專利名稱：電導率測量儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種水質及木材和糧食水分檢測用的電導率測量儀。
本實用新型包括電導率傳感器、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-數字轉換電路、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動電導率傳感器；中央處理器嵌置有對水介質流速變化及溫度變化引起的誤差進行數值補償的軟件程序，該軟件程序為可編程序。
本實用新型的信號激勵電路以交流方波激勵信號驅動電導率傳感器，克服了電導率傳感器的極化現象；采用比值法測量，即通過標準電阻的電導和被測水介質電導相比較的測量方法，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系及工作原理本實用新型工作時，先將電導率傳感器1和溫度傳感器2置于待測水介質中；接通電源，中央處理器10發出方波控制信號，改變多路切換電路4的連接狀態，使得方波信號經信號激勵電路5轉換成交流方波激勵信號，經多路切換電路4，送入電導率傳感器1，電導率傳感器1輸出信號經多路切換電路4進入低通濾波電路6、模擬—數字轉換電路7，中央處理器10根據模擬—數字轉換電路7的轉換值，判斷出該電導率傳感器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，使激勵信號和電導率傳感器信號進入上述符合量程條件的通道，然后重復上述傳感器信號的測量過程，實現比值法測量。
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的溫度信號經可編程放大電路3放大后切換至低通濾波電路6，再經模擬—數字轉換電路7后，由中央處理器10獲得當前水介質所處溫度。在已經獲得的水介質電導率和水介質溫度的條件下，中央處理器10就可計算出溫度為25℃時水介質的標準電導率，并將該電導率值和當前水介質的溫度值送入顯示電路8，通過顯示電路8中的數碼管進行顯示。
由于溫度變化對電導率的影響是非線性的，并且無法用精確的數學表達式來描述，本實用新型的中央處理器10嵌置有對水介質溫度變化引起的誤差進行數值補償的軟件程序，通過該軟件來補償水介質溫度變化引起的測量誤差，即以預置數據表的形式，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，由編程電腦在儀表確定工作對象后，將相應的補償值寫入中央處理器10的存儲器。
對水介質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值補償的軟件程序，即對水流速變化引起的測量誤差，以預置數據表的形式，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，由編程電腦將相應的補償值寫入中央處理器10的存儲器。當水介質充滿電導率傳感器時，傳感器容抗為零，呈阻性；當電導率傳感器中無水介質時阻抗為最大，容抗為最大，呈容性。根據電導率傳感器1阻抗的變化來補償，即通過容抗和阻抗的對比測量，可實現補償水介質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—數字轉換電路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存儲器中的數據，并在儀表掉電時仍能保持。
所述的鍵盤電路9用于儀表的量程設置以及輸入方式選擇。
權利要求1.一種電導率測量儀，包括有電導率傳感器(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-數字轉換電路(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動電導率傳感器(1)。
專利摘要本實用新型公開了一種水質及木材和糧食水分檢測用的電導率測量儀，它包括有電導率傳感器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－數字轉換電路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動電導率傳感器1；克服了電導率傳感器1的極化現象；中央處理器10嵌置有對水介質流速變化及溫度變化引起的誤差進行數值補償的軟件程序，補償了水介質流速變化、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 優先權日2002年4月29日
發明者林曉梅, 姜長泓, 王盛慧 申請人:長春工業大學