單片機在pH智能分析儀中的應用

摘 要：在水質分析中，溶液的pH值是衡量水質的重要指標之一，因此pH值的智能測量和在線分析在工業現代化測試計量領域起著十分重要的作用。本文以MSP430單片機為控制核心設計了pH智能分析儀，該儀器運用能斯特方程，可以及時、連續地監測溶液的pH值。經實驗證實，該pH智能分析儀具有測量準確度高、穩定性好、操作簡單、pH值顯示清晰等優點。

關鍵詞：MSP430單片機；pH值；智能分析儀；數據采集

中圖分類號：TP216.3 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4076（2018）11-0042-03

Application of Single Chip Microcomputer in pH Intelligent Analyzer

LI Ying

（The Research and Development Department of Beijing TUNE VOLT Instrument Technology Co.，Ltd.，Beijing 102200，China）

Abstract：In water quality analysis，the pH value of solution is one of the important indexes to measure water quality，so intelligent measurement and on-line analysis of pH value play an important role in the field of modern industrial measurement. In this paper，an intelligent pH analyzer is designed with MSP430 single chip microcomputer as the control core. The instrument can monitor the pH value of solution in time and continuously by using Nernst equation. Experiments show that the pH intelligent analyzer has the advantages of high measurement accuracy，good stability，simple operation and clear pH value display.

Keywords：MSP430 microcontroller；pH value；intelligent analyzer；data acquisition

0 引 言

現階段，pH值的測量與監控被廣泛應用于各種行業的環境保護及過程控制等領域中。準確的pH值測控不僅可以提高生產加工的工藝精度，更有利于提高產品的質量和產能，并且能夠有效降低生產成本，保護環境等。pH值的測量監控方法有很多種，應用最多的測量方法包括：化學分析法、試紙分析法和電位分析法。本次設計pH智能分析儀采用電位分析法，測量原理依據于能斯特方程，以MSP430F149單片機為核心控制處理器，充分利用該單片機的高集成、低功耗以及靈活高效的編程能力。分析儀采用全數字化的數據采集模塊，LCD和按鍵作為人機接口模塊，使其具有較高的準確性和穩定性，能夠滿足各種溶液的pH值測量需求。

1 pH值測量原理

pH智能分析儀的測量基本原理可以簡單概括為：根據被測溶液中氫離子濃度得出被測溶液的pH值。因此，pH智能分析儀的主要設計任務就是利用單片機將放大處理傳感器電極輸出的信號準確還原為pH值。pH智能分析儀通過測量電極系統與被測溶液形成的測量電動勢，進而得到被測量溶液的H+離子的濃度，H+離子的濃度的負對數即為pH值。……