的阴极,所述第一滤波电路和第二滤波电路分别为电容c6和电容c7,所述电容c6和电容c7的一端分别连接至第一稳压器的阴极和第二稳压器的阳极,所述电容c6和电容c7的另一端均接地。

进一步地,所述电信号输出控制电路包括滑动变阻器w1、分压电路,所述分压电路包括电阻r5和电阻r7,所述滑动变阻器w1的两个固定端分别连接至滑动变阻器w2的滑动端和滑动变阻器w3的滑动端,所述滑动变阻器w1的滑动端依次通过电阻r5和输出端子输出第三电信号;所述电阻r7的一端连接至电阻r5和输出端子之间,电阻r7的另一端接地。

进一步地,所述电信号输出控制电路进一步包括一第三滤波电路,所述第三滤波电路包括电阻r6和电容c10,所述电阻r6一端连接至电阻r5和电阻r7之间,所述电阻r6的另一端连接至输出端子,所述电容c10的一端接地,电容c10的另一端连接至电阻r6和输出端子之间。

进一步地,所述正电压的电源电路进一步包括一第四滤波电路和开关s1,所述负电压的电源电路进一步包括一第五滤波电路,所述第四滤波电路包括电解电容ce1和电容c6,所述第五滤波电路包括电解电容c3、电容c4和电容c5,所述电解电容ce1的正极和电容c6的一端均连接至直流电源的输出端和电阻r1之间,所述电解电容ce1的负极和电容c6的另一端均接地,所述开关s1连接至直流电源的输出端和电解电容ce1的正极之间,所述电解电容c3的正极、电容c4的一端和电容c5的一端均连接至负电源发生器的输出端和电阻r2之间,所述电解电容c3的负极、电容c4的另一端和电容c5的另一端均接地,直流电源的输出端通过开关s1连接至负电源发生器的电源端。

进一步地,所述正电压的电源电路包括直流电源,所述第一ph值产生电路包括电阻r1、电阻r3和滑动变阻器w2,所述负电压的电源电路包括负电源发生器,所述第二ph值产生电路包括电阻r2、电阻r4、电阻r5和滑动变阻器w3;

其中:所述直流电源的输出端依次通过电阻r1和电阻r3连接至滑动变阻器w2的第一固定端,滑动变阻器w2的第二固定端接地;所述负电源发生器的电源端连接至直流电源的输出端,所述负电源发生器的输出端依次通过电阻r2和电阻r4连接至滑动变阻器w3的第一固定端,滑动变阻器w3的第二固定端通过电阻r5连接至电阻r1和电阻r3之间;

所述滑动变阻器w2的滑动端和滑动变阻器w3的滑动端均连接至电信号输出控制电路的输入端。

进一步地,所述ph值电信号发生器电路进一步包括第一稳压电路和第二稳压电路,所述第一稳压电路包括第一稳压器和第一滤波电路;所述第二稳压电路包括第二稳压器和第二滤波电路,所述第一稳压器和第二稳压器均为稳压源tl431,所述第一稳压器的阳极和第二稳压器的阴极均接地,所述第一稳压器的阴极连接于电阻r1和电阻r3之间,所述第二稳压器的阳极连接于电阻r2和电阻r4之间,所述第一稳压器的参考极连接至第一稳压器的阴极,第二稳压器的参考极连接至第二稳压器的阴极,所述第一滤波电路和第二滤波电路分别为电容c6和电容c7,所述电容c6和电容c7的一端分别连接至第一稳压器的阴极和第二稳压器的阳极,所述电容c6和电容c7的另一端均接地。

进一步地,所述电信号输出控制电路包括单刀双掷开关s2和第三滤波电路,所述第三滤波电路包括电阻r6和电容c10,所述单刀双掷开关s2的两个静触点分别连接至滑动变阻器w2的滑动端和滑动变阻器w3的滑动端,所述单刀双掷开关s2的动触点依次通过电阻r6和输出端子输出第三电信号,所述电容c10的一端接地,电容c10的另一端连接至电阻r6和输出端子之间。

进一步地,所述正电压的电源电路进一步包括一第四滤波电路和开关s1,所述负电压的电源电路进一步包括一第五滤波电路,所述第四滤波电路包括电解电容ce1和电容c6,所述第五滤波电路包括电解电容c3、电容c4和电容c5,所述电解电容ce1的正极和电容c6的一端均连接至直流电源的输出端和电阻r1之间,所述电解电容ce1的负极和电容c6的另一端均接地,所述开关s1连接至直流电源的输出端和电解电容ce1的正极之间,所述电解电容c3的正极、电容c4的一端和电容c5的一端均连接至负电源发生器的输出端和电阻r2之间,所述电解电容c3的负极、电容c4的另一端和电容c5的另一端均接地,直流电源的输出端通过开关s1连接至负电源发生器的电源端。

