[发明专利]采用MSP430的PH值与电导率一体化测量仪

说明书

所属技术领域

本发明涉及采用 MSP430 的 P H 值与电导率一体化测量仪。

背景技术

在生物分离中，使用电导仪和 P H 计来识别已分离的生物成品是一个必不可少的环节。当前，国内生物分离检测产品已开始量产，虽然价格便宜，但是大多数只具有单一检测功能，与国外产品将 P H 计和电导仪的功能集于一体且具有小型化、功能强和功耗低等优点相比有一定的差距。然而，国外产品价格昂贵。因此，研发一种精度高、体积小、功耗低和价格便宜且同时测量电导率与 P H 值的检测仪器具有现实意义。

发明内容

为解决上述问题，本发明设计了智能动态无功功率补偿器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

采用 MSP430 的 P H 值与电导率一体化测量仪由激励信号模块电路，量程切换与放大模块电路和放大与滤波电路、串口通信模块电路组成。

所述激励信号模块电路，用 MCU MSP430F149定时器 A 中断使端口 P1．0 产生频率为 2k Hz 的方波控制信号，该控制信号加到芯片 CD4051 的控制端 A，芯片CD4051 形成的方波激励信号从输出端 X 加到电导率电极的一端。

所述量程切换与放大模块电路，采用一片双四选一的多路模拟电子开关 CD4052 芯片实现量程切换，为了减少模拟电子开关接通电阻的影响。

所述放大与滤波电路，采用输入阻抗为 的精密仪器时用放大器 INA116 可以减小测量误差，滤波电路由 220μF 的电容构成。测量 p H 电极的电压信号是经过放大滤波处理之后，经过 TL084 中的一个运放组成的跟随器后的信号，跟随器前级电路和后级电路具有很好的隔离作用。

所述串口通信模块电路，采用 RS232 接口实现单片机与上位机的串行通信功能，利用MCU MSP430F149 的端口P3.4 和端口 P3.5的串行通信接口 UART0，采用线路空闲多机模式进行异步串行通信，信号经过 MAX3232 芯片实现电平转换，数据传送的波特率为 9 600b /s，数据格式由 1 位起始、8 位数据位、无奇偶校验位和 1 位停止位构成。

本发明的有益效果是，采用 MSP430 的 P H 值与电导率一体化测量仪采用 MSP430F149 微控制器，利用其内部集成的 A/D 模块中的两路进行 A/D 转换，完成了同时对 P H 值、电导率两参数的测量、显示和数据通信的功能。进一步的实验数据表明，仪器具有测量精度高、稳定性好的特点。同时，由于采用MSP430F149低，功耗主控芯片，使仪器具有体积小、功耗低和便于携带等优点，具有很好的户外应用前景。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是仪器硬件总体组成框图。

图2是激励信号产生电路图。

图3是量程切换与放大电路图。

图4是P H 值放大滤波电路图。

图5是串口通信电路图。

具体实施方式

在图1中，选用罗素科技公司的 E-201-C-9 型和 DJS-10E 型电极分别作为测量 P H 值的传感器( 简称 PH 电极) 和测量电导率的传感器( 简称电导率电极) 。PH电极的电压信号经高输入阻抗的仪用放大器放大并滤波后，送入 MSP430F149 单片机内置的第一路 A/D转换器，转换后的数据经过数字滤波处理和运算得到P H 值； 电导率测量中采用占空比为 50% 的正负对称方波激励电导率电极，电导率电极的输出电压信号经带量程切换电路的放大电路处理，送入 MSP430F149单片机中的第二路 A/D 转换器进行转换，转换后的数据经过适当的运算即可得到电导率数值。同时，温度传感器用于测量试剂温度，可实现对电导率测量的温度补偿。此外，串行口可将测得的PH 值和电导率数据传送至上位机中进行再分析处理。