專利名稱：數(shù)顯電導(dǎo)率儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電化學(xué)分析儀器，特別是一種數(shù)顯電導(dǎo)率儀。
背景技術(shù)：
電導(dǎo)率儀是一種實(shí)驗(yàn)室測量溶液電導(dǎo)率的儀器，應(yīng)用范圍十分寬廣?？墒菄鴥?nèi)長期以來使用的電導(dǎo)率儀還是采用分立電子元器件構(gòu)成電路，采用指針式電表顯示測量值，技術(shù)水平相當(dāng)落后。當(dāng)然存在的問題也不少，如測量精度低、測量范圍小、穩(wěn)定性可靠性差、操作不便等等，儀器必須進(jìn)行更新?lián)Q代，才能滿足生產(chǎn)、教學(xué)、科研等各領(lǐng)域的使用要求。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有電導(dǎo)率儀測量精度低、可靠性差所存在的技術(shù)問題，而提供的一種電路集成化的數(shù)顯電導(dǎo)率儀。
根據(jù)上述目的，本實(shí)用新型提供一種數(shù)顯電導(dǎo)率儀，由信號源、電流放大電路、電壓放大器、相敏檢波電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、顯示器及電極接口組成；其中信號源與電極接口連接，電極接口另一端與電流放大電路、電壓放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、顯示器依此連接，相敏檢波電路一端與信號源連接，其另一端與電壓放大器輸入端連接；其中兩電極由插頭與電極接口連接，電極置于注有被測溶液的電導(dǎo)池中。
其中，信號源由可變電容器、信號發(fā)生器、電壓跟隨器、電位器構(gòu)成；可變電容器與信號發(fā)生器輸入端連接，信號發(fā)生器輸出端與電壓跟隨器、電位器、電極接口依此連接。
其中，電流放大電路由電流放大器與量程電阻構(gòu)成；電流放大器輸入端與電極接口另一端連接，其輸出端與電壓放大器輸入端連接。
其中，相敏檢波電路由相敏放大器、二極管、相敏開關(guān)構(gòu)成；相敏放大器的輸入端與信號發(fā)生器輸出端連接，相敏開關(guān)的另一端與電壓放大器輸入端連接。
本實(shí)用新型由于采取了以上技術(shù)措施，具有測量精度高、測量范圍廣、性能穩(wěn)定可靠、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。


圖1是電導(dǎo)率儀的電原理框圖。
圖2是本實(shí)用新型的電原理線路圖。
具體實(shí)施方式
在電解質(zhì)溶液中，帶電的離子在電場作用下有規(guī)則移動(dòng)，從而傳遞電荷，使溶液具有導(dǎo)電作用，其導(dǎo)電能力的強(qiáng)弱稱為電導(dǎo)率。而電導(dǎo)是電阻的倒數(shù)，所以只要測出溶液的電阻值，便可知道其電導(dǎo)率。本儀器采用二個(gè)電極浸入溶液中，測出二極間的電阻值，再經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，來獲得被測溶液的電導(dǎo)率。
如圖1所示，信號源1與電極接口I/O連接，電極接口I/O另一端與電流放大電路3、電壓放大器A4、模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D、顯器LCD依此連接，相敏檢波電路5一端與信號源1連接，其另一端與電壓放大器A4輸入端連接；其中兩電極7由插頭6與電極接口I/O連接，電極7置于注有被測溶液8的電導(dǎo)池9中。這是電導(dǎo)率儀通用的電原理框圖。現(xiàn)有的儀器這些電路是采用分立電子元器件構(gòu)成的，線路錯(cuò)綜復(fù)雜，安裝調(diào)試十分繁瑣，因而造成儀器穩(wěn)定性可靠性差，測量誤差也大，并且采用指針式電表作測量值顯示器，使用很不方便，迫切需要更新?lián)Q代。本實(shí)用新型首先采用集成電路等先進(jìn)的元器件替代原來的分立元器件，并對原有的電路作了重大的改進(jìn)，重新設(shè)計(jì)測量電路，還采用液晶顯示器LCD替代指針式電表，儀器的造型顯得新穎美觀。
如圖2所示，其中信號源1由可變電容器Co、信號發(fā)生器A1、電壓跟隨器A2、電位器Ro構(gòu)成。可變電容器Co與信號發(fā)生器A1輸入端連接，構(gòu)成交流信號源，可消除電極7被極化而帶來的測量誤差，使電流每次改變方向引起的極化被下一次反方向電流所引起的極化相互抵消，改變Co的容量，可改變交流信號的頻率，以適應(yīng)高、低電導(dǎo)測量之需。電位器Ro串接于電壓跟隨器A2與電極接口I/O之間，構(gòu)成溫度補(bǔ)償回路，同一種溶液在不同溫度時(shí)測得的電導(dǎo)率是不同的，這是因?yàn)闇囟戎苯佑绊懙诫娊赓|(zhì)的電離度、溶解度，也對離子遷移起作用，溫度補(bǔ)償回路可使液溫在5～50℃范圍內(nèi)進(jìn)行測量，可獲得在25℃的電導(dǎo)率。