相比现有技术,本发明的有益效果在于:

其巧妙地利用正电压的电源电路、负电压的电源电路以及ph值产生电路(由滑动变阻器实现)产生与ph值对应的电压信号,因此,在对待校验设备或仪器检测ph值的准确性校验时,只需本ph值电信号发生器电路产生与待校验ph值相对应的电压信号输出到相应的待校验设备或仪器即可。

附图说明

图1为本发明一种可模拟酸、碱浓度的ph值电信号发生器电路实施例一的电路原理图;

图2为本发明一种可模拟酸、碱浓度的ph值电信号发生器电路实施例二的电路原理图。

具体实施方式

下面,结合附图以及具体实施方式,对本发明做进一步描述:

实施例一

一种可模拟酸、碱浓度的ph值电信号发生器电路,其包括:正电压的电源电路、第一ph值产生电路、负电压的电源电路、第二ph值产生电路以及电信号输出控制电路;

其中,第一ph值产生电路的输入端连接至正电压的电源电路,第一ph值产生电路产生ph值在[0,7]范围内的第一电信号通过电信号输出控制电路输出,第二ph值产生电路的输入端连接至负电压的电源电路,第二ph值产生电路产生ph值在[7,14]范围内的第二电信号通过电信号输出控制电路输出。

具体地,请参照图1所示,正电压的电源电路包括直流电源、第四滤波电路和开关s1,第一ph值产生电路包括电阻r1、电阻r3和滑动变阻器w2,负电压的电源电路包括负电源发生器和,第二ph值产生电路包括电阻r2、电阻r4和滑动变阻器w3,第四滤波电路包括电解电容ce1和电容c6,第五滤波电路包括电解电容c3、电容c4和电容c5;

其中:直流电源的输出端依次通过开关s1、电阻r1和电阻r3连接至滑动变阻器w2的第一固定端,滑动变阻器w2的第二固定端接地,滑动变阻器w2的滑动端连接于电阻r3和滑动变阻器w2的第一固定端之间;电解电容ce1的正极和电容c6的一端均连接至开关s1和电阻r1之间,电解电容ce1的负极和电容c6的另一端均接地;直流电源的输出端通过开关s1连接至负电源发生器的电源端,负电源发生器的输出端依次通过电阻r2和电阻r4连接至滑动变阻器w3的第一固定端,滑动变阻器w3的第二固定端接地,滑动变阻器w3的滑动端连接于电阻r4和滑动变阻器w3的第一固定端之间;电解电容c3的正极、电容c4的一端和电容c5的一端均连接至负电源发生器的输出端和电阻r2之间,电解电容c3的负极、电容c4的另一端和电容c5的另一端均接地;滑动变阻器w2的滑动端和滑动变阻器w3的滑动端均连接至电信号输出控制电路的输入端。

ph值电信号发生器电路进一步包括第一稳压电路和第二稳压电路,第一稳压电路包括第一稳压器和第一滤波电路;第二稳压电路包括第二稳压器和第二滤波电路,第一稳压器和第二稳压器均为稳压源tl431,第一稳压器的阳极和第二稳压器的阴极均接地,第一稳压器的阴极连接于电阻r1和电阻r3之间,第二稳压器的阳极连接于电阻r2和电阻r4之间,第一稳压器的参考极连接至第一稳压器的阴极,第二稳压器的参考极连接至第二稳压器的阴极,第一滤波电路和第二滤波电路分别为电容c6和电容c7,电容c6和电容c7的一端分别连接至第一稳压器的阴极和第二稳压器的阳极,电容c6和电容c7的另一端均接地。

电信号输出控制电路包括滑动变阻器w1、分压电路和第三滤波电路,分压电路包括电阻r5和电阻r7,滑动变阻器w1的两个固定端分别连接至滑动变阻器w2的滑动端和滑动变阻器w3的滑动端,滑动变阻器w1的滑动端依次通过电阻r5和输出端子输出第三电信号;电阻r7的一端连接至电阻r5和输出端子之间,电阻r7的另一端接地;第三滤波电路包括电阻r6和电容c10,电阻r6一端连接至电阻r5和电阻r7之间,电阻r6的另一端连接至输出端子,电容c10的一端接地,电容c10的另一端连接至电阻r6和输出端子j2之间。

