摘要:利用DDS數(shù)字發(fā)生器產(chǎn)生可調(diào)的基準(zhǔn)頻率源,使差頻值在#優(yōu)范圍內(nèi),設(shè)計(jì)制作基于Arduino單片機(jī)作為核心控制源的便攜式石英晶體微天平校驗(yàn)儀。氯化鈉質(zhì)量響應(yīng)相關(guān)系數(shù)為0.9989;與不同粘度丙三醇的響應(yīng)實(shí)驗(yàn)表明,Δf與1/2呈線性關(guān)系,說(shuō)明儀器響應(yīng)性良好。銅的電沉積實(shí)驗(yàn)結(jié)果1ng Cu引起0.61Hz頻率的變化,為理論值的82.4%,表明本儀器還可與電化學(xué)工作站聯(lián)用。
0 引言
石英晶體微天平(quartz crystal microbalance,QCM)作為一種高精度、高準(zhǔn)確度的檢測(cè)儀器被廣泛應(yīng)用于化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、食品、航空航天等領(lǐng)域。QCM傳感器利用壓電效應(yīng)當(dāng)石英晶體表面負(fù)載質(zhì)量發(fā)生改變時(shí)引起頻率的變化。小型化是儀器發(fā)展的一個(gè)方向,提出設(shè)計(jì)一個(gè)基于差頻方法的便攜式石英晶體校驗(yàn)儀。差頻值過(guò)大或過(guò)小,均影響測(cè)量精度。本研究采用差頻電路獲取頻率變化值,以單片機(jī)控制信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生可調(diào)基準(zhǔn)頻率源,保證差頻測(cè)量精度設(shè)計(jì)制作了便攜式
智能壓力校驗(yàn)儀,可用于電化學(xué)研究。
1 實(shí)驗(yàn)部分
1.1 儀器與試劑
AD9851(美國(guó)Analog Devices)、電化學(xué)工作站(上海辰華CHI660D)、氯化鈉、五水硫酸銅、硫酸、丙三醇(分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)。
1.2 智能壓力校驗(yàn)儀構(gòu)造及原理
儀 器 硬 件 部 分 包 括 L M 2 5 9 6 電 源 調(diào) 節(jié) 器 、Arduino UNO R3、低通濾波器、信號(hào)放大器、差頻電路板。電源調(diào)節(jié)器主要是將儀器維持在12V電壓下工作,單片機(jī)控制AD9851輸出正弦波信號(hào),經(jīng)過(guò)低通濾波與信號(hào)放大后輸出為參考頻率,參考頻率與測(cè)量頻率由差頻電路進(jìn)行差頻,差頻值經(jīng)過(guò)脈沖整形后輸出繪制頻率變化曲線并由液晶顯示屏顯示,數(shù)據(jù)由SD卡同步記錄。
儀器控制面板為黑色,長(zhǎng)15.2cm、寬9.7cm、高4.0cm?刂泼姘逵覀(cè)有紅白兩個(gè)按鈕,紅色按鍵為電源開(kāi)關(guān)鍵,白色按鍵為開(kāi)始鍵,內(nèi)置SD卡,可存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。儀器左側(cè)引線用于連接電源適配器或5V移動(dòng)電源,右側(cè)引線接自制檢測(cè)池。
1.3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程
以AD9851控制產(chǎn)生不同差頻探究#佳差頻范圍。配置0.2g/L氯化鈉溶液與不同濃度丙三醇分別進(jìn)行質(zhì)量響應(yīng)與粘度響應(yīng)實(shí)驗(yàn)。配置0.1mol/L CuSO4與0.1mol/L H2SO4,以QCM的金電極作為工作電極,參比電極為Ag-AgCl電極,對(duì)電極為鉑電
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