一、土/肥电子测定仪简要原理。
该仪器可以测量土壤中各项理化数据,其中主要有:氮、磷、钾的含量。酸碱度、含盐量及含水量等。其电原理图见下图。其中,对土壤PH值和速效钾的测定采用电极电位测量法。电极的电位差由溶液中离子的浓度决定。信号从附图中A端送入高阻抗的CMOS运放7650 。这样便使测量电路的输入阻抗和电极相匹配,从7650同相输入的信号经放大后从(10)脚输出。输入可编程模块8098A/D端(42)脚,经8098处理后的结果送至显示驱动电路7218的D0~D7端。驱动显示屏显示结果。
对土壤含盐量的测量,是通过对其溶液的电导率来测定的。测得的信号与555对基电路组成的多谐振荡器产生的振荡信号叠加在电阻与电极组成的网络上,当电极插到不同浓度的溶液中时。因电导值的不同从而使电阻网络的输出值大小也不同。该信号电压经过滤波、整流放大后送到可编程芯片8098的A/D端(40)脚,经过8098内部电路的运算和处理后从ADO~AD7端输出。送至7218的DO~D7端。经驱动电路放大后驱动显示器。
对含氮量、含磷量的测定,是采用滤光比色的方法进行的。通过光电池,将信号送入运算放大器CA3140的正相输入端(3)脚,经放大后的信号从(6)脚输出,送至8098的A/D端(36)~(43)脚,完成运算及处理过程。再送到显示驱动电路7218后显示。
对水分的测定及称重电路采用高灵敏度的称重传感器,其结构为应变片式电路。
仪器的显示采用4位高亮度LED、驱动电路采用7218。该仪器的主要指标是:
酸碱度:0~14PH;精度<0.04PH。铵态氮;0~200ppm;精度<3ppm。硝态氮:0~200pmm;精度<3ppm。速效磷:O~1000ppm;精度<lppm。速效钾:0~1000ppm;精度<3ppm。
二、仪器组成及主要电子器件介绍
由下图可见,该土朋巴电子测定仪主要由可编程单片模块8098、两块可编程外设接口电路8255、静态随机存储器6264、ROM类存储器2764、八D锁存器电路74LS373、CMOS高阻抗输入运算放大器7650,高阻抗输入运算放大器CA3140、NE555时基电路和驱动集成电路7218等组成。
1.8098可编程单片集成电路
8098可编程单片机是该测定仪的核心集成电路。实际型号应为DXM98K01系列可编程模块。该模块有四通道10位MD转换器一组:PWM脉宽调制输出端口(可用D/A转换)一个;全双工串行输入/输出(I/0)口一个;高速输入、输出口各四个;4K在线可改写ROM型用户区。
2.8255接口集成电路
8255为可编程外设接口电路。主要特点有,可与8255A/A-5及MCS-85兼容;与同类TTL数字电路完全兼容;与英特尔公司的微处理器系列完全兼容:任一管脚的电压值(相对地)=0.5~+7.0V;Pd=lW。引脚功能及管脚排列见右图。
3.6264随机存储器电路
6264为静态随机存储器电路。其容量为8kB;工作电压通常为5V;典型工作电流为40mA;为28脚双列直插DIP芯片。引脚功能及排列见左图。
4.2764 ROY类64kB存储器电路
2764为64kB存储器集成电路。其主要特点是输入输出可全部与同类TTL系列数字电路兼容;数据输出,DO为三状态:与2732型的引脚兼容:单一5V电源工作:可能写入一字:有备用设备方式。控制为OE和CS两脚:VDD=-5V;VSS(GND)。引脚功能及排列见下图。
5.74LS373八D锁存器电路
74LS373为八D锁存器集成电路。属于74系列数字集成电路,锁存允许输入有回环特性。引脚功能排列及内部电路见下图。