智能电导率仪的设计.pdf

电子质量(2014第09期)
智能电导率仪的设计
智能电导率仪的设计
Design of Intelligent Conductivity Meter
曹栓住(山东科技大学电气与自动化工程学院,山东青岛266510)
Cao Shuan-zhu(Electic and Automation Engineering College, Shandong University of Sci-
ence and Technology, Shandong Qingdao 266510)
摘要:智能电导率仪采用交流测量法来测量电导率。正弦激励的产生是通过阻抗测试芯片AD5933来
实现的。AD5933输出的正弦激励加在电导池的电极上,AD5933可以计算出溶液阻抗经过傅里叶变换
后阻抗的实部R和虚部结果保存在AD593的寄存器中),然后再计算出校准系数A,就可以通过单
片机计算出溶液的真实阻抗,进而计算出溶液的电导率。温度补偿电路测量溶液温度,用于修正温度
对测量带来的影响。
关键词:溶液电导率;电极极化;正弦激励;滤波、放大;AD转换
中图分类号:TH832
文献标识码:A
文章编号:1003-0107(2014)09-0039-05
Abstract: Intelligence conductivity meter used AC measurement method measure the conductivity. Using a
sine wave as a power incentives Sinusoidal excitation is generated by impedance test chip AD5933
AD5933 output sinusoidal excitation applied to the electrode conductivity cel AD5933 impedance solution
can be calculated impedance real part R and an imaginary part I after Fourier transform(results stored in
the AD5933 registers), and then calculate the calibration coefficients A which can be calculated by the mi-
crocontroller, then calculate the solution conductivity. The temperature compensation circuit measures tem-
perature in order to refine results
Key words: solution conductivity electrode polarization, sinusoidal excitation, filtered and amplified: AD
conversion
CLC number: TH832
Document code: A
Article ID:1003-0107(201409-0039-05
1设计背景
AD5933来实现的,正弦波的频率∫和幅值E可以通过
电导率是一个衡量水溶液导电能力的电学物理量,单片机来控制。AD593可以计算出溶液阻抗经过傅里
电阻率的倒数为电导率,用希腊字母κ表示(或者y1D,叶变換后的实部足和虚部/(结果保存在AD593的奇
=1。一般意义上,电导率的测量温度是标准温度存器中),然后再计算出校准系数A,就可以通过单片机
(25℃)。在液体中,水的电导率是衡量水质的一个重要指计算出溶液的真实阻抗,进而计算出溶液电导率。另外,
标。电导率的测量在日常生产和生活中有着比较广泛的由于溶液电导率还受到温度的影响,为了提高测量的准
应用,如测量饮用水的电导率用来检测水中所含电解质确度还加入了温度电路。由单片机计算得到电导率,再
的浓度,用来测量沿海地下水的电导率来查看其地下水通过由P100采集到的温度的数值来修正。
收海水的入侵程度,还可以用测量电导率的方式来辨别
地沟油等。本文就是鉴于测量电导率的广泛应用而设计3传感器的结构组成
出了一种测量溶液电导率的智能测量仪。
电导率测量仪采用单片机作为主控芯片,主要包括
正弦信号发生电路,低通隔离直流滤波电路,传感器的
2测量原理
测量电路,信号放大电路,多路模拟开关,温度测量电
本文所设计的电导率传感器是通过插入溶液的两路,AD转换电路,M-bus通信电路。其中,单片机是整个
个电极在外加正弦激励的情况下,再经过信号的处理和传感器的控制中枢,通过控制AD5933来调节正弦信号
单片机的运算来得到的。
的幅值和频率,读取AD转换器的数据,计算电导率的
测量中所使用的正弦激励是通过阻抗测试芯片数值,来控制M-bus总线通信
作者简介:曹栓住(1987-),男,在读硕士研究生,研究方向为传感器与智能仪表。
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