基質(zhì)pH值檢測儀的研制
Development of matrix pH value detection instrument

1.9萬字 58頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)


摘要
隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的升級，無土栽培技術(shù)的廣泛運用，實時的、動態(tài)的監(jiān)測并調(diào)整土壤或基質(zhì)的pH值已經(jīng)成為必然，這對確保作物正常生長有著重要的意義。
首先本文簡要回顧了溶液電離和pH值的基礎(chǔ)知識；其次，對pH值檢測原理進行簡要的分類，并對比總結(jié)出不同pH值檢測原理的優(yōu)缺點；然后，對銻電極測量pH值的原理進行了詳細的理論分析研究，并以能斯特方程為基礎(chǔ)推導(dǎo)出理論公式，為后續(xù)實驗數(shù)據(jù)分析提供理論基礎(chǔ)；最后重點分析如何有效的獲取和放大pH電極輸出的毫伏級電壓信號。由于pH玻璃電極內(nèi)阻達到GΩ級別，所以在設(shè)計電路時必需考慮阻抗匹配。只有選用輸入阻抗至少達到同級別的測量放大電路才能得到準(zhǔn)確的電壓信號；由于溫度對pH值測量有影響，所以我們需要對pH值進行溫度補償；溫度的測量采用薄膜鉑電阻Pt100，在滿足精度要求的條件下，采用電橋電路和放大電路對溫度進行測量，以實時對測量的pH值進行溫度補償；本設(shè)計采用兩點標(biāo)定的方法以實現(xiàn)對pH電極斜率的校準(zhǔn)；在硬件上使用一階低通濾波電路對噪聲進行濾波，同時在軟件上也使用均值濾波算法。
綜合運用上述在軟硬件方面的補償及抗干擾措施，本課題所設(shè)計的基質(zhì)pH值檢測儀所能達到的精度為0.03pH。在檢測儀功能上實現(xiàn)了歷史數(shù)據(jù)的顯示與存儲、智能化處理和實時語音播報，并選用TFT觸摸顯示屏進行顯示和按鍵控制，建立了良好的用戶交互界面。整個系統(tǒng)具有精度高、功耗低、功能強、穩(wěn)定性好和操作方便等特點。


關(guān)鍵詞: 基質(zhì)，pH值，檢測儀，語音播報，電位測定法，溫度補償