[发明专利]库仑滴定实验简易测量装置

权利要求书

1.库仑滴定实验简易测量装置，其特征在于，它包括PC机（1）、通信接口电路（2）、单片机（3）、数模转换电路（4）、恒流源（5）、继电器电路（6）、第一模数转换电路（7）、第二模数转换电路（8）和待测部（9）；

PC机（1）将采样间隔时间指令和输出电流设定值指令通过通信接口电路（2）下达给单片机（3）；

单片机（3）的输出电流设定值指令信号输出端与数模转换电路（4）的数字信号输入端相连，数模转换电路（4）的模拟信号输出端与恒流源（5）的给定电压信号输入端相连，恒流源（5）的电流信号输出端与待测部（9）的电流信号输入端相连；

单片机（3）的量程选择指令输出端与继电器电路（6）的量程选择指令信号输入端相连；继电器电路（6）的开关信号选择输出端与恒流源（5）的开关信号选择输入端相连；

恒流源（5）的实际输出电流信号输出端与第一模数转换电路（7）的模拟信号输入端口相连，第一模数转换电路（7）的数字信号输出端口与单片机（3）的实际输出电流信号输入端口相连；

待测部（9）的采样电压信号输出端与第二模数转换电路（8）的模拟信号输入端口相连，第二模数转换电路（8）的数字信号输出端口与单片机（3）的采样电压信号输入端口相连；

单片机（3）按照串口通信协议，将实际输出电流信号、采样电压信号及运行时间的数字量通过通信接口电路（2）返回给PC机（1），通过计算后获取待测部的氧非化学计量。

2.根据权利要求1所述库仑滴定实验简易测量装置，其特征在于，还包括第一直流电源（10）、第二直流电源（11）和第三直流电源（12）；第一直流电源（10）为单片机（3）和数模转换电路（4）提供工作电源；第二直流电源（11）为恒流源（5）提供工作电源；第三直流电源为第一模数转换电路（7）和第二模数转换电路（8）提供工作电源。

3.根据权利要求1所述库仑滴定实验简易测量装置，其特征在于，恒流源（5）输出端的采样电阻包括电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4，并由继电器电路（6）控制选择电阻R1、电阻R2、电阻R3或电阻R4分别接入电路参与电流信号的采样工作；第一模数转换电路（7）的输入端口通过受量程选择指令信号控制的模拟开关选通，连接到电阻R1、电阻R2、电阻R3或电阻R4的两端。

4.根据权利要求4所述库仑滴定实验简易测量装置，其特征在于，待测部（9）包括掺杂氧化锆制成的坩埚（901）、样品（902）、传感器电极（903）和泵氧电极（904）；坩埚（901）是密封设置的，坩埚（901）内设置样品（902），坩埚（901）的顶端贯穿设置有传感器电极（903），坩埚（901）的侧面贯穿设置有泵氧电极（904）；泵氧电极（904）与恒流源（5）的电流信号输出端相连；传感器电极（903）的两端与第二模数转换电路（8）的模拟信号输入端口相连。

5.根据权利要求1所述库仑滴定实验简易测量装置，其特征在于，通信接口电路（2）采用能够实现TTL电平和RS232C串口电平变换的芯片搭建。

6.根据权利要求1所述库仑滴定实验简易测量装置，其特征在于，单片机（3）采用8位或16位总线的单片机来实现。

7.根据权利要求1所述库仑滴定实验简易测量装置，其特征在于，数模转换电路（4）采用双通道DA转换器TM8211D/A芯片搭建。

8.根据权利要求1所述库仑滴定实验简易测量装置，其特征在于，第一模数转换电路（7）和第二模数转换电路（8）均采用24位AD转换器搭建。

9.根据权利要求4所述库仑滴定实验简易测量装置，其特征在于，掺杂氧化锆是以碱土元素Mg、Ca，或者稀土元素Sc、Y、Lu、Yb、Tm、Er、Ho、Dy、Gd作为掺杂元素，掺杂量为1mol%~30mol%组成的具有纯的氧离子导电性氧化物固溶体。

10.根据权利要求4所述库仑滴定实验简易测量装置，其特征在于，传感器电极（903）和泵氧电极（904）是通过Pt、Ag贵金属浆料涂布，然后经高温烧结形成的多孔贵金属电极。