Der Anfang...


Auf der Basis einer Umfrage des "Arbeitskreises Computer im Chemieunterricht" (früher am Chemischen Institut Dr. Flad, Stuttgart c/o Dipl. Chem. Dr. Kappenberg Ringstraße 81, 48165 Münster) unter den Chemielehrern wurde in Zusammenarbeit mit dem Ingenieurbüro MS Elektronik, Amperweg 17, 85551 Kirchheim bei München speziell für den Chemieunterricht das voll computertaugliche Universalmessgerät entwickelt. In der Leistungsfähigkeit und im Preis / Leistungsverhältnis ist es zur Zeit noch konkurrenzlos auf dem Markt.

Der ALL-CHEM-MISST im Detail


Manuelle oder ferngesteuerte Bereichswahl aus

  • zwei Gleichspannungsmessungen - +/-100 mV...20 V
  • zwei Gleichstrommessungen +/- 10 mA ...2 A
  • vier NiCrNi- Temperaturfühler mit bis zu 800°C
  • eine pH-Wert- Messung 0,00...14.00 pH
  • eine Leifähigkeitsmessung 0,1 mS - 100 mS
  • ein zusätzlicher hochohmiger Direkteingang (Aux)
  • zwei vom Computer aus fernsteuerbare Relais mit Umschaltkontakt

Zwei Multimeter in Einem, mit Mikroprozessorsteuerung und Computerschnittstelle In Verbindung mit Computer protokollierender oder vollautomatischer Betrieb. Aber auch alleine zu betreiben, wie zwei ganz normale Messgeräte. Simultanes Erfassen von zwei Größen über 10 Eingänge mit 24 Bereichen. Alle Eingänge sind zueinander und zum Computer hin galvanisch isoliert. Gegenüber normalen digitalen Messgeräten eine fünfmal höhere Messrate. Zwei unabhängige Messwandler mit je +/- 1999 Messpunkten (12 Bit). Helle LED-Anzeigen für Messwerte und Bereichswahl

Anwendungen

  • Protokollierender Betrieb
  • Vollautomatischer Betrieb
  • Normaler Handbetrieb
  • Messen, Steuern, Regeln
  • Automatisierung von Versuchen
  • Großanzeige über PC Monitore
  • Messdatenspeicherungen
  • Maßdatenvergleiche
  • Grafische Darstellung
  • Neu: Vereinfachte elektronische Eichung

Anwendungsbeispiele


pH-Wert

  • Aufnahme von Titrationskurven verschiedenster Säuren und Basen (z.B. Histidindihydrochlorid mit Natronlauge)

Temperatur

  • Gleichzeitige Verfolgung von 4 Temperaturen bei der fraktionierten Destillation von Erdöl
  • Differenzthermoanalyse bei der Phasenumwandlung vor Natriumsulfat
  • Messungen im Kalorimeter (z.B. Satz von Hess beim Lösen und bei der Neutralisation von Natriumhydroxid)
  • Thermometrische Titrationen

Spannung / Strom

  • Aufnahme der Strom/Spannungskurven bei der Elektrolyse von Schwefelsäure
  • Belastungskurven von galvanischen Elementen
  • Aufstellen der Nernst-Gleichung beim Verdünnen von Silbersalzlösungen
  • Potentiometrische Titrationen und Konzentrationsbestimmungen bei Halogeniden (Kupfer- oder Silbersalzen)
  • Verfolgung oszillierender Reaktionen (z.B. Belousov-Zhabo-tinsky-Reaktion)

Leitfähigkeit

  • Konduktometrische Titrationen und Konzentrationsbestimmung bei Halogeniden (z.B. Kochsalz/Bariumsulfat)
  • Reaktionskinetische Messungen bei der Zersetzung von Urease
  • Verfolgung des Gleichgewichts bei der Verseifung / Veresterung

Spezialeingang AUX

  • Für Anschluss von externen Spezialgeräten, wie Gaschromatograph oder Photometer
  • Bei besonderen Problemstellungen sind Universalanpassverstärker lieferbar

Steuerung und Regelung

  • Regelung des pH-Wertes bei der Simulation der Neutralisationsstufe einer Kläranlage
  • Steuerung der Lade- und Entladezeiten zur automatischen Aufnahme von Belastungskurven bei galvanischen Zellen (z.B. Daniell-Element)

