TDS-meter - tiền tố của đồng hồ vạn năng. Đề án, mô tả

Thư viện kỹ thuật miễn phí

ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN
Thư viện miễn phí / Sơ đồ của các thiết bị vô tuyến-điện tử và điện

TDS-meter - tiền tố của đồng hồ vạn năng. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Thư viện kỹ thuật miễn phí

Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Công nghệ đo lường

Bình luận bài viết

Tiền tố, được cung cấp để thu hút sự chú ý của độc giả, mở rộng khả năng của đồng hồ vạn năng M-830B (DT-830B), cho phép bạn đo nồng độ muối hòa tan trong nước. Với sự giúp đỡ của nó, bạn có thể đánh giá mức độ phù hợp của việc uống, "chất lượng" của nước cất, phân biệt nước khoáng thật với nước giả. Hộp set-top được cung cấp bởi đồng hồ vạn năng và không yêu cầu kết nối bổ sung bên trong nó.

Như bạn đã biết, nước cần thiết cho sự tồn tại của các sinh vật sống. Chỉ cần nói rằng trong cơ thể con người, nó chiếm khoảng 65% khối lượng, được chứa trong tất cả các tế bào và mô, và tất cả các quá trình sống đều diễn ra với sự tham gia của nó. Một ví dụ sinh động khẳng định tầm quan trọng của chất này: khi có nước, một người có thể sống mà không cần thức ăn trong khoảng một tháng, không có nước - chỉ vài ngày.

Tuy nhiên, không phải tất cả nước, ngay cả khi có vẻ ngoài trong suốt và sạch sẽ, đều thích hợp để uống, do đó, trước khi đi vào hệ thống cấp nước, nó phải trải qua quá trình lọc thích hợp. Chất lượng nước máy phần lớn phụ thuộc vào lượng muối chứa trong đó. Theo tiêu chuẩn vệ sinh của Ủy ban Nhà nước về Giám sát Vệ sinh và Dịch tễ học của Nga, tổng nồng độ muối hòa tan trong nước (được gọi là tổng khoáng hóa) không được vượt quá 1000 mg/l [1]. Nước có hàm lượng muối cao hơn được coi là nước khoáng. Thiết bị đặc biệt được sử dụng để đo mức độ khoáng hóa.

Do tình hình môi trường ngày càng xấu đi trên khắp thế giới, nhiều công ty đã bắt đầu sản xuất các thiết bị để phân tích nhanh các thông số nước. Một trong số đó là máy đo Zepter TDS [2], đo lượng hạt hòa tan (Tổng chất rắn hòa tan - do đó có tên - máy đo TDS) trên một triệu phân tử nước. Về số lượng, số đọc của nó bằng tổng lượng khoáng hóa, được đo bằng miligam trên lít. Giá của máy đo TDS khá cao - $112.

Tuy nhiên, một thiết bị như vậy có thể được lắp ráp độc lập và chi phí sản xuất của nó sẽ nhỏ. Nguyên tắc đo các thiết bị như vậy dựa trên sự phụ thuộc của độ dẫn điện của nước vào lượng muối hòa tan. Từ vật lý, người ta biết rằng độ dẫn điện của dung dịch được xác định theo công thức [3]

δ = F z+ n0+(u++u-)/NA,

trong đó F = 96,5 103 C/mol là số Faraday; NA = 6,02 1023 mol-1 - Số avo-gadro; z+ - hóa trị của các ion mang điện tích dương trong dung dịch; n0+ là số ion mang điện tích dương trên một đơn vị thể tích chất điện phân; u+, u- lần lượt là độ linh động của ion mang điện tích dương và ion âm. Công thức cho thấy rõ ràng rằng độ dẫn tỷ lệ thuận với nồng độ của các hợp chất hòa tan. Tất nhiên, nó phụ thuộc vào chất tan và nhiệt độ của dung dịch [4], nhưng người ta tin rằng nồng độ trung bình 1000 mg/l xấp xỉ tương ứng với độ dẫn điện 0,2 S/m [5].

Do đó, để xác định mức độ khoáng hóa của nước, chỉ cần đo độ dẫn điện hoặc điện trở của nó là đủ. Để loại trừ ảnh hưởng của quá trình điện phân dung dịch đến kết quả, các phép đo phải được thực hiện trên dòng điện xoay chiều.

Thiết bị được đề xuất được chế tạo dưới dạng phần đính kèm với đồng hồ vạn năng M-830V [6] được sử dụng rộng rãi hoặc thiết bị tương tự DT-830B của nó, giúp chuyển đổi kết quả đo độ dẫn điện thành điện áp. Nó được cung cấp bởi điện áp 3 V từ bộ ổn định bên trong của vi mạch ICL7106 của đồng hồ vạn năng. Dòng điện tiêu thụ khi các điện cực của cảm biến không được ngâm trong nước không vượt quá 0,25 mA.

