專利名稱：靈敏度可自動調(diào)節(jié)的極譜儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種板譜儀。
極譜儀是測試水中Zn、Cd、Pb、Cu等含量的重要儀器?，F(xiàn)有的極譜儀主要包括工作電壓發(fā)生器、恒電位器、電解池、電流—電壓轉(zhuǎn)換器、信號補(bǔ)償器、微分器和記錄儀，也有采用微機(jī)代替記錄儀進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的。上述極譜儀的靈敏度調(diào)節(jié)一般是通過轉(zhuǎn)換開關(guān)，手動調(diào)節(jié)放大器的放大倍數(shù)來實(shí)現(xiàn)，也可以通過修改微機(jī)的放大參數(shù)來實(shí)現(xiàn)。由于被測物質(zhì)的濃度事先未知，剛開始測量時往往由于靈敏度調(diào)節(jié)不當(dāng)，而使輸入微機(jī)的被測量信號過大(峰高超出量程)或過小。經(jīng)常需要經(jīng)過手動改變靈敏度，得到峰高大小較合適的被測信號，這樣給測量過程帶來很多麻煩，浪費(fèi)測量時間。
本實(shí)用新型的目的是，提供一種高低濃度都可以自動調(diào)節(jié)靈敏度的極譜儀，使測量過程更簡單，節(jié)省測量時間。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案之一是，靈敏度可自動調(diào)節(jié)的極譜儀，包括電解池、電流—電壓轉(zhuǎn)換器、信號補(bǔ)償器和微機(jī)。它的特殊之處是，電流—電壓轉(zhuǎn)換器采用由微機(jī)控制的放大倍數(shù)可調(diào)的放大器；放大倍數(shù)可調(diào)的放大器的輸入端與電解池的工作電極連接，放大倍數(shù)可調(diào)的放大器的輸出端作為電流—電壓轉(zhuǎn)換器的輸出端，放大倍數(shù)可調(diào)的放大器的控制端與微機(jī)連接。
該技術(shù)解決方案中，電流—電壓轉(zhuǎn)換器直接采用放大倍數(shù)可調(diào)的放大器代替。放大倍數(shù)可調(diào)的放大器用于對被測量信號進(jìn)行放大，使最終輸入微機(jī)或記錄儀的被測量信號的數(shù)據(jù)大小合適，它的放大倍數(shù)由微機(jī)控制自動調(diào)節(jié)。微機(jī)運(yùn)行程序，存貯被測量的信號。微機(jī)第一次測量對定域的峰高大小進(jìn)行分析比較，根據(jù)分析比較的結(jié)果輸出控制信號，控制放大倍數(shù)可調(diào)的放大器自動選擇合適的放大倍數(shù)。微機(jī)控制放大倍數(shù)可調(diào)的放大器將放大倍數(shù)調(diào)節(jié)到合適的大小后，第二次測量的被測量信號的數(shù)據(jù)的大小合適，可以輸入微機(jī)進(jìn)行分析計算，計算出被測物質(zhì)的濃度，也可以輸入記錄儀，由記錄儀畫出譜圖，供分析人員分析計算。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案之二是，靈敏度可自動調(diào)節(jié)的極譜儀，包括電解池、電流—電壓轉(zhuǎn)換器、信號補(bǔ)償器和微機(jī)。它的特殊之處是，還包括由微機(jī)控制的放大倍數(shù)可調(diào)的放大器；被測量信號輸入放大倍數(shù)可調(diào)的放大器的輸入端，被測量信號被放大后由放大倍數(shù)可調(diào)的放大器的輸出端輸出，放大倍數(shù)可調(diào)的放大器的控制端與微機(jī)連接。
該技術(shù)解決方案中的電流—電壓轉(zhuǎn)換器可以不采用由微機(jī)控制的放大倍數(shù)可調(diào)的放大器，而將由微機(jī)控制的放大倍數(shù)可調(diào)的放大器放在其它環(huán)節(jié)，例如可以連接在信號補(bǔ)償器的輸出端，在帶有微分器的極譜儀中，還可以連接在微分器的輸出端。該技術(shù)方案中的微機(jī)和由微機(jī)控制的放大倍數(shù)可調(diào)的放大器的功能和作用與技術(shù)解決方案之一中相同。