其工作原理是:闭合开关s1后,输入端子与外置的直流电源连接在第四滤波电路输出+5v电压,再经过电阻r1和第一稳压器(可控稳压源ic15)后输出+2.5v电压,滑动变阻器w2可以产生ph值在[0,7]范围内的第一电信号,即第一电信号与ph值在[0,7]范围内对应,任意第一电信号在[0,7]范围内有对应的ph值;同样地,负电压发生器通过第五滤波器输出-5v电压,再经过电阻r2和第二稳压器(可控稳压源ic16)后输出-2.5v电压,滑动变阻器w3可以产生ph值在[7,14]范围内的第二电信号(第二电信号可以与第一电信号存在更多的交叉数值,当然,为了区分,也可以将第二电信号不包含前端点7的值),即第二电信号与ph值在[7,14]范围内对应,任意第二电信号在[7,14]范围内有对应的ph值,最后再由w1对相应的电信号进行调节,通过分压电路、第三滤波电路由输出端子j2输出需要的第三电信号,该第三电信号输出给待校验设备或仪器,这里的滑动变阻器w2和滑动变阻器w3可以认为是ph值的粗调,而滑动变阻器w1为细调;第三电信号输出对应的ph值的获取可以是通过示波器(或电压表)测量,再通过对照电信号和ph值的关系图得到,也可以是直接在滑动变阻器w1~3上设置相应的刻度,通过将滑动变阻器w1~3调整到相应的刻度上获得相应ph值的第三电信号加载到待校验的设备或仪器上,当然,这种方式优选ph值为整数时。

实施例二

区别于实施例一,实施例二将ph值的产生分成两部分:一部分是[0,7],另一部分是[7,14],当然两部分之间也可以存在更多的交叉,两部分通过一单刀双掷开关s2进行隔离。

请参照图2所示,正电压的电源电路包括直流电源、第四滤波电路和开关s1,第一ph值产生电路包括电阻r1、电阻r3和滑动变阻器w2,负电压的电源电路包括负电源发生器和,第二ph值产生电路包括电阻r2、电阻r4、电阻r5和滑动变阻器w3,第四滤波电路包括电解电容ce1和电容c6,第五滤波电路包括电解电容c3、电容c4和电容c5;

其中:直流电源的输出端依次通过开关s1、电阻r1和电阻r3连接至滑动变阻器w2的第一固定端,滑动变阻器w2的第二固定端接地;电解电容ce1的正极和电容c6的一端均连接至开关s1和电阻r1之间,电解电容ce1的负极和电容c6的另一端均接地;直流电源的输出端通过开关s1连接至负电源发生器的电源端,负电源发生器的输出端依次通过电阻r2和电阻r4连接至滑动变阻器w3的第一固定端,滑动变阻器w3的第二固定端通过电阻r5后连接至电阻r1和电阻r3之间;电解电容c3的正极、电容c4的一端和电容c5的一端均连接至负电源发生器的输出端和电阻r2之间,电解电容c3的负极、电容c4的另一端和电容c5的另一端均接地;滑动变阻器w2的滑动端和滑动变阻器w3的滑动端均连接至电信号输出控制电路的输入端。

ph值电信号发生器电路进一步包括第一稳压电路和第二稳压电路,第一稳压电路包括第一稳压器和第一滤波电路;第二稳压电路包括第二稳压器和第二滤波电路,第一稳压器和第二稳压器均为稳压源tl431,第一稳压器的阳极和第二稳压器的阴极均接地,第一稳压器的阴极连接于电阻r1和电阻r3之间,第二稳压器的阳极连接于电阻r2和电阻r4之间,第一稳压器的参考极连接至第一稳压器的阴极,第二稳压器的参考极连接至第二稳压器的阴极,第一滤波电路和第二滤波电路分别为电容c6和电容c7,电容c6和电容c7的一端分别连接至第一稳压器的阴极和第二稳压器的阳极,电容c6和电容c7的另一端均接地。

电信号输出控制电路包括单刀双掷开关s2和第三滤波电路,第三滤波电路包括电阻r6和电容c10,单刀双掷开关s2的两个静触点分别连接至滑动变阻器w2的滑动端和滑动变阻器w3的滑动端,单刀双掷开关s2的动触点依次通过电阻r6和输出端子输出第三电信号,电容c10的一端接地,电容c10的另一端连接至电阻r6和输出端子之间。

其工作原理与实施例一大致相同,区别在于当电信号输出控制电路通过单刀双掷开关连接到滑动变阻器w2的滑动端时,输出端子j2输出ph值[0,7]范围内对应的第三电信号;而当单刀双掷开关连接到滑动变阻器w3的滑动端时,输出端子j2输出ph值[7,14]范围内对应的第三电信号。

对本领域的技术人员来说,可根据以上描述的技术方案以及构思,做出其它各种相应的改变以及形变,而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

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