Функциональная схема pH - метра. Функциональная схема pH - метра. Расчет элементов функциональной схемы

Оглавление.

1.  Введение

2.  Функциональная схема pH - метра

3.  Описание элементов функциональной схемы

4.  Расчет элементов функциональной схемы

5.  Расчет блока питания

6.  Заключение

7.  Список литературы

1. Введение.

В данной курсовой работе        разрабатывается схема pH – метра. Выходное напряжение электродной системы отражает значение активности ионов водорода в измеряемом растворе. Однако это напряжение зависит от выбранной электродной системы  (технических параметров измерительного электрода. Eи. Температуры измеряемого раствора).   Потребителя  информации интересует значение pH. Таким образом при измерении pH необходимо учитывать не только технические характеристики электродной системы, но и значение температуры раствора.

Учет координат изопотенциальной точки электродной системы осуществляется предварительной установкой соответствующих органов настройки измерительного преобразователя, а учет температуры раствора учитывается автоматически, либо в ручную, путем установки соответствующего органа управления. Учет температуры в pH метрии принято называть термокомпенсацией.

К конструктивным требованиям относятся следующие.

Электрическое сопротивление силовых цепей питания по отношению к корпусу преобразователя при температуре окружающего воздуха (20±5) °С и относительной влажностью от 30 до 80 % должно быть не менее 40мОм. Сопротивление изоляции цепи измерительного электрода арматуры относительно чувствительного элемента  должно превышать значение сопротивления измерительного электрода не менее чем в 1000 раз (1ТОм).

Сопротивление изоляции цепи вспомогательного  электрода относительно арматуры чувствительного элемента должно быть не менее 1ГОм при температуре окружающего воздуха (20±5) °С и влажности 80%.

Под чувствительным элементом понимается промышленная арматура с электродной системой, приспособленная для монтажа в системах автоматизации промышленных процессов.

К требованиям по входным и выходным сигналам относятся следующие.

Выходные сигналы преобразователя, предназначенные для информативной связи с другими приборами должны соответствовать:

Частотные электрические непрерывные   - ГОСТ 26.010;

Электрически кодированные                        - ГОСТ 26.014;

Электрически непрерывные                         - ГОСТ 26.011.

Как правило выходными сигналами преобразователей являются электрически непрерывные. Токовый: 0-5 мА, 4-20мА; по напряжению: 0-50мВ, 0-100мВ.

Требования к метрологическим характеристикам измерительных преобразователей имеют следующий вид.

Устанавливают следующие характеристики:

-  пределы допускаемой основной абсолютной погрешности преобразователя;

-  измерение выходных сигналов (показаний) преобразователей вызванные изменением влияющих величин;

-  динамические характеристики;

-  стабильность выходных сигналов(показаний);

-  диапазон измерений (пределы измерений).

2. Функциональная схема.

							Индикатор pH (вольтметр)
			X/Y

	У2

Рис. 1 Функциональная схема.

Условные обозначения:

У1-входной высоко омный усилитель;

У2-входной усилитель информационного канала температуры;

Ех-значение информативного параметра входного сигнала, соответствующее значению рН в пределах статической характеристики преобразования, установленное для преобразователя конкретного типа, мВ;

Еu,рНu-номинальное значение координат изопотенциальной точки чувствительного элемента, на которые настроен преобразователь конкретного типа, мВ и рН;

x/y-делитель напряжения который делит значение (Ех-Еu) на величину пропорциональную крутизне электродной системы St.

U(t)-напряжение поступающее на вход и пропорциональное изменению температуры;

3. Описание элементов функциональной схемы.

Входной высоко омный усилитель – электродная система обладает значительным выходным сопротивлением, достигающим значения (500-1000)МОм. Измерение ЭДС с таким значительным выходным сопротивлением связано с определенными трудностями, поскольку любой измерительный преобразователь, подключенный к электродной системе, потребляет ток. Протекание через электродную систему тока, превышающего значения 1ПА,вызывает погрешности в измерении ЭДС вследствие падения напряжения на внутреннем сопротивлении электродной системы. Кроме того, ток, протекающий по измерительному электроду вызывает его поляризацию и сокращение срока службы, а в ряде случаев и выход из строя.

Входной усилитель информационного канала температуры -  предназначен для преобразования температуры в напряжение с которым дальше будут производиться дальнейшие операции.

Делитель напряжения – необходим для выполнения операции деления значения (Ех+Еu) на величину пропорциональную крутизне электродной системы St.

Сумматоры – суммирование напряжений производится в соответствии с формулой для получения величены напряжения пропорциональной искомой pH.