技術(shù)解決方案之二的一種具體方案是，放大倍數(shù)可調(diào)的放大器的輸入端與信號補(bǔ)償器的輸出端連接，放大倍數(shù)可調(diào)的放大器的輸出端與微機(jī)連接。
上述技術(shù)解決方案之一和技術(shù)解決方案之二中的放大倍數(shù)可調(diào)的放大器包括運(yùn)算放大器、電阻R和由微機(jī)控制的可調(diào)電阻；運(yùn)算放大器的反相輸入端與電阻R的一端連接，電阻R的另一端為放大倍數(shù)可調(diào)的放大器的輸入端，運(yùn)算放大器的同相輸入端接地，運(yùn)算放大器的輸出端為放大倍數(shù)可調(diào)的放大器的輸出端；可調(diào)電阻的一端與運(yùn)算放大器的反相輸入端連接，可調(diào)電阻的另一端與運(yùn)算放大器的輸出端連接，可調(diào)電阻的控制端與微機(jī)連接。
微機(jī)控制可調(diào)電阻，自動調(diào)節(jié)可調(diào)電阻的大小，從而調(diào)節(jié)放大倍數(shù)可調(diào)的放大器的放大倍數(shù)。
本實(shí)用新型的可調(diào)電阻采用X9C104 E2PoT非易失性數(shù)字電位器，它的RH和RW端，與運(yùn)算放大器的反相輸入端連接，它的RL與運(yùn)算放大器的輸出端連接，它的INC、U/D和CS端與微機(jī)的I/O口連接。
本實(shí)用新型的可調(diào)電阻還可以采用包括電阻R1、電阻R2……電阻Rn和MAX306模擬多路轉(zhuǎn)換器，n為大于或等于2的自然數(shù)；電阻R1、電阻R2……電阻Rn一端分別與模擬多路轉(zhuǎn)換器的NO1、NO2……NOn端連接，電阻R1、電阻R2……電阻Rn的另一端都與運(yùn)算放大器的輸出端連接；模擬多路轉(zhuǎn)換器的COM端與運(yùn)算放大器的反相輸入端連接，模擬多路轉(zhuǎn)換器的A0、A1、A2、A3端與微機(jī)I/O口連接。
模擬多路轉(zhuǎn)換器在微機(jī)的控制下，可以在電阻R1、電阻R2……電阻Rn中進(jìn)行選擇，從而改變可調(diào)電阻的電阻值。
本實(shí)用新型由于具有放大倍數(shù)可調(diào)的放大器，它在微機(jī)的控制下可以自動調(diào)節(jié)放大倍數(shù)，經(jīng)過第一次測量后，被測量信號的數(shù)據(jù)被輸入微機(jī)，微機(jī)對定域的峰高大小進(jìn)行分析比較，分析出這些數(shù)據(jù)是否過大或過小。微機(jī)根據(jù)對被測量信號的數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，輸出控制信號，控制放大倍數(shù)可調(diào)的放大器自動調(diào)節(jié)放大倍數(shù)，使放大倍數(shù)被自動調(diào)節(jié)到合適的大小，從而起到調(diào)節(jié)靈敏度的作用。這樣，在第二次測量時，靈敏度已經(jīng)被自動調(diào)節(jié)到合適的大小，被測量信號經(jīng)過放大倍數(shù)可調(diào)的放大器放大后，最終被輸入微機(jī)或記錄儀進(jìn)行分析計算。本實(shí)用新型與現(xiàn)有的板譜儀相比，不需人工干預(yù)既可自動調(diào)整靈敏度，給出峰高大小合適的范圍，測量過程簡單，節(jié)省測量時間。本實(shí)用新型靈敏度調(diào)節(jié)是由微機(jī)控制，自動進(jìn)行的，不需要象現(xiàn)有的板譜儀那樣手動調(diào)節(jié)，操作簡單。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。


圖1為本實(shí)用新型的實(shí)施例1的電路方框圖。
圖2為圖1中電流—電壓轉(zhuǎn)換器的具體電路圖。
圖3為本實(shí)用新型的實(shí)施例2的電路方框圖。
圖4為圖3中放大倍數(shù)可調(diào)的放大器的具體電路圖。
