Многоканальное устройство для измерения кислотности почв

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для проведения массовых измерений кислотности на станциях агрохимизации и предприятиях химической промышленности Цель изобретения - увеличение достоверности и производительности измерений. В устройство , содержащее п электрохимических ячеек с вспомогательным и измерительным электродами, первый модулятор, коммутатор , усилитель, демодулятор, интегратор, АЦП, микропроцессор и цифропечатающий блок, введены ЦАП, п блоков выборки - хранения и п-1 модуляторов Включение коммутатора между модуляторами и усилителем позволяет подсоединить электрохимические ячейки непосредственно к модуляторам , что повышает достоверность измерений. Применение в качестве отрицательной обратной связи ЦАП и п блоков выборки - хранения и уплотнение режима работы устройства во времени (в п раз) позволяет повысить производительность измерений . 2 ил сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s 6 01 N 27/00, 27/416

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()

Cd (Л

О

О (21) 4615681/25 (22) 06.12.88 (46) 15.03,91, Бюл, ¹ 10 (71) Тбилисское научно-производственное объединение "Аналитприбор" (72) В.Н.Ивашков и В.И.Бабков (53) 543.257(088.8) (56) Линия автоматизированного определения рН почв АЛП-111, 1Е1,840.047.ПС, Анализатор ионного состава почв

АИСП-101, 1Е2,840.859 ПС. (54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КИСЛОТНОСТИ ПОЧВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для проведения массовых измерений кислотности на станциях агрохимизации и предприятиях химической промышленности. Цель

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для проведения массовых измерений кислотности на станциях агрохимизации и предприятиях химической промышленности.

Цель изобретения — увеличение достоверности и производительности измерений.

На фиг,1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2— временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит и электрохимических ячеек 1, каждая из которых имеет вспомогательный электрод 2 и измерительный электрод 3, и модуляторов 4, коммутатор 5, усилитель 6, демодулятор 7, интегратор 8, аналого-цифровой и реобразователь (АЦП)

9, микропроцессор 10, цифропечатающий блок 11, цифроаналоговый преобразователь

„„5U„„1635100 А1 изобретения — увеличение достоверности и производительности измерений. В устройство, содержащее п электрохимических ячеек с вспомогательным и измерительным электродами, первый модулятор, коммутатор, усилитель, демодулятор, интегратор, АЦП, микропроцессор и цифропечатающий блок, введены ЦАП, п блоков выборки — хранения и п-1 модуляторов. Включение коммутатора между модуляторами и усилителем позволяет подсоединить электрохимические ячейки непосредственно к модуляторам, что повышает достоверность измерений. Применение в качестве отрицательной обратной связи ЦАП и п блоков выборки — хранения и уплотнение режима работы устройства во времени (в п раэ) позволяет повысить производительность измерений. 2 ил. (ЦАП) 12, п блоков 13 выборки — хранения и общую шину (не показана).

Электрохимические ячейки 1 подключены вспомогательными электродами 2 к общей шине и измерительными электродами 3— к первым аналоговым входам модуляторов

4, вторые аналоговые входы которых соединены с общей шиной. Выходы модуляторов

4 соединены с соответствующими входами коммутатора 5, выход которого подключен через усилитель 6 к аналоговому входу демодулятора 7, подсоединенного выходом через интегратор 8 к аналоговому входу

АЦП 9. Выход ЦАП 12 соединен с аналоговым выходом — к управляющему входу ния, выходы которых подключены ко входам обратной связи соответствующих модуляторов 4, Микропроцессор 10 подсоединен первым и вторым управляющими входами соответственно к одному и к другому выхо1635100 зом.

55 дэм цифропечатающего блока 11, третьим информационным и четвертым импульсным входами — соответственно к информационному и к импульсному выходам АЦП 9, первым выходом — к управляющему входу демодулятора 7, вторым выходом — к управляющему входу АЦП 9, третьим и четвертым выходами — соответственно к информационному и к управляющему входам цифропечэтающего блока 11, пятым выходом — к управляющему входу коммутатора 5, шестым и седьмым — соответственно к третьему и к четвертому управляющим входам модуляторов 4, с восьмого по пятнадцатый входами — соответственно к управляющим входам блоков 13 выборки — хранения и шестнадцатым выходом — к входу ЦАП 12.

На фиг.2 обозначены в виде временных диаграмм, т.е. приняты следующие обозначения: а — сигнал на шестом выходе микропроцессора 10; б — сигнал на седьмом выходе микропроцессора 10; в — сигнал на первом выходе микропроцессора 10; г — сигнал нэ пятом выходе микропроцессора 10; д — сигнал на втором выходе микропроцессора 10; е — сигнал на втором (импульсном) выходе АЦП 9; ж — сигнал на первом(информационном) выходе АЦП 9; э — сигнал на шестнадцатом выходе микропроцессора 10;

И К, Л, М, Н, О, П, P — сигналы соответственно нэ выходах микропроцессора 10 с восьмого по пятнадцатый.

