| 一种高精度可现场使用的智能压力校验仪研制 |
| 信息来源： 智能压力校验仪 | 2021-12-29 点击量： 2220 |
摘要：利用DDS数字发生器产生可调的基准频率源，使差频值在非常优范围内，设计制作基于Arduino单片机作为核心控制源的便携式石英晶体微天平校验仪。氯化钠质量响应相关系数为0.9989；与不同粘度丙三醇的响应实验表明，Δf与1/2呈线性关系，说明仪器响应性良好。铜的电沉积实验结果1ngCu引起0.61Hz频率的变化，为理论值的82.4%，表明本仪器还可与电化学工作站联用。
0 引言
石英晶体微天平（quartzcrystalmicrobalance，QCM）作为一种高精度、高准确度的检测仪器被广泛应用于化学、生物医学、食品、航空航天等领域。QCM传感器利用压电效应当石英晶体表面负载质量发生改变时引起频率的变化。小型化是仪器发展的一个方向，提出设计一个基于差频方法的便携式石英晶体校验仪。差频值过大或过小，均影响测量精度。本研究采用差频电路获取频率变化值，以单片机控制信号发生器产生可调基准频率源，保证差频测量精度设计制作了便携式智能压力校验仪，可用于电化学研究。
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
AD9851（美国AnalogDevices）、电化学工作站（上海辰华CHI660D）、氯化钠、五水硫酸铜、硫酸、丙三醇（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）。
1.2 智能压力校验仪构造及原理
仪器硬件部分包括LM2596电源调节器、ArduinoUNOR3、低通滤波器、信号放大器、差频电路板。电源调节器主要是将仪器维持在12V电压下工作，单片机控制AD9851输出正弦波信号，经过低通滤波与信号放大后输出为参考频率，参考频率与测量频率由差频电路进行差频，差频值经过脉冲整形后输出绘制频率变化曲线并由液晶显示屏显示，数据由SD卡同步记录。
仪器控制面板为黑色，长15.2cm、宽9.7cm、高4.0cm。控制面板右侧有红白两个按钮，红色按键为电源开关键，白色按键为开始键，内置SD卡，可存储数据。仪器左侧引线用于连接电源适配器或5V移动电源，右侧引线接自制检测池。
1.3 实验过程
以AD9851控制产生不同差频探究非常佳差频范围。配置0.2g/L氯化钠溶液与不同浓度丙三醇分别进行质量响应与粘度响应实验。配置0.1mol/LCuSO4与0.1mol/LH2SO4，以QCM的金电极作为工作电极，参比电极为Ag-AgCl电极，对电极为铂电
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