實(shí)施例1；如圖1所示，本實(shí)施例是一種靈敏度可自動調(diào)節(jié)的極譜儀，它包括工作電壓發(fā)生器、恒電位器、電解池、電流—電壓轉(zhuǎn)換器、微分器5、微分器6、轉(zhuǎn)換開關(guān)、信號補(bǔ)償器和微機(jī)。電解池中包括輔助電極c、工作電極d和參比電極e，工作電壓發(fā)生器可以采用線性掃描電壓發(fā)生器，也可以采用脈沖掃描電壓發(fā)生器。恒電位器用于使電解池內(nèi)的溶液的電壓與工作電壓同步變化。電流—電壓轉(zhuǎn)換器用于把工作電極上的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號。轉(zhuǎn)換開關(guān)采用波段開關(guān)。電流—電壓轉(zhuǎn)換器的輸出端與轉(zhuǎn)換開關(guān)的輸入端f和微分器5的輸入端連接，微分器5的輸出端與轉(zhuǎn)換開關(guān)的輸入端g和微分器6的輸入端連接，微分器6的輸出端與轉(zhuǎn)換開關(guān)的輸入端h連接。轉(zhuǎn)換開關(guān)的輸出端與信號補(bǔ)償器的輸入端連接，信號補(bǔ)償器的輸出端與微機(jī)連接。電流—電壓轉(zhuǎn)換器輸出的被測量信號，微分器5用于對電流—電壓轉(zhuǎn)換器輸出的被測量信號取一階導(dǎo)數(shù)，微分器6用于對微分器5輸入的信號取二階導(dǎo)數(shù)。轉(zhuǎn)換開關(guān)可以選擇電流—電壓轉(zhuǎn)換器、微分器5和微分器6三者之一的輸出端與信號補(bǔ)償器的輸入端連接，使測量人員每次測量，只能根據(jù)具體的情況，選擇電流—電壓轉(zhuǎn)換器輸出的被測量信號、微分器5輸出的一階導(dǎo)數(shù)信號和微分器6輸出的二階導(dǎo)數(shù)信號三者之一輸入信號補(bǔ)償器。信號補(bǔ)償器主要用于對被測量信號進(jìn)行零點(diǎn)補(bǔ)償和斜度補(bǔ)償，在信號補(bǔ)償器中零點(diǎn)補(bǔ)償信號，斜度補(bǔ)償信號與被測量信號、一階導(dǎo)數(shù)信號和二階導(dǎo)數(shù)信號三者之一相加。信號補(bǔ)償器輸出的合成信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換輸入微機(jī)。微機(jī)存貯被測量信號的合成信號的數(shù)據(jù)。信號補(bǔ)償器輸出的合成信號也可以輸入記錄儀，由記錄儀繪出譜圖。電流—電壓轉(zhuǎn)換器采用微機(jī)控制的放大倍數(shù)可調(diào)的放大器，如圖2所示，放大倍數(shù)可調(diào)的放大器包括運(yùn)算放大器A、電阻R和由微機(jī)控制的可調(diào)電阻。運(yùn)算放大器A的反相輸入端與電阻R的一端連接，電阻R的另一端作為放大倍數(shù)可調(diào)的放大器的輸入端，它與電解池的工作電極d連接；運(yùn)算放大器A的同相輸入端接地；運(yùn)算放大器A的輸出端作為放大倍數(shù)可調(diào)的放大器的輸出端，它與轉(zhuǎn)換開關(guān)的輸入端f和微分器5的輸入端連接；可調(diào)電阻采用E2POT非易失性數(shù)字電位器，具體型號可以采用X9C104數(shù)字電位器。由微機(jī)控制X9C104，可調(diào)電阻X9C104的RH和RW端與運(yùn)算放大器A的反相輸入端連接，它的RL端與運(yùn)算放大器A的輸出端連接，它的INC、U/D和CS端與微機(jī)的I/O口連接。
使用時，微機(jī)在第一次測量之前，首先控制可調(diào)電阻X9C104的電阻值處在中間位置，使放大倍數(shù)可調(diào)的放大器的放大倍數(shù)處在中間值。第一次測量之后，被測量信號的合成信號的數(shù)據(jù)被輸入微機(jī)貯存。微機(jī)對定域峰高的大小進(jìn)行分析比較，如果這些數(shù)據(jù)的過大或過小，微機(jī)根據(jù)分析比較的結(jié)果輸出控制信號，控制可調(diào)節(jié)器電阻X9C104改變電阻值，使放大倍數(shù)可調(diào)的放大器的放大倍數(shù)被調(diào)節(jié)到合適的大小，從而起到自動調(diào)節(jié)靈敏度的作用。第二次測量時，由于電流—電壓轉(zhuǎn)換器的放大倍數(shù)已被自動調(diào)節(jié)到合適的大小，信號補(bǔ)償器最終輸入微機(jī)或記錄儀的被測量信號合成信號的數(shù)據(jù)的大小合適。分析人員可用微機(jī)對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計算，算出被測量物質(zhì)的濃度，也可以由記錄儀畫出譜圖，用譜圖算出被測量物質(zhì)的濃度。
