在常规的物化实验中,二元合金相图的绘制多用热电势测定法[1,2].此种方法操作复杂,既费 时,又麻烦.现利用单片微机采用多路输入[3],循环采样,记录各种样品随时间变化的温度数 据,数据存入RAM中的相应单元中,当温度冷却到一定温度停止采样.然后按顺序(样品号)由 单片微机将温度数据经DAC转换后送至电平记录仪[4].事先调好走纸速度,即可按顺序把样 品的步冷曲线绘制出来.步冷曲线拐点,平台明显.实验过程的时间大大缩短.1 硬件部分本系 统主要由8031,地址锁存器、地址译码器、模数转换器、数模转换器、电平记录仪、扩展、接 口电路等组成.结构框图如图1.(1)地址锁存器74LS373主要解决P0口的低8位地址 与数据总线分时复用问题.(2)系统中配制了EPROM(2716),RAM(6264). (3)模数转换器接口电路[5],8路双极性模拟量输入到两片模拟开关AD7501上,信号 经测量放大器放大至A/D转换器所需值.再经差分控制,采样保持电路后送至12位A/D转换 器进行转换.(4)地址译码器74LS138用地址线的最高3位进行译码.它的输出分别作E POM(2716),RAM(6264),通道地址锁存器、模数转换器、数模转换器等片选信 号.模拟输入通道连接到模拟开关,用软件切换,分时使用一片12位模数转换器AD574A. 图1 结构框图图2 采样程序图3 作图程序2 软件部分本系统软件包括采样程序、作图程序 .程序框图见图2,图3.3 实验部分(1)样品 Sn(AR),Bi(AR),石墨粉,按 一定比例配成8个不同组成的样品.(2)加热 为了提高精度,采用了立式冷却保温电炉(可调 电压)加热.通过模拟开关切换(DB0~DB3),测量放大器(增益可调)、采样保持电路后 送模数转换.(3)采样 用热电偶(康铜—铜,自制)作为温度传感元件,其电势是其工作温度 的函数,以冰—水为冷端.循环采样,转换器的状态信息经数据缓冲器连接到系统总线DB7(P 07)上,供CPU查询,等待转换结束.(4)绘制步冷曲线 步冷曲线的绘制采用电平记录 仪.电平记录仪的控制有:启动(即走纸)、落笔、抬笔、停止(即停纸).由8031P1口发 出控制信号.走纸速度可在记录仪上予先手动调好.每次绘制1个样品的步冷曲线,循环即可绘出 所有的步冷曲线,根据步冷曲线即可作出二元合金的相图.4 结果与讨论(1)该实验中在单片 微机的支持下能大大地缩短实验时间,提高了效果,结果满意.(2)也可按一定的时间间隔对样 品进行循环采样.特别在为了获得较好的转折点,控制温度下降的速度,实验时间较长时采用.( 3)增加多路开关可以增加输入通道,可作出二元合金中有固,溶体的相图.(4)采样所得的数 据可以输入上一级计算机,配以作图软件可以实现相图绘制的自动化单片微机在二元合金相图实验 中的应用@袁茂林$西昌师范高等专科学校化学系!西昌615022
微机;;二元相图;;
合金;;应用介绍了利用D/A,A/D,单片微机和电平记录仪在二元合金相图制作实验中的应用.1 清华大学化学系物理化学实验编写组编.物理化学实验,北京:清华大学出版社,1991 .
2 广西师范大学等五校合编.物理化学实验,桂林:广西师范大学出版社,1987 .
3 孙涵芳,徐爱卿编,单片机原理及应用,北京:北京航空航天大学出版社,1994 .
4 沈兰荪编.微型计算机数据采集系统的设计与应用,乌鲁木齐:新疆人民出版社,1987 .
5 陈汝全编.微机与单片机接口技术及应用,成都:电子科技大学出版社,1992 .
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