[发明专利]库仑滴定实验简易测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种库仑滴定实验装置，属于材料测试领域。

背景技术

钙钛矿结构的氧化物材料包含丰富的物理内容,因其独特的晶体结构与性质,被凝聚态物理和材料物理研究广泛应用。氧化物中的过渡族金属在氧分压改变时因为晶体内存在着原子或电子缺陷的关系表现出不同的价态，同时导致其氧含量发生改变，呈现出氧非化学计量现象，这对化合物的电、磁、光等性质有很大的影响。非化学计量的测量方法之一是库仑滴定法。库仑滴定法的优点是：可以精确的测量缺陷浓度的极微小变化，氧偏压变化范围很广，测量过程容易控制。

由于市面上没有专门的库仑滴定实验装置，只能借助于其他设备的某些功能实现库仑滴定实验，但是这些设备往往价格昂贵，设备沉重，携带不便。

发明内容

本发明目的是为了解决现在没有专门库仑滴定实验装置，借助于其他设备的某些功能实现库仑滴定实验，存在设备价格昂贵，设备沉重，携带不便的问题，提供了一种库仑滴定实验简易测量装置。

本发明所述库仑滴定实验简易测量装置，它包括PC机、通信接口电路、单片机、数模转换电路、恒流源、继电器电路、第一模数转换电路、第二模数转换电路和待测部；

PC机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下达给单片机；

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

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

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

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

单片机将实际输出电流信号、采样电压信号及运行时间通过通信接口电路返回给PC机，以获取待测部的氧非化学计量。

本发明的优点：

一、体积小，不占用过多空间，重量轻，携带方便；

二、精度高，本装置经过高精度电位仪测试校准，可以达到很高的精度；

三、成本低，本装置采用的是STC12C5A32S，TM7709，TM8211等性价比极高的芯片，在保证性能的基础上尽可能的节约了成本；

四、专业性强，根据实际要求，在PC机中设定好实验要求的数据，并根据采集的信号快速算出待测样品的氧非化学计量值，并将结果以文件方式保存，便于后续数据处理；

五、测试范围宽，本装置测试范围跨越了4个数量级，可以实现微小电流变化的控制。

附图说明

图1是本发明所述库仑滴定实验简易测量装置的控制原理框图；

图2是待测部的结构示意图；

图3是继电器电路与单片机及恒流源的具体连接关系图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述库仑滴定实验简易测量装置，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将实际输出电流信号、采样电压信号及运行时间通过通信接口电路2返回给PC机1，以获取待测部的氧非化学计量。