Sai số đo của thiết bị được ước tính bằng cách so sánh số đọc của nó với số đo của máy đo TDS Zepter nói trên. Trong khoảng nồng độ từ 0 đến 1200 mg / l không vượt quá ± 10%. Nếu độ mặn lớn hơn 1200 mg / l, sai số tăng mạnh do sự gia tăng dòng tiêu thụ bởi phần đính kèm và khả năng chịu tải của bộ ổn định thấp. Cũng cần lưu ý rằng khi sử dụng hộp giải mã DT-830B, sai số đo có thể cao hơn một chút, vì khả năng tải của bộ ổn định tương tự không khung của vi mạch ICL7106, thường được lắp trong các đồng hồ vạn năng này, là cực nhỏ.

Sơ đồ nguyên lý của tệp đính kèm được hiển thị trong hình. 1. Như bạn có thể thấy, nó chỉ được lắp ráp trên hai vi mạch và hai bóng bán dẫn. Trên chip ICL7660A (DA1), một bộ chuyển đổi phân cực điện áp được chế tạo. Một điện áp phân cực khác là cần thiết để dòng điện xoay chiều chạy qua các điện cực của cảm biến.

(bấm vào để phóng to)

Trên op-amp DA2.1, một bộ tạo xung hình chữ nhật đối xứng phân cực khác nhau với tốc độ lặp lại khoảng 170 Hz được lắp ráp. Tín hiệu này được khuếch đại bởi bộ khuếch đại dòng điện dựa trên các bóng bán dẫn VT1, VT2, mạch phát bao gồm cảm biến độ dẫn điện, điện trở đo dòng điện R6 và điện trở nhiệt RK1, giúp bù đắp một phần cho sự phụ thuộc của độ dẫn điện của nước vào nhiệt độ.

Điện áp xoay chiều từ điện trở đo dòng điện được cung cấp cho đầu vào không nghịch đảo của op-amp DA2.2, hoạt động như một bộ chỉnh lưu nửa sóng và một bộ khuếch đại không đảo với độ lợi khoảng 12. điện áp phân cực bằng không của op-amp này, điện áp được áp dụng cho đầu vào đảo ngược thông qua điện trở R9 từ bộ chia điện trở R5R7R8.

Để dấu trừ không hiển thị trên màn hình đồng hồ vạn năng, điện áp đầu ra của hộp giải mã tín hiệu phải dương. Do điện áp cung cấp của cực dương được ổn định bởi bộ ổn định bên trong của vi mạch ICL7106 của đồng hồ vạn năng và độ ổn định của điện áp cực âm thấp, op amp DA2.2 được bật bởi bộ khuếch đại không đảo. Điện áp được lọc bởi mạch R12C7 được đưa đến đầu vào của đồng hồ vạn năng, được kết nối để đo điện áp DC. Điện áp được đo bằng đồng hồ vạn năng tính bằng milivôn tương ứng với tổng lượng khoáng hóa tính bằng miligam trên lít.

Tất cả các thành phần của thiết bị, ngoại trừ cảm biến và điện trở nhiệt, được đặt trên một tấm làm bằng sợi thủy tinh lá (Hình 2).

TDS-meter - phần đính kèm với đồng hồ vạn năng

Bo mạch được thiết kế để sử dụng các điện trở cố định MLT, tông đơ SP5-2, tụ điện oxit K50-16 (C1, C2, C4), các tụ điện còn lại hầu như là bất kỳ loại gốm điện áp thấp nào. Các chân của đầu nối X1-XXNUMX, mà hộp giải mã tín hiệu được kết nối với các ổ cắm tương ứng của đồng hồ vạn năng, được hàn từ phía bên của dây dẫn in.

Thay vì chip ICL7660A, có thể sử dụng ICL7660 hoặc tương tự trong nước KR1168EP1. Chúng tôi sẽ thay thế op-amp KR1446UD2A bằng bất kỳ loại nào trong nhóm này, cũng như KR1446UD4A-KR1446UD4V, tuy nhiên, dòng điện được tiêu thụ bởi tiền tố trong trường hợp sau sẽ tăng lên. Có thể sử dụng OU KR1446UDZA-KR1446UDZV, nhưng chúng có "sơ đồ chân" khác, vì vậy bảng mạch in sẽ cần được điều chỉnh.

Cần phải cẩn thận khi lắp op-amps: giống như các vi mạch CMOS khác, chúng thường bị hỏng do tác động của tĩnh điện.