其中，電流放大電路3由電流放大器A3與量程電阻Rf構(gòu)成，電流放大器A3輸入端與電極接口I/O另一端連接，其輸出端與電壓放大器A4輸入端連接；根據(jù)測量需要，調(diào)節(jié)量程電阻Rf可調(diào)節(jié)電流放大器A3的輸出電流量，這里采用與可變電容Co同步切換，操作更方便。
其中，相敏檢波電路5由相敏放大器A5、二極管D、相敏開關(guān)J依此連接構(gòu)成；相敏放大器A5輸入端與信號發(fā)生器A1輸出端連接，相敏開關(guān)J的另一端與電壓放大器A4連接，采用相敏檢波技術(shù)，完全克服了分布電容對測量精度的影響。電極7之間及引線存在分布電容，產(chǎn)生的容抗并聯(lián)于電導(dǎo)池9上，而電導(dǎo)池9的電阻性電流與分布電容的電容有90°的相位差，作低電導(dǎo)測量時(shí)將產(chǎn)生較大的誤差，而經(jīng)相敏檢波后，電阻性電流成為正信號，電容性電流仍為交流信號經(jīng)檢波后正負(fù)抵消，因而消除了分布電容對測量的影響。
當(dāng)儀器處于測量狀態(tài)時(shí)，信號發(fā)生器A1輸出一個(gè)設(shè)定頻率的交流信號，經(jīng)電壓跟隨器A2將輸出電壓加到電導(dǎo)池9中浸于溶液8的兩電極7上，電極7之間產(chǎn)生電流經(jīng)電流放大器A3輸出相應(yīng)的電壓，與相敏放大器A5輸出電壓同步加到電壓放大器A4的同相和反相輸入端，完成線性檢波，電壓放大器A4輸出的直流電壓經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換，由液晶顯示器LCD直接顯示出被測溶液的電導(dǎo)率值。
權(quán)利要求1.一種數(shù)顯電導(dǎo)率儀，其特征是由信號源(1)、電流放大電路(3)、電壓放大器(A4)、相敏檢波電路(5)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)、顯示器(LCD)及電極接口(I/O)組成；其中信號源(1)與電極接口(I/O)連接，電極接口(I/O)另一端與電流放大電路(3)、電壓放大器(A4)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)、顯示器(LCD)依此連接，相敏檢波電路(5)一端與信號源(1)連接，其另一端與電壓放大器(A4)輸入端連接；其中兩電極(7)由插頭(6)與電極接口(I/O)連接，電極(7)置于注有被測溶液(8)的電導(dǎo)池(9)中；信號源(1)由可變電容器(Co)、信號發(fā)生器(A1)、電壓跟隨器(A2)、可變電阻器(Ro)構(gòu)成；可變電容器(Co)與信號發(fā)生器(A1)輸入端連接，信號發(fā)生器(A1)輸出端與電壓跟隨器(A2)、可變電阻器(Ro)、電極接口(I/O)依此連接；電流放大電路(3)由電流放大器(A3)與量程電阻(Rf)構(gòu)成；電流放大器(A3)輸入端與電極接口(I/O)另一端連接，其輸出端與電壓放大器(A4)輸入端連接；相敏檢波電路(5)由相敏放大器(A5)、二極管(D)、相敏開關(guān)(J)構(gòu)成；相敏放大器(A5)的輸入端與信號發(fā)生器(A1)輸出端連接，相敏開關(guān)(J)的另一端與電壓放大器(A4)輸入端連接。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種數(shù)顯電導(dǎo)率儀，由信號源、電流放大電路、電壓放大器、相敏檢波電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、顯示器及電極接口組成。該儀器采用集成電路等新型的電子元器件替代分立元器件，采用液晶顯示器替代指針式電表，并對原有電路作了重大改進(jìn)，如變頻信號源、溫度補(bǔ)償回路、相敏檢波技術(shù)等。因此具有測量精度高、范圍廣、性能穩(wěn)定可靠、造型新穎、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G01N27/06GK2627502SQ0323254
公開日2004年7月21日 申請日期2003年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月26日
發(fā)明者鄭金美, 顧雄根 申請人:上海雷磁新涇儀器有限責(zé)任公司