全自动PH值测量系统设计.doc

摘 要 本论文设计用电化学原理和MSC–51单片机技术对各种溶液中氢离子浓度进行测定。本论文详细论述了PH测量仪的设计，包括氢离子浓度的测量，标定方法，温度检测装置，测量电路和软件系统设计。 PH测量仪用三电极检测系统，参比电极和指示电极对溶液中氢离子检测。三电极系统有良好地抗干扰能力。输入电路采用高阻差分电路，传感器的设计可以减少溶液中其他离子的干扰。仪器以MSC–51单片机系统，可以完成仪器的自动校准，温度补偿等功能。采用人机对话可以实现自动测量，存储，显示等功能。在实际的测量系统中，能斯特方程相应的实际曲线往往偏离理想曲线，所以中有知道实际的曲线才能用测量系统中的电极。故采用两点标定法，计算出实际的斜率和温度，才能正确测量。 关键词：三电极检测，高阻，温度补偿 Abstract On the basis of electrochemical principal and Instrument circuit system to MCS–51 microcontroller core, this system can measure activity in solution .The paper details the design of the PH instrument. Including measuring principle, the calibration way, the design of temperature transducer, measuring circuit software. The ph tester is equipped with three–electrode measurement system. The concentration of hydrogen was determined by the appropriate reference electrode and indicator electrode measurement .the system can greatly reduce the impact of outside interference. The unique sensor design can reduce the reference electrode and ionic interference. The MCS–51 microcontroller core can automatically adjust the scope, automatic temperature compensation etc. the use of man-machine dialogue can enable automatic measurement, storage, display data functions. In the actual measurement system, the Nernst equation corresponding to the actual curve often deviate the ideal curve, with the use of two-point calibration method, we can actually calculate the actual slope and temperature. Key words: three–electrode measurement system, high resistence，the temperature compensation. 目 录 摘 要 I Abstract Ⅱ 目录 III 第一章 引言 1 1.1课题背景 1 1.2 PH测量系统研究的必要性 1 1.3 PH测量系统的发展概况 2 1.4 PH测量系统的主要原理 3 第二章 测量系统的整体设计 4 2.1 测量原理 4 2.2 三电极测量系统 5 2.3 PH测量系统的测量方法 5 2.3.1指示电极 6 2.3.2参比电极 7 2.4温度对测量的影响 8 2.5本章总结 9 第三章 PH测量系统的硬件设计 10 3.1 89C52介绍 10 3.2 温度采集电路 13 3.3 PH信号采集电路 16 3.4 A/D，D/A转换器 17 3.5 信号输出电路 20 3.6键盘显示设计 21 3.7电源电路设计 22 3.8总线扩展 23 3.9本章总结 27 第四章 基于MAX232通讯模块 28 4.1 系统设计总体方案 28 4.2串口通信基础理论 28 4.3 两种接口方式 29 4.3.1 串行接口方式 29 4.3.2 并行接口方式 29 4.4 51系列单