Các bóng bán dẫn của loạt được chỉ ra trong sơ đồ có thể được thay thế bằng bất kỳ bóng bán dẫn công suất thấp nào có cấu trúc tương ứng. Điốt - bất kỳ xung công suất thấp nào, ví dụ: dòng KD521 hoặc KD522. Tiền tố sử dụng nhiệt điện trở MMT-9, tuy nhiên, hầu như bất kỳ điện trở nào có TKS âm và điện trở khoảng 620 đến 750 Ohms sẽ làm được.

Bản vẽ của cảm biến được hiển thị trong hình. 3.

TDS-meter - phần đính kèm với đồng hồ vạn năng

Nó bao gồm đế 1 - một tấm sợi thủy tinh phủ giấy bạc có độ dày 2,5 ... 3 mm và chính cảm biến - hai chốt kim loại 4 có lớp phủ chống ăn mòn (rất tiện lợi khi sử dụng mạ bạc hoặc vàng -các chân mạ có đường kính phù hợp từ đầu nối có thể tháo rời). Các lỗ trên đế phải được khoan trên máy khoan và sao cho các chốt được cắm chặt vào chúng (điều này sẽ đảm bảo tính song song của chúng). Cố định các chốt bằng cách hàn vào giấy bạc. Sau đó, ở khoảng giữa đế, song song với cạnh ngắn, một đoạn dây thiếc 5 có đường kính 0,6 ... 0,8 mm và chiều dài nhỏ hơn một chút so với đường kính của nhiệt điện trở 3 được hàn vào một lá lớn hơn .sau đó, các dây cách điện bện mềm 2 được hàn vào đầu cuối thứ hai của nó và cả hai miếng đệm lá.

Khi sử dụng một loại nhiệt điện trở khác, có thể cần phải thay đổi kích thước và số lượng miếng đệm của lá đế, miễn là nhiệt điện trở được hàn chắc chắn vào lá. Cần nhớ rằng độ chính xác của các phép đo phụ thuộc vào chất lượng sản xuất của cảm biến, do đó, đường kính của các chốt, chiều dài của các phần nhô ra khỏi đế và khoảng cách giữa chúng phải được giữ trong giới hạn được chỉ ra trong Hình. 3 giới hạn.

Thiết bị không cần điều chỉnh. Điều duy nhất cần làm là kết nối nó với một đồng hồ vạn năng, được bật ở giới hạn đo điện áp là 2000 mV và đặt số đọc bằng 7 với một điện trở cắt R1,5. Để kiểm tra, một điện trở 1000 kΩ được kết nối với các điểm tiếp xúc của cảm biến: đồng hồ vạn năng phải hiển thị điện áp khoảng XNUMX mV.

Khi làm việc với thiết bị, cần nhớ rằng nhiệt điện trở có quán tính nhiệt, do đó chỉ có thể đọc được số đọc 1 ... 1,5 phút sau khi cảm biến được ngâm trong nước (khi chúng ngừng thay đổi).

Văn chương

.
.
Yavorsky B., Detlaf A. Sổ tay Vật lý. - M.: Nauka, 1968.
<tos.urc.ac.ru/~tex/sensor/ion2.htrn>
Afonsky A., Kudrevatykh E., Pleshkova T. Đồng hồ vạn năng nhỏ gọn M-830V. - Đài phát thanh, 2001, số 9, tr. 25-27.

Tác giả: V. Chudnov, Ramenskoye, Vùng Matxcova

Xem các bài viết khác razdela Công nghệ đo lường.

Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này.

<< Quay lại

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Nồng độ cồn của bia ấm 07.05.2024

Bia, là một trong những đồ uống có cồn phổ biến nhất, có hương vị độc đáo riêng, có thể thay đổi tùy theo nhiệt độ tiêu thụ. Một nghiên cứu mới của một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã phát hiện ra rằng nhiệt độ bia có tác động đáng kể đến nhận thức về mùi vị rượu. Nghiên cứu do nhà khoa học vật liệu Lei Jiang dẫn đầu đã phát hiện ra rằng ở nhiệt độ khác nhau, các phân tử ethanol và nước hình thành các loại cụm khác nhau, ảnh hưởng đến nhận thức về mùi vị rượu. Ở nhiệt độ thấp, nhiều cụm giống kim tự tháp hình thành hơn, làm giảm vị cay nồng của "etanol" và làm cho đồ uống có vị ít cồn hơn. Ngược lại, khi nhiệt độ tăng lên, các cụm trở nên giống chuỗi hơn, dẫn đến mùi cồn rõ rệt hơn. Điều này giải thích tại sao hương vị của một số đồ uống có cồn, chẳng hạn như rượu baijiu, có thể thay đổi tùy theo nhiệt độ. Dữ liệu thu được mở ra triển vọng mới cho các nhà sản xuất đồ uống, ... >>