實(shí)施例2如圖3所示，本實(shí)施例是一種靈敏度可自動調(diào)節(jié)的極譜儀，它包括工作電壓發(fā)生器、恒電位器、電解池、電流—電壓轉(zhuǎn)換器、微分器5、微分器6、轉(zhuǎn)換開關(guān)、信號補(bǔ)償器、放大倍數(shù)可調(diào)的放大器和微機(jī)，其中的工作電壓發(fā)生器、恒電位器、電解池、微分器5、微分器6、轉(zhuǎn)換開關(guān)和信號補(bǔ)償器的功能和作用都與實(shí)施例1的相同。電流—電壓轉(zhuǎn)換器不采用由微機(jī)控制的放大倍數(shù)可調(diào)的放大器，它用于把電解池的工作電極d上的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，它的輸入端和輸出端的連接關(guān)系與實(shí)施例1相同。信號補(bǔ)償器的輸出端與放大倍數(shù)可調(diào)的放大器的輸入端連接，放大倍數(shù)可調(diào)的放大器輸出端經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換與微機(jī)連接。放大倍數(shù)可調(diào)的放大器的控制端與微機(jī)連接。如圖4所示，放大倍數(shù)可調(diào)的放大器包括運(yùn)算放大器A、電阻R和由微機(jī)控制的可調(diào)電阻，放大器A的反相輸入端與電阻R的一端連接，電阻R的另一端作為放大倍數(shù)可調(diào)的放大器的輸入端，它與信號補(bǔ)償器的輸出端連接；運(yùn)算放大器A的同相輸入端接地；運(yùn)算放大器A的輸出端作為放大倍數(shù)可調(diào)的放大器的輸出端，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換與微機(jī)連接。由微機(jī)控制的可調(diào)電阻包括電阻R1、電阻R2……電阻R16和模擬多路轉(zhuǎn)換器，模擬多路轉(zhuǎn)換器采用MAX306模擬多路轉(zhuǎn)換器。電阻R1、電阻R2……電阻R16的一端分別與模擬多路轉(zhuǎn)換器的N01、N02、……N016端連接，電阻R1、電阻R2……電阻R16的另一端都與運(yùn)算放大器A的輸出端連接；模擬多路轉(zhuǎn)換器的COM端與運(yùn)算放大器A的反相輸入端連接，模擬多路轉(zhuǎn)換器的A0、A1、A2、和A3端作為由微機(jī)控制的可調(diào)電阻的控制端，它們與微機(jī)的I/O口連接。
使用時，微機(jī)在第一次測量之前，首先控制放大倍數(shù)可調(diào)的放大器的可調(diào)電阻的電阻值處在中間值，使該放大器的放大倍數(shù)處在中間值。第一次測量之后，信號補(bǔ)償器輸出的被測量信號的合成信號的數(shù)據(jù)經(jīng)放大倍數(shù)可調(diào)的放大器放大后輸入微機(jī)貯存。微機(jī)對定域的峰高大小進(jìn)行分析比較，如果這些數(shù)據(jù)過大或過小，微機(jī)根據(jù)分析比較的結(jié)果輸出控制信號，控制模擬多路轉(zhuǎn)換器在電阻R1、電阻R2……電阻R16中選擇一個合適的電阻值，使放大倍數(shù)可調(diào)的放大器被調(diào)節(jié)到合適的放大倍數(shù)，從而起到調(diào)節(jié)靈敏度的作用。第二次測量時，被測量信號的合成信號被放大到合適的大小，放大后的數(shù)據(jù)被輸入微機(jī)貯存，分析人員用微機(jī)計算出被測物質(zhì)的濃度。放大后的數(shù)據(jù)也可以輸入記錄儀，由記錄儀畫出譜圖，分析人員用譜圖計算出的濃度。
