| 一種高精度可現場(chǎng)使用的智能壓力校驗儀研制 |
| 信息來(lái)源： 智能壓力校驗儀 | 2021-12-29 點(diǎn)擊量： 4276 |
摘要：利用DDS數字發(fā)生器產(chǎn)生可調的基準頻率源，使差頻值在非常優(yōu)范圍內，設計制作基于A(yíng)rduino單片機作為核心控制源的便攜式石英晶體微天平校驗儀。氯化鈉質(zhì)量響應相關(guān)系數為0.9989；與不同粘度丙三醇的響應實(shí)驗表明，Δf與1/2呈線(xiàn)性關(guān)系，說(shuō)明儀器響應性良好。銅的電沉積實(shí)驗結果1ngCu引起0.61Hz頻率的變化，為理論值的82.4%，表明本儀器還可與電化學(xué)工作站聯(lián)用。
0 引言
石英晶體微天平（quartzcrystalmicrobalance，QCM）作為一種高精度、高準確度的檢測儀器被廣泛應用于化學(xué)、生物醫學(xué)、食品、航空航天等領(lǐng)域。QCM傳感器利用壓電效應當石英晶體表面負載質(zhì)量發(fā)生改變時(shí)引起頻率的變化。小型化是儀器發(fā)展的一個(gè)方向，提出設計一個(gè)基于差頻方法的便攜式石英晶體校驗儀。差頻值過(guò)大或過(guò)小，均影響測量精度。本研究采用差頻電路獲取頻率變化值，以單片機控制信號發(fā)生器產(chǎn)生可調基準頻率源，保證差頻測量精度設計制作了便攜式智能壓力校驗儀，可用于電化學(xué)研究。
1 實(shí)驗部分
1.1 儀器與試劑
AD9851（美國AnalogDevices）、電化學(xué)工作站（上海辰華CHI660D）、氯化鈉、五水硫酸銅、硫酸、丙三醇（分析純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司）。
1.2 智能壓力校驗儀構造及原理
儀器硬件部分包括LM2596電源調節器、ArduinoUNOR3、低通濾波器、信號放大器、差頻電路板。電源調節器主要是將儀器維持在12V電壓下工作，單片機控制AD9851輸出正弦波信號，經(jīng)過(guò)低通濾波與信號放大后輸出為參考頻率，參考頻率與測量頻率由差頻電路進(jìn)行差頻，差頻值經(jīng)過(guò)脈沖整形后輸出繪制頻率變化曲線(xiàn)并由液晶顯示屏顯示，數據由SD卡同步記錄。
儀器控制面板為黑色，長(cháng)15.2cm、寬9.7cm、高4.0cm?？刂泼姘逵覀扔屑t白兩個(gè)按鈕，紅色按鍵為電源開(kāi)關(guān)鍵，白色按鍵為開(kāi)始鍵，內置SD卡，可存儲數據。儀器左側引線(xiàn)用于連接電源適配器或5V移動(dòng)電源，右側引線(xiàn)接自制檢測池。
1.3 實(shí)驗過(guò)程
以AD9851控制產(chǎn)生不同差頻探究非常佳差頻范圍。配置0.2g/L氯化鈉溶液與不同濃度丙三醇分別進(jìn)行質(zhì)量響應與粘度響應實(shí)驗。配置0.1mol/LCuSO4與0.1mol/LH2SO4，以QCM的金電極作為工作電極，參比電極為Ag-AgCl電極，對電極為鉑電
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