Funktion

Das Gerät wird von einem modernen 8-Bit-Einchip-Mikrocontroller gesteuert. Dieser verwaltet nicht nur die serielle Normschnittstelle zu einem externen Computer (PC), sondern fragt auch die Bereichsschalter ab, sorgt dafür, dass sowohl bei manueller, als auch bei ferngesteuerten Bereichsumschaltungen keine Überlappungen oder andere Fehler entstehen können. Er fragt etwa 70 mal pro Sekunde die Analog-Digital-Konverter ab, übersetzt deren Daten zum einen in das anzuzeigende Format und zum anderen in das zum externen Computer zu übertragende Format. Stellt sicher, dass die direkte Anzeige zwecks besserer Ablesbarkeit nicht so schnell wechselt (3 pro Sek.), wie der Computer die Messdaten erfassen und abfragen kann (15 pro sek.) und unterbricht bei Bereichsüberschreitungen in den Strommessbereichen sicherheitshalber den jeweiligen Stromkreis, korrigiert den Konverter-Nullpunkt usw. Ansonsten ist das Gerät, so wie auch auf der Frontplatte erkennbar, voll zweikanalig aufgebaut. Beide Kanäle besitzen einen eigenen Analog-Digitalkonverter, so dass immer zwei Größen ohne irgendwelche Umschaltungen simultan gemessen werden können. Alle Messkanäle haben zueinander und zum Steuerteil keine galvanische Verbindung, die Datenübermittlung erfolgt seriell über Optokoppler. Dadurch wird der Computer zusätzlich geschützt Auch die aktiven pH-, Leitfähigkeits- und die 4 eigenständigen Temperaturmessverstärker haben jeweils eine eigene Netzstromersorgung, werden nur bei Bedarf an den jeweiligen Messwandler geschaltet und sind somit untereinander galvanisch potentialfrei. Der Aufwand für diese Trennung ist also gewaltig, aber nur so ist es optimal möglich, trotz äußerer galvanischer Verbindung einwandfreie Mehrkanal- Messergebnisse zu erzielen.

Technische Daten


Messwandler

  • Zwei, simultan mit je +/- 1999 Punkten
  • Nichtlinearität besser 0,1% /1 Digit
  • Messrate 15, Anzeigerate 3 pro Sekunde

Anzeigen

  • Zwei 3-1/2 stellige helle 13 mm LED-Ziffem

Gleichspannungsmessung

  • zwei, potentialfrei mit je 3 Bereichen +/- 0...199,9 mV, Auflösung 100 mV +/- 0. . .1 ,999V Auflösung 1 mV +/- 0...19,99V, Aufl. 10 mV

Gleichstrommessung

  • zwei potentialfrei mit je 3 Bereichen +/- 0...19,99 mA Auflösung 10 pA, +/- 0...199,9 mA Auflösung 100 mA, +/- 0...1,999 A Auflösung 1 mA
  • Spannungsabfall max. 250 mV
  • Shunttoleranz typ. 0,5%
  • Aut. Stromkreistrennung bei Überlast
  • Zusätzliche Stromkreisabsicherung intern

Temperaturmessung

  • 4 getrennte, potentialfreie Eingänge für DIN NiCrNi-Thermoelement-Fühler. Messbereich/Auflösung je -100...+200°C/0, 1 °C und zwei der vier Eingänge auch - 100...+800°C/1°C DlN-Abweichung kleiner 1°C

Leitfähigkeitsmessung

  • ein potentialfreier Messkanal mit 4 dekadischen Bereichen für Messungen zwischen 0,1mS...100 mS/cm. Messung mit DC-freiem Sinus ca. 1kHz/5mV bzw. 500 mV. Toleranz typ. kleiner 5%v.E.

pH-Messung

  • ein potentialfreier Messkanal für Elektroden nach DIN mit-59mV pro pH. Verstärkung und Offset von außen justierbar. Eingangswiderstand ca. 1000 GigaW Messbereich 0,00...14,00 pH

AUX-Eingang

  • potentialfreier hochohmiger Direkteingang zum A/D-Konverter mit +/- 0...199,0 mV und ca. 100 GW Eingangswiderstand

Schaltrelais

  • zwei Stück vom Computer aus fernsteuerbar. Jeweils 1 x Um bis zu 50 V/2A

Rechnerkopplung

  • RS 232/ V 24-Norm mit 9600 od. 1200 Baud, 8 Nutzbits 1-2 Stopbits, kein Paritybit potentialgetrennt zu allen Messeingängen Übertragungsart: 3-Draht Wahlweise BCD/BIN oder ASCII-Klartext -Optokopplung

Sonstiges

  • Netz 220 V/AC, 50 Hz, 20 W, Schutzklasse I
  • Gehäuse: 320x120x260 mm mit Aufstell/Tragegriff

1.7.2019 Der All--Chem-Misst II ist ab sofort beim AK Kappenberg erhältlich

Der All-Chem-Misst II ist wohl das konkurrenzlose Universalmessgerät im modernen Chemieunterricht. Er ist inzwischen mehr als 1000fach im den Chemieräumen aktiv.
Hier nur einige Stichworte: Messung von pH-Wert, elektrischer Leitfähigkeit, Spannung, Stromstärke und 2 x Temperatur und Masse von Sartorius-Waagen.
Große Digitalanzeige: Kleine Zweitanzeige für den Lehrer, Anschluss für Beamer, PC und Teacher's Helper (= Daten für das Tablet oder Smartphone jedes Schülers )

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