Устройство работает следующим обраПогруженные в электрохимические ячейки 1 измерительные электроды 3 вырабатывают потенциалы, пропорциональные кислотности (рН) ячеек 1. Сигналы с измерительных электродов 3 поступают на первые аналоговые входы и модуляторов 4. С шесгого выхода микропроцессора 10 (диаграм;1э а) на первые управляющие входы и модуляторов 4 поступают модулирующие импульсы частотой 12,5 Гц, которые каждые

40 мс активируют первые оптронные пары л модуляторов 4, При этом происходит одновременная модуляция входных сигналов и модуляторов 4. Зэ этот же промежуток времени (40 мс) на пятом выходе микропроцессора 10 (диаграмма г на фиг.2) последовэтел ьно выставляются и адресов управления коммутатором 5, При этом выходные сигналы и модуляторов 4 поочередно проходят через коммутатор 5 на вход усилителя 6 и далее — на аналоговый вход демодулятора 7, на управляющем входе которого неп рерывно действуют импульсы демодуляции, поступающие с первого выхода микропроцессора 10 (диаграмма Ж на фиг.2). Демодулировэнные сигналы в той же

30 последовательности с демодулятора 7 поступают на вход интегратора 8, а с его выхода — на аналоговый вход АЦП 9. Как видно из фиг.2, интегрирование текущего сигнала длится 2,5 мс, далее следует пауза в 2,5 мс, снова интегрирование следующего за ним сигнала и т.д. В начале каждой паузы микропроцессор 10 через второй выход (диаграмма д на фиг,2) запускает АЦП 9, причем время преобразования АЦП 9 должно быть не более 2 мс, Цифровой код результата преобразования с информационного выхода АЦП 9 (диаграмма Ж на фиг.2) поступает на третий информационный вход микропроцессора 10 и с появлением на импульсном выходе АЦП 9 (диаграмма е на фиг.2) импульса конца преобразования, который поступает на четвертый информационный вход микропроцессора 10, вводится в,его память. 3а 40 мс в память микропроцессора

10 вводится и показаний кислотности рН иэ и электрохимических ячеек 1. Эта информация в соответствии с выбранным алгоритмом подвергается в микропроцессоре 10 дальнейшей обработке (статистической, математической и т.д.).

Для осуществления 100 -ной отрицательной обратной связи записанные в память показания АЦП 9 последовательно выводятся с шестнадцатого выхода микропроцессора 10 (диагрэмма э на фиг.2) и поступают нэ вход ЦАП 12, где преобразуются в аналоговые сигналы, которые поступают на аналоговые входы блоков 13 выборки— хранения. Эти сигналы с помощью синхроимпульсов, вводимых с восьмого по пятнадцатый выходов микропроцессора 10 (диаграммы с и по P на фиг.2) и поступающих на управляющие входы блоков 13 выборки — хранения. фиксируются в них. В следующие 40 мс зафиксированная в и блоках 13 выборки — хранения информация не меняется, а на седьмом выходе микропроцессора 10 формируется (диаграмма б на фиг.2) импульс. поступающий на входы обратной связи модуляторов 4. При этом происходит активизация вторых оптронных пэр п модуляторов 4. сравнение и компенсация входных сигналов модуляторов 4 и сигналов, зафиксированных в и блоках 13 выборки — хранения. Если входные сигналы и модуляторов 4 постоянны. то через некоторое время достигается полная компенсация входных сигналов и модуляторов 4 с сигналами и блоков 13 выборки — хранения.

Помимо функций непрерывного управления микропроцессор 10 осуществляет через третий и четвертый выходы периодическую распечатку измерительной и вспомогательной

1635100 информации на цифропечатающем блоке

11.

Использование предлагаемого устройства повышает достоверность (по сравнению с известными) и сокращает время 5 измерений, а большая скорость опроса измерительных ячеек (повышена в и раэ) и программное обеспечение делает возможным проведение периодического самоконтроля исправности измерительных 10 электродов.

Формула изобретения

Многоканальное устройство для измерения кислотности почв, содержащее и электрохимических ячеек с измерительным 15 и вспомогательным электродами, первый модулятор, коммутатор, усилитель, демодулятор, аналого-цифровой преобразователь, цифропечатающий блок, микропроцессор, общую шину и интегратор, подключенный 20 входом к выходу демодулятора и выходом— к аналоговому входу аналого-цифрового преобразователя, вспомогательный электрод каждой электрохимиче".кой ячейки соединен с общей шиной, выход усилителя 25 подсоединен к аналоговому входу демодулятора, цифропечатающий блок подключен одним и другим выходами соответственно к первом и к второму управляющим входам микропроцессора, подсоединенного треть- 30 им информационным и четвертым импульсным входами к выходам аналого-цифрового преобразователя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения достоверности и производительности измерений, в него введены и-1 модуляторов, и блоков выборки— хранения и цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен с аналоговыми входами всех блоков выборки хранения, микропроцессор подключен первым выходом к управляющему входу демодулятора. вторым входом — к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя, третьим и четвертым выходами — соответственно к информационному и к управляющему входам цифропечатающего блока, пятым выходом — к управляющему входу коммутатора, шестым и седьмым выходами — соответственно к одному и другому управляющим входам всех модуляторов, с восьмого по пятнадцатый входами — соответственно к управляющим входам всех блоков выборки — хранения и шестнадцатым выходом — к входу цифроаналогового преобразователя, каждый из модуляторов подсоединен первым аналоговым входом к измерительному электроду соответствующей электрохимической ячейки, вторым аналоговым входом — к общей шине, входом обратной связи — к выходу соответствующего блока выборки — хранения и выходом — к соответствующему входу коммутатора, выход которого соединен с входом усилителя, 1635300

1635100

Фиа,2

Редактор А.Ревин

Заказ 752 Тираж 405 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская нэб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

BblX д

8ью

Р

Рык г

Вых д

8ых е

8ы

М

Вых

Вь!х и

Вь! и Вы л 8ы дь!х и Вьl

0 Вы а 8ь

P8biX

Составитель В.Костюхин

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Л.Пилипенко