pHS-29A型酸度<ph>计的检修和校验
(1):线路原理
众所周知,酸度计是通过测量玻璃电极和参考电极在不同酸度溶液中有不同的电动势来测定溶液酸度的。而玻璃电极的内阻相当高,达 欧姆。因此,所谓酸度计实质上就是一台具有高输入阻抗的直流毫伏计,同时要求仪器线路具有高的稳定度和低的零点漂移。pH S-29 A型酸度计的线路见图1。
(2):T1、T2、T3、T4、T5、T6的作用
T1、T2、T3、T4组成了直接藕合的两级差动放大电路。第一级用绝缘栅场效应管获得高输人阻抗,采用差动电路是为了较好地抑制零漂。
由T5组成共模反馈的恒流源电路,它能保证在温度变化时,各管的电流基本保持不变 (见图1)。
由T6组成射极输出器,它起电流放大作用,用以推动500微安指示电表。当测量pH时,输出回路中还有R17(20欧姆)、W3 (1.5千欧)、WT (270欧)和一6伏电源。
(3):关于直流深度负反
直流深度负反馈是从R17和W3的公共接线端引出的,它通过W4,W5等组成的网路串联回翰到输入处的正端,用以提高仪器的稳定度和线性度,并且也提高了输入阻抗。以测pH为例,线路可简化如图2所示。
为反馈电压;
为放大器净输入电压,
为放大器输出电压;
α为放大器开环放大倍数,
β为反馈系数。
式中 I为流经指示电表的电流,
R为W3与WT之和。
由此可见,当α足够大时,仪器达到了近乎100%的深度负反馈,输出电流I只与R有关,所以当我们更换管子后,即使放大倍数稍有变化,也不会影响读数示值,因此提高了稳定度。
从式(6)来看,如果R不变(事实上R经调整后为固定值),则 和I成正比关系,从而提高了线性度。
深度负反馈还提高了放大器的输入阻抗,因为
式中 —放大器闭环时的输入阻抗;
—放大器开环时的输人阻抗。
当a·β≥1时,则 为 的a·β倍,在本仪器中,由于采用了场效应管及此项措施,输入阻抗可达 欧姆。
(4):关于仪器的调零系统和定位系统
W1为零点辅助调节器,在仪器内印刷线路板的右上方(打开底壳,翻过来看);W4为零点调节器,在面板上。
所谓调零,即输入电压为零,电表指示亦应为零(见图3)。读数开关S置“放”及W4的滑臂在正中位置时,由1.5伏的网路计算, 伏,因当指示电表为零时,W3、WT中应无电流通过,A点和O点同电位,所以 伏,如果T1、T2对称,则 也应为5.34伏,它可用W1调节之。在测量时,只需调W4就行了。 来源:
东海仪表网
当读数开关S置“揿”,并且使电极输入端短路时,它与调零系统相似,只是从W5的中心滑臂引向T1的栅极。因为R16=R16,调节W6滑臂在正中位置时,电表也应指零,这就是定位系统。
(5):关于mV和pH灵敏度调节
W2为mV灵敏度调节器,在印刷线路板中一央,Ws为pH灵敏度调节器,在印刷线路板左 下方,WT为温度补偿调节器,在面板上。调 节W2或W3与W T,也就是在式(6)中改变 R,UBT一定,改变R即改变了灵敏度。正常情况下,在mV档,当W2处在最大值时,输入1000毫伏,指针约指在600毫伏处;pH档,当WT指30℃,输入601.5毫伏时,指针约指在9 pH处。由于电极把pH值变为mV值是与被测溶液的温度有关的,所以用一只270欧姆电位器来补偿,对于1 pH,温度每改变10℃,输出改变2毫伏。
(6):故障检修
了解以上线路原理后,对于仪器所产生的故障,我们就可以根据原理来分析它的原因了。本文只对仪器本身用模拟法测试时所出现的故障及调修方法,列简表说明(见表1)。
2.用500型万用电表简单检查MOS场效应管3D04E的性能好坏。
用×1k档,不管表笔正负,G对D或S都呈绝缘状态;当D接黑表笔、S接红表笔时,则指示为几百欧;用手指接触G极时,则指针由几百欧处返回到几十千欧,放开手指则指针又指向几百欧。若当手指在不断接触G极时,指针可来回摆动,这样的场效应管基本上是好的。管脚朝上时,其各极位置如图4所示。
3.场效应管在保存、焊上、取下时,都应将各极先行短路。焊接时,要把烙铁电派拔掉后再焊,以免感应击穿。
(7):检修后的校验
仪器修理后是否达到要求,可用下述方法简单检查一下(各开关代号见图5):
1.先用接续器使仪器输入端A、B短路,K1置“放”,K2指pH,插上电源1K3指A·C 或D·C。
2.调节W4,电表指针应能指零(即pH=2); K1置“揿”,调节W5,电表也能指零。
3. K1置“放”,K2指mV,调节W4电表指针应能指零;K1置“揿”,指针仍为零,调节W6应不起作用。来源:
东海仪表网
通过以上初步检查后,就可以进行详细的校验了。
1.校验设备
(1)UJ1或UJ 9电位差计一台。
(2)高阻接入、短路装置一只,高阻为1000兆欧。
(3) 0.5千伏安调压器一只,可调电压220伏±10%。
(4)ZC 25-3, 500伏、0 ~500兆欧摇表一只。
2.校验步骤
(1)调整电表机械零位。
(2)用摇表测交流电源输入端和仪器输人“+”端A的绝缘电阻应大于20兆欧。
(3)K3指D. C, K2指m V, K1置 “放”,调节W4应起作用。当电位器旋钮标线指中时,调节W1零点辅助调节器,使指针指零。
(4)接上高阻接入、短路装置和电位差计。短路高阻,电位差计输进为零mV, K1置“揿”,指针应为.零(或再稍调W4使指零),接入高阻后,指针不应超过±0.5小格 (最小分度)。
(5)短路高阻,K1置“揿”,调好零位,电位差计输进为1000毫伏,调节mV灵敏度调节器W2,使指针为满度。可再重复一次调零和满度值的手续。
(6)接入高阻,K1置“揿”,电位差计输进为零毫伏,调好零位。当输进为1000毫伏时,电表指示满度不应超过±0.5小格。
(7)检查仪器的线性度。短路高阻,电位差计分别输进0、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000毫伏,电表各对应示值不应超过± 小格。
(8)K1置“放”,K2指pH, WT指30℃,电位差计输进零毫伏,短路高阻,调W4使指针指向pH=2处(即零位);K1置 “揿”,调W5使指针亦指零位,此时W5定位调节器的标线应在中段,旋到最大至少能使指针稍过pH=4处。
(9)电位差计输进为601.5毫伏,调节pH灵敏度调节器w:使电表指示为满度(即pH=12),可再重复一次调零和调满度的手续。
(10) WT指5℃,电位差计输进为551.9毫伏,指针应指在pH=1210.07处(即±4毫伏)。
(11) WT指55℃,电位差计输进650.8毫伏,指针亦应指在pH=12士0.07处(即±4.5毫伏)。
(12) K3指A·C,指示灯亮,K1置“放”,调好零位,使电源电压从198伏变到242伏时,电表指针变化不应超过±0.5小格。其他校验步骤可按用直流电源时的顺序进行。
(13)拿掉电位差计和高阻接入、短路装置,K1置“放”,K:指pH, K:指A·C,WT指30℃,调节W。使指针指在pH=4处,开机半小时后,重新调堆一次pH=4,再连续开机2小时后,零点漂移应小于0.05 pH。