CN0359 CN-0359 中的系統(tǒng)采用 ADuCM360 精密模擬微控制器，實(shí) 現(xiàn)高度集成的電導(dǎo)率測(cè)量。 如果用戶希望采用分立式 ADC ，則AD7794 24-位, Σ-Δ ADC是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。 本電路采用 EVAL-CN0359-EB1Z 評(píng)估板、外部電源、電導(dǎo) 池和 RTD 。 設(shè)備要求 需要以下設(shè)備： The EVAL-CN0359-EB1Z 電路板 6 V 電源或壁式電源適配器 (EVAL-CFTL-6V-PWRZ) 電導(dǎo)池 Pt100 或 Pt1000 雙線式、三線式或四線式 RTD( 如果未連 接 RTD ，則電導(dǎo)率測(cè)量以 25°C 為基準(zhǔn) 設(shè)置 執(zhí)行下列步驟，設(shè)置待評(píng)估電路： 按下列要求連接電導(dǎo)池： a. 四線式電導(dǎo)池：將外部電流電極連接至 J5 引腳 1 ；將 最近的內(nèi)部電壓電極連接至 J5 引腳 2 。將第二個(gè)外部 電流電極連接至 J5 引腳 4 ；將最近的內(nèi)部電壓電極連 接至引腳 3 。 b. 雙線式電導(dǎo)池：將一個(gè)電極連接至 J5 引腳 1 和引腳 2 ； 將第二個(gè)電極連接至 J5 引腳 3 和引腳 4 。 c. 如果電導(dǎo)池具有屏蔽，則將其連接至 J5 引腳 5 。 按下列要求連接 RTD( 若使用 ) ： a.四線式 RTD( 參見圖 5) ：將正電流激勵(lì)導(dǎo)線連接至 J3 引 腳 1 ；將正電壓檢測(cè)導(dǎo)線連接至 J3 引腳 2 。將負(fù)電流激 勵(lì)導(dǎo)線連接至 J3 引腳 4 ；將負(fù)電壓檢測(cè)導(dǎo)線連接至 J3 引腳 3 。 b. 三線式 RTD( 參見圖 6) ：將正電流激勵(lì)導(dǎo)線連接至 J3 引 腳 1 ；將負(fù)電流激勵(lì)導(dǎo)線連接至 J3 引腳 4 。將負(fù)電壓檢 測(cè)導(dǎo)線連接至 J3 引腳 3 。 c.雙線式 RTD( 參見圖 7) ：將 RTD 導(dǎo)線連接至 J3 引腳 1 ； 將其他導(dǎo)線連接至 J3 引腳 4 。 d.如果 RTD 導(dǎo)線具有屏蔽，則將屏蔽連接至 J5 引腳 5 。 將 6 V 電源 ( EVAL-CFTL-6V-PWRZ ) 連接至 EVAL-CN0359- EB1Z 電路板的 J1。 連接 EVAL-CFTL-6V-PWRZ ，然后按下 EVAL-CN0359-EB1Z 電路板上的按鈕，以便上電。 遵循前文 “ 軟件操作和用戶界面 ” 部分的操作步驟，輸 入下 列參數(shù)： EXC Voltage(EXC 電