采用C8051F060的水質(zhì)重金屬在線監(jiān)測儀的研制
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恒電位儀設(shè)計(jì)
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/203223.htm恒電位儀就是維持參比電極與工作電極之間的電位差恒定的電子設(shè)備。把工作電極接虛地，可以防止寄生信號的干擾，從而提高了電路中電流和電壓的穩(wěn)定度和精度。這樣恒電位儀就變成了保證參比電極沒有電流流過的前提下，把參比電位加到比較器的反向輸入端，在運(yùn)放的同向輸入端加控制電壓作為基準(zhǔn)電位，運(yùn)放的輸出端接對電極形成電壓閉環(huán)負(fù)反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)。反向輸入端的電位隨同向輸入端的電位變化而變化，因此同向輸入端電壓恒定時(shí)，電極中電流變化時(shí)，參比電極電位相對于工作電極電位任何微小變化均將為電路的電壓負(fù)反饋所糾正，從而達(dá)到自動恒定的目的[7]。
弱電流采集處理
工作電極上產(chǎn)生的微弱電流一般為mA級，監(jiān)測低濃度重金屬含量時(shí)能夠達(dá)到pA級，為了精確采集微弱電流小信號，提高儀器的檢測精度，在I/V轉(zhuǎn)換電路中采用了自穩(wěn)零、軌到軌輸出運(yùn)算放大器AD8639，此芯片把極低的輸入偏置電流(最大值40pA)、高共模抑制比、極低失調(diào)電壓、高精度、低噪聲等特性集于一體，滿足了微弱電流小信號的采集處理功能[8]，電路原理圖如圖3所示。
I/V轉(zhuǎn)換濾波后的電壓由C8051F060單片機(jī)內(nèi)部集成的ADC進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，內(nèi)部ADC是16位而且轉(zhuǎn)換速度可以達(dá)到1MSPS的高速精準(zhǔn)模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片[9]，實(shí)現(xiàn)了高分辨率、轉(zhuǎn)換速度快的效果。
檢測儀的軟件設(shè)計(jì)
檢測時(shí)序
檢測儀上下位機(jī)通過Modbus協(xié)議[10]進(jìn)行通訊，完成儀器檢測整個(gè)過程。時(shí)序流程圖如圖4所示。
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