虚拟仪器技术的研究及其在分析化学中的应用

摘要

本文比较详细的介绍了虚拟仪器技术概念、特点、组成，并论述了基于虚拟仪器系统的实现方案。分别使用LabVIEW和Visual Basic两种软件开发环境，对数据采集系统中信号的传输、处理与显示，以及基于单片机的控制系统进行研究，对流动注射、自动电位滴定和循环伏安法等实验的进行测定、分析和显示，实现由用户定制的专用实验系统。虚拟仪器的特点，使得本系统具有很好的通用性和灵活性。 通过编写LabVIEW和VB程序，实现对数据采集模块的控制，对数据进行采集、显示、分析以及存储，讨论了这些实现过程中的关键技术；同时通过对AT89C51单片机的开发，完成计算机对蠕动泵、电磁阀等硬件的控制。 建立了基于虚拟仪器技术的流动注射分析系统，采用流动注射停流硫酸咔唑分光光度法测定烟叶中果胶，确立了最佳实验条件：采样环体积为204μL；测定波长为540 nm；采用浓度0.15％的咔唑作显色剂；停留加热时间为5 min。建立了基于虚拟仪器技术的自动电位滴定分析系统，利用酸碱滴定法表征PAMAM中伯胺和叔胺的平均个数。实验测得的结果与理论值基本一致，能比较准确地表征PAMAM合成产物缺陷及纯度。建立了基于虚拟仪器技术的循环伏安测定系统，使用循环伏安法的测定铁氰化钾。由计算机记录的伏安曲线可方便地进行特殊点数值输出，较X-Y记录仪记录后手工测量判读精确度高且方便。 通过虚拟仪器这一新技术在分析化学研究领域的应用，探索了适应研究需要的通用、专用系统的开发的有效模式。

目录

文摘

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声明

第一章绪论

1.1测量仪器的发展及其面临的问题

1.1.1电子测量技术的发展状况

1.1.2电子测量仪器所面临的问题

1.1.3实验仪器面临的问题

1.1.4分析仪器软件研发的现状和解决方法

1.2虚拟仪器技术

1.2.1虚拟仪器的概念

1.2.2虚拟仪器的演变与发展

1.2.3虚拟仪器的特点

1.2.4虚拟仪器的组成

1.2.5虚拟仪器的硬件

1.2.6虚拟仪器的软件

1.2.7虚拟仪器总线技术的分类

1.2.8虚拟仪器的前景展望

1.2.9虚拟仪器在实验室中的应用

1.3本课题的研究意义和内容

1.3.1本课题的研究意义

1.3.2本课题研究的内容

第二章虚拟仪器的硬件开发

2.1数据采集部分

2.1.1信号调理电路

2.1.2采样模块

2.1.3模块的连接

2.2控制部分

2.2.1主控芯片AT89C51

2.2.2单片机应用软件设计

2.2.3电平转换芯片MAX232

2.3本章小结

第三章虚拟仪器的软件开发

3.1软件开发工具的选择

3.2系统的软件设计方案

3.3 LabVIEW平台开发

3.3.1 LabVIEW驱动程序的设计方案

3.3.2 LabVIEW软件关键程序

3.4 Visual Basic平台开发

3.4.1软件功能简介

3.4.2程序主结构

3.4.3 Visual Basic软件关键程序

3.5本章小结

第四章虚拟仪器的应用

4.1流动注射停流分光光度法测定烟草中果胶

4.1.1 FIA原理

4.1.2烟草中果胶的测定

4.1.3实验原理

4.1.4系统结构设计

4.1.5仪器与试剂

4.1.6实验方法

4.1.7结果与讨论

4.2自动电位滴定在聚酰胺-胺(PAMAM)预表征的应用

4.2.1电位滴定法原理

4.2.2聚酰胺-胺(PAMAM)滴定分析原理

4.2.3系统结构设计

4.2.4仪器与试剂

4.2.5实验方法

4.2.6结果与讨论

4.3铁氰化钾循环伏安法的测定

4.3.1伏安法的电化学原理

4.3.2铁氰化钾循环伏安法的测定原理

4.3.3实验系统结构设计

4.3.4仪器与试剂

4.3.5实验方法

4.3.6结果与讨论

4.4本章小结

第五章总结与展望

5.1总论

5.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间主要研究成果