專利名稱：電導(dǎo)率測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種水質(zhì)及木材和糧食水分檢測用的電導(dǎo)率測量儀。
本實用新型包括電導(dǎo)率傳感器、溫度傳感器、可編程放大電路、多路切換電路、信號激勵電路、低通濾波電路、模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電路、中央處理器、顯示電路、鍵盤電路及電源電路組成，其中信號激勵電路由運算放大器、隔直電容組成，該信號激勵電路以交流方波激勵信號驅(qū)動電導(dǎo)率傳感器；中央處理器嵌置有對水介質(zhì)流速變化及溫度變化引起的誤差進行數(shù)值補償?shù)能浖绦?，該軟件程序為可編程序?br> 本實用新型的信號激勵電路以交流方波激勵信號驅(qū)動電導(dǎo)率傳感器，克服了電導(dǎo)率傳感器的極化現(xiàn)象；采用比值法測量，即通過標準電阻的電導(dǎo)和被測水介質(zhì)電導(dǎo)相比較的測量方法，提高了測量精度；通過嵌置的軟件程序補償了水介質(zhì)流速變化、溫度變化引起的誤差，提高了測量精度及檢測的實時性。
圖2為本實用新型電路總圖中的控制部分電路圖。
圖3為本實用新型電路總圖中的測量部分電路圖。
圖4為本實用新型電路總圖中的電源部分電路圖。
結(jié)合

圖1、圖2、圖3、圖4，以信號的走向說明本實用新型各元器件的連接關(guān)系及工作原理本實用新型工作時，先將電導(dǎo)率傳感器1和溫度傳感器2置于待測水介質(zhì)中；接通電源，中央處理器10發(fā)出方波控制信號，改變多路切換電路4的連接狀態(tài)，使得方波信號經(jīng)信號激勵電路5轉(zhuǎn)換成交流方波激勵信號，經(jīng)多路切換電路4，送入電導(dǎo)率傳感器1，電導(dǎo)率傳感器1輸出信號經(jīng)多路切換電路4進入低通濾波電路6、模擬—數(shù)字轉(zhuǎn)換電路7，中央處理器10根據(jù)模擬—數(shù)字轉(zhuǎn)換電路7的轉(zhuǎn)換值，判斷出該電導(dǎo)率傳感器1輸出信號所處的某一測量量程后，再次控制多路切換電路4的連接狀態(tài)，使激勵信號和電導(dǎo)率傳感器信號進入上述符合量程條件的通道，然后重復(fù)上述傳感器信號的測量過程，實現(xiàn)比值法測量。
比值法測量完成后，中央處理器10再次控制多路切換電路4，將來自溫度傳感器2的溫度信號經(jīng)可編程放大電路3放大后切換至低通濾波電路6，再經(jīng)模擬—數(shù)字轉(zhuǎn)換電路7后，由中央處理器10獲得當前水介質(zhì)所處溫度。在已經(jīng)獲得的水介質(zhì)電導(dǎo)率和水介質(zhì)溫度的條件下，中央處理器10就可計算出溫度為25℃時水介質(zhì)的標準電導(dǎo)率，并將該電導(dǎo)率值和當前水介質(zhì)的溫度值送入顯示電路8，通過顯示電路8中的數(shù)碼管進行顯示。
由于溫度變化對電導(dǎo)率的影響是非線性的，并且無法用精確的數(shù)學(xué)表達式來描述，本實用新型的中央處理器10嵌置有對水介質(zhì)溫度變化引起的誤差進行數(shù)值補償?shù)能浖绦?，通過該軟件來補償水介質(zhì)溫度變化引起的測量誤差，即以預(yù)置數(shù)據(jù)表的形式，將溫度變化補償值存入中央處理器10的存儲器中以供使用。針對不同水介質(zhì)具有不同溫度變化補償值的問題，儀表采用在線可編程技術(shù)，由編程電腦在儀表確定工作對象后，將相應(yīng)的補償值寫入中央處理器10的存儲器。
對水介質(zhì)流速變化引起的測量誤差，本實用新型的中央處理器10同樣嵌置有對水流速變化引起的誤差進行數(shù)值補償?shù)能浖绦?，即對水流速變化引起的測量誤差，以預(yù)置數(shù)據(jù)表的形式，將水流速變化補償值存入中央處理器10的存儲器中，采用在線可編程技術(shù)，由編程電腦將相應(yīng)的補償值寫入中央處理器10的存儲器。當水介質(zhì)充滿電導(dǎo)率傳感器時，傳感器容抗為零，呈阻性；當電導(dǎo)率傳感器中無水介質(zhì)時阻抗為最大，容抗為最大，呈容性。根據(jù)電導(dǎo)率傳感器1阻抗的變化來補償，即通過容抗和阻抗的對比測量，可實現(xiàn)補償水介質(zhì)流速變化引起的測量誤差。
所述的中央處理器10采用AT89C51芯片；所述的模擬—數(shù)字轉(zhuǎn)換電路7采用TLC7135芯片；所述的可編程放大電路3采用兩個4051和一個OP-07芯片；所述的多路切換電路4采用兩個4051、一個4052、一個4053和兩個4094芯片。
所述在線可編程技術(shù)是指儀表在工作過程中可以由計算機修改中央處理器10存儲器中的數(shù)據(jù)，并在儀表掉電時仍能保持。
所述的鍵盤電路9用于儀表的量程設(shè)置以及輸入方式選擇。
權(quán)利要求1.一種電導(dǎo)率測量儀，包括有電導(dǎo)率傳感器(1)、溫度傳感器(2)、可編程放大電路(3)、多路切換電路(4)、信號激勵電路(5)、低通濾波電路(6)、模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電路(7)、中央處理器(10)、顯示電路(8)、鍵盤電路(9)及電源電路(11)組成，其特征在于信號激勵電路(5)由運算放大器(52)、隔直電容(51)組成，該信號激勵電路(5)以交流方波激勵信號驅(qū)動電導(dǎo)率傳感器(1)。
專利摘要本實用新型公開了一種水質(zhì)及木材和糧食水分檢測用的電導(dǎo)率測量儀，它包括有電導(dǎo)率傳感器1、溫度傳感器2、可編程放大電路3、多路切換電路4、信號激勵電路5、低通濾波電路6、模擬－數(shù)字轉(zhuǎn)換電路7、中央處理器10、顯示電路8、鍵盤電路9及電源電路11組成，該信號激勵電路5以交流方波激勵信號驅(qū)動電導(dǎo)率傳感器1；克服了電導(dǎo)率傳感器1的極化現(xiàn)象；中央處理器10嵌置有對水介質(zhì)流速變化及溫度變化引起的誤差進行數(shù)值補償?shù)能浖绦颍a償了水介質(zhì)流速變化、溫度變化引起的誤差，提高了測量精度及檢測的實時性。
文檔編號G01N27/04GK2580438SQ0221161
公開日2003年10月15日 申請日期2002年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月29日
發(fā)明者林曉梅, 姜長泓, 王盛慧 申請人:長春工業(yè)大學(xué)