Yếu tố nguy cơ chính gây nghiện cờ bạc 07.05.2024

Trò chơi máy tính đang trở thành một hình thức giải trí ngày càng phổ biến trong thanh thiếu niên, nhưng nguy cơ nghiện game vẫn là một vấn đề đáng kể. Các nhà khoa học Mỹ đã tiến hành một nghiên cứu để xác định các yếu tố chính góp phần gây ra chứng nghiện này và đưa ra các khuyến nghị để phòng ngừa. Trong suốt sáu năm, 385 thanh thiếu niên đã được theo dõi để tìm ra những yếu tố nào có thể khiến họ nghiện cờ bạc. Kết quả cho thấy 90% người tham gia nghiên cứu không có nguy cơ bị nghiện, trong khi 10% trở thành người nghiện cờ bạc. Hóa ra yếu tố chính dẫn đến chứng nghiện cờ bạc là do mức độ hành vi xã hội thấp. Thanh thiếu niên có mức độ hành vi xã hội thấp không thể hiện sự quan tâm đến sự giúp đỡ và hỗ trợ của người khác, điều này có thể dẫn đến mất liên lạc với thế giới thực và phụ thuộc sâu sắc hơn vào thực tế ảo do trò chơi máy tính cung cấp. Dựa trên kết quả này, các nhà khoa học ... >>

Tiếng ồn giao thông làm chậm sự phát triển của gà con 06.05.2024

Những âm thanh xung quanh chúng ta ở các thành phố hiện đại ngày càng trở nên chói tai. Tuy nhiên, ít người nghĩ đến việc tiếng ồn này ảnh hưởng như thế nào đến thế giới động vật, đặc biệt là những sinh vật mỏng manh như gà con chưa nở từ trứng. Nghiên cứu gần đây đang làm sáng tỏ vấn đề này, cho thấy những hậu quả nghiêm trọng đối với sự phát triển và sinh tồn của chúng. Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng việc gà con ngựa vằn lưng kim cương tiếp xúc với tiếng ồn giao thông có thể gây ra sự gián đoạn nghiêm trọng cho sự phát triển của chúng. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng ô nhiễm tiếng ồn có thể làm chậm đáng kể quá trình nở của chúng và những gà con nở ra phải đối mặt với một số vấn đề về sức khỏe. Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng những tác động tiêu cực của ô nhiễm tiếng ồn còn ảnh hưởng đến chim trưởng thành. Giảm cơ hội sinh sản và giảm khả năng sinh sản cho thấy những ảnh hưởng lâu dài mà tiếng ồn giao thông gây ra đối với động vật hoang dã. Kết quả nghiên cứu nêu bật sự cần thiết ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ

cà chua muỗi 16.09.2002

Nhà hóa học người Mỹ Michael Rowe, trong khi thử nghiệm các hợp chất mới có tác dụng xua đuổi côn trùng, đột nhiên nhận thấy rằng một trong số chúng, về mặt cấu trúc của phân tử, rất giống với một loại chất hữu cơ có dầu trong quả cà chua.

Anh ta tổng hợp chất này, ngâm một miếng gạc với nó và ném vào lọ đựng gián. Những con côn trùng ngay lập tức chạy trốn. Hóa ra hợp chất "cà chua" còn có tác dụng đuổi muỗi. So với chất chống thấm DEET nổi tiếng, nó hoạt động không kém, nhưng tồn tại lâu hơn trên da và không gây dị ứng.

Nhà hóa học không tiết lộ tên thật của chất chống thấm mới (chưa được cấp bằng sáng chế), nhưng báo cáo rằng chất này đã được biết đến từ lâu, được sử dụng trong mỹ phẩm và tính vô hại của nó đã được chứng minh đầy đủ. Vì vậy, có thể hy vọng rằng loại thuốc chống muỗi mới sẽ được bán vào mùa muỗi tới.

Tin tức thú vị khác:

▪ Nhện ăn nhiều thịt hơn con người

▪ Tất cả các thành phần hóa học của sự sống được tìm thấy trên Enceladus

▪ Chip của bộ chuyển đổi điện áp DC-DC cao áp

▪ Ăn chay có thể cứu sống hàng triệu người

▪ Rèm chống ồn

Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới

Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí:

▪ phần của trang web Công nghệ nghiệp dư Radio. Lựa chọn bài viết

▪ bài viết của Epictetus. câu cách ngôn nổi tiếng

▪ bài viết Khăn mặt đến từ đâu? đáp án chi tiết

▪ bài viết Súp lơ trắng. Truyền thuyết, canh tác, phương pháp áp dụng