權(quán)利要求1.靈敏度可自動調(diào)節(jié)的極譜儀，包括電解池、電流—電壓轉(zhuǎn)換器、信號補(bǔ)償器和微機(jī)，其特征是，電流—電壓轉(zhuǎn)換器采用由微機(jī)控制的放大倍數(shù)可調(diào)的放大器；放大倍數(shù)可調(diào)的放大器的輸入端與電解池的工作電板連接，放大倍數(shù)可調(diào)的放大器的輸出端作為電流—電壓轉(zhuǎn)換器的輸出端，放大倍數(shù)可調(diào)的放大器的控制端與微機(jī)連接。
2.靈敏度可自動調(diào)節(jié)的極譜儀，包括電解池、電流—電壓轉(zhuǎn)換器、信號補(bǔ)償器和微機(jī)，其特征是，還包括由微機(jī)控制的放大倍數(shù)可調(diào)的放大器；被測量信號輸入放大倍數(shù)可調(diào)的放大器的輸入端，被測量信號被放大后由放大倍數(shù)可調(diào)的放大器的輸出端輸出，放大倍數(shù)可調(diào)的放大器的控制端與微機(jī)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的極譜儀，其特征是，放大倍數(shù)可調(diào)的放大器的輸入端與信號補(bǔ)償器的輸出端連接，放大倍數(shù)可調(diào)的放大器的輸出端與微機(jī)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的極譜儀，其特征是，放大倍數(shù)可調(diào)的放大器包括運(yùn)算放大器、電阻(R)和由微機(jī)控制的可調(diào)電阻；運(yùn)算放大器的反相輸入端與電阻(R)的一端連接，電阻(R)的另一端為放大倍數(shù)可調(diào)的放大器的輸入端，運(yùn)算放大器的同相輸入端接地，運(yùn)算放大器的輸出端為放大倍數(shù)可調(diào)的放大器的輸出端；可調(diào)電阻的一端與運(yùn)算放大器的反相輸入端連接，可調(diào)電阻的另一端與運(yùn)算放大器的輸出端連接，可調(diào)電阻的控制端與微機(jī)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的極譜儀，其特征是，可調(diào)電阻采用X9C104E2PoT非易失性數(shù)字電位器，它的(RH)和(RW)端，與運(yùn)算放大器的反相輸入端連接，它的(RL)與運(yùn)算放大器的輸出端連接，它的(INC)、(U/D)和(CS)端與微機(jī)的I/O口連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的極譜儀，其特征是，可調(diào)電阻包括電阻(R1)、電阻(R2)……電阻(Rn)和MAX306模擬多路轉(zhuǎn)換器，n為大于或等于2的自然數(shù)；電阻(R1)、電阻(R2)……電阻(Rn)一端分別與模擬多路轉(zhuǎn)換器的(NO1)、(NO2)……(NOn)端連接，電阻(R1)、電阻(R2)……電阻(Rn)的另一端都與運(yùn)算放大器的輸出端連接；模擬多路轉(zhuǎn)換器的(COM)端與運(yùn)算放大器的反相輸入端連接，模擬多路轉(zhuǎn)換器的(A0)、(A1)、(A2)(A3)端與微機(jī)I/O口連接。
專利摘要本實(shí)用新型是一種極譜儀,為克服現(xiàn)有的極譜儀的靈敏度不能自動調(diào)節(jié)的缺點(diǎn),本實(shí)用新型包括電解池、電流－電壓轉(zhuǎn)換器、信號補(bǔ)償器和微機(jī)。電流－電壓轉(zhuǎn)換器采用由微機(jī)控制的放大倍數(shù)可調(diào)的放大器。放大倍數(shù)可調(diào)的放大器的輸入端與電解池的工作電極連接,輸出端作為電流－電壓轉(zhuǎn)換器的輸出端,控制端與微機(jī)連接。本實(shí)用新型可以自動調(diào)節(jié)靈敏度,測量過程簡單,節(jié)省測量時間。
文檔編號G01N27/48GK2409517SQ9925748
公開日2000年12月6日 申請日期1999年12月18日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月18日
發(fā)明者劉文濤 申請人:劉文濤