ph传感器调理电路

《ph传感器调理电路》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、仪器仪表电子工艺设计目录目录I第1章绪论11.1课题背景与意义11.2设计目的11.3设计要求1第2章pH值信号调理电路总体设计22.1pH计22.2测量原理22.3pH值传感器信号调理电路总体设计32.4可靠性和抗干扰设计32.4.1可靠性32.4.2抗干扰技术4第3章器件选型63.1pH复合电极63.2pH信号调理电路63.2.1电压跟随器83.2.2减法器93.3温度采集电路93.4模拟开关103.5器件选型表11第4章仿真与PCB电路设计124.1仿真原理图124.2PCB图124.3PCB图3D效果图13第5章

2、设计心得和体会15参考文献16I仪器仪表电子工艺设计第1章绪论1.1课题背景与意义pH值的测控广泛应用于食品、制药、化工、表面处理、水处理等领域，它以实时的数据为生产控制带来了极大的方便，解决了化验室跟踪分析时数据严重滞后、不能完全代表装置生产状况的问题。在化学分析和化工过程中，溶液的pH值是一个基本参数。为了实时的测量溶液的pH值，经常会用到pH计（即酸度计）。pH计分为两部分：pH复合电极和变送电路。pH复合电极是传感器，用于拾取溶液的pH值，把pH值转换成与之成正比的微弱电信号；变送电路的作用是把微弱电信号进行放大

3、，并转换成标准的电信号，如电压信号，电流信号或频率信号等。1.2设计目的本次课设主体任务是电厂锅炉给水pH值检测系统设计，分三个阶段进行，此阶段是第一阶段：仪器仪表电子工艺课程设计。此阶段的任务是pH值传感器信号调理电路设计与仿真。设计目的有：了解常用电子元器件基本知识，如电阻、电容、电感，二、三极管，集成电路，包括外观、极性、测试。了解印刷电路板的设计和制作过程，PCB电路设计的基本过程，PCB制造工艺基本过程。掌握电子元器件选型的基本原理和方法，如类型、参数、功率、性价比等方面。了解电路焊接基本知识和基本焊接的方法和

4、技巧、注意事项、助焊、阻焊。了解印制电路板(PCB)设计加工的基本过程及相关概念，单面板、多层板、元器件封装形式。了解信号调理电路的主要功能和存在的必要性，滤波、放大、转换、量程变换等。掌握常见传感器信号调理电路的设计方法，根据具体传感器特点，考虑上述电路实现。掌握相关EDA软件的使用和设计、仿真、调试能力：Protel、Multisim、Proteus。1.3设计要求pH值传感器信号调理电路设计与仿真，要求根据所学的相关电子电路知识给出详细的元件选型表（费用计算），明确电路工作的基本原理和实现方法，对电路的可靠性设计和

5、抗干扰性进行设计说明。在课设的时间里，要每天撰写读书笔记，记录读书内容和心得。提供一份系统硬件电路原理图和电路PCB图。完成上述任务后，要对原理图可行性仿真。依据设计方案，器件选型、完成原理图设计。信号调理电路的仿真以验证电路可行性，仿真通过后进行PCB图设计。给出元器件封装形式表，要有PCB三维效果图。-16-仪器仪表电子工艺设计第2章pH值信号调理电路总体设计2.1pH计pH=-lgaH+，溶液的pH值是溶液酸碱度的量度，所以用来测量溶液pH值的pH计又称酸度计。可以用电位式分析法，通过测量电极系统与被测溶液构成的测

6、量电池（原电池）的电动势，获知被测溶液离子活度（或浓度）[1]。在电厂的水汽分析中，氢离子、钠离子含量的测定适合采用电位式分析法。目前测量溶液pH值所使用的指示电极多为玻璃膜电极，参比电极有甘汞电极、银-氯化银电极、固体参比电极等，也可用复合电极。2.2测量原理pH值传感器信号的测量主要由测量电池和高阻毫伏计两部分组成。测量电池是由指示电极、参比电极和被测溶液构成的原电池，参比电极的电极电位不随被测溶液浓度的变化而变化，指示电极对被测溶液中的待测离子很敏感，其电极电位是待测离子活度的函数，所以原电池的电动势与待测离子的活

7、度有一一对应关系，可见，原电池的作用是把难以直接测量的化学量（离子活度）转换成容易测量的电学量（测量电池的电动势）[2]。高阻毫伏计是检测测量电池电动势的电子仪器，如果它兼有直接读出待测离子活度的功能，就称其为离子计（或离子活度计）。测量电池的电动势与溶液pH值的关系符合能斯特方程：式中为测量电池等电势点的电极电位值，该值不随温度变化。本设计采用两点标定法，标定时需配置两种标准缓冲溶液pH1、pH2。利用pH1溶液进行标定时，仪器可测得电池电动势，则(2-1)利用pH2溶液进行标定时，仪器可测得电池电动势，则(2-2)由

8、单片机MCS-51解式(2-1)、式(2-2)方程组，得出和s值，贮存待用。测量时将和s代入中测出E值，求解出pH值。因s值随温度变化，每次测量都由温度传感器测出温度值，对s值随时修正。-16-仪器仪表电子工艺设计2.3pH值传感器信号调理电路总体设计pH测试仪器是一种利用电化学原理设计制造的新型电位式测量仪器，在此