新型式控件在电导型滴定摄谱仪表中运用
系统结构本测试系统由被测体系、具有外接记录仪输出电压的电导率仪、自制调理电路、数据采集卡PCI2005和计算机构成。电导率仪将被测体系的电导率变化从外接记录仪输出口输出到自制的调理电路。调理电路由1只低漂移OP07和1只高增益型CA741两块集成运放构成差动放大器和二阶有源低通滤波器,完成信号的放大和滤波。经调理电路后的直流信号输入采集卡进行A/D转换后,计算机在LabVIEW平台上,自动完成数据采集、数据处理等测试任务。
上述系统配置中,电导率仪只要备有记录仪输出均可,作者选用的是DDS-307型。其它型号的数据采集卡只要安装上相应的驱动程序均可。计算机需有空闲的PCI插槽。
电导率校正程序设计数据采集卡采集的电压信号代表的物理量是电导率值,电导率仪在不同量程时其输出电压与其对应电导率值是不同的,故在测量前应分别在不同量程下进行校正,准确得到其输出电压和电导率值的关系。
根据所使用电导率仪,设计LabVIEW程序予以校正。在某一量程下,测定一系列不同电导率值,并用计算机同步的记录对应一系列经调理电路处理的电压信号,然后将电导率值输入到一文件中,调用校正程序,通过多项式拟合,自动得到最佳关系方程式,其程序框图如所示。程序采用事件结构,每个事件对应校正面板中的一个控制按钮,多项式拟合由函数GeneralPolynomialFit完成,方程式由函数PickLine组合成字符串,最后由StringControl显示。
数据处理程序设计电导滴定的关键问题是准确地确定滴定终点。根据电导滴定原理,虚拟仪器数据处理程序的关键是准确确定其突变点,其数据处理程序如所示。程序首先从已采集的电导率文件和体积文件中读取数据,自动转化为电导率数组和体积数组。由函数ArraySubset分别从电导率数组和体积数组依次各取相对应5个元素分别作为y值和x值,用函数LinearFitCoefficients以最小二乘法规则进行直线拟合,求得该直线的斜率,然后分别求得相邻两直线斜率的差值,由函数ArrayMaxMin从斜率差值数组中获得其绝对值最大元素所对应的索引号,根据此索引号就可准确地确定电导率的突变点。以该转折点为分界点,用函数Split1DArray分别将电导率数组和体积数组分为相应的两段,由函数LinearFit分别对两数组的前后两段进行直线拟合,得到两直线的斜率和截距分别为A1、A2和B1、B2,则两直线交点对应滴定剂的体积为V=(B2-B1)/(A1-A2)。再根据被测物质的体积、滴定剂的浓度以及其滴定计量比即可求得被测物质的浓度。同时原始数据和分段后拟合的两直线分别经函数Bundle绑定后由ExpressXYGraph同时显示,以便操作者直接观察实验结果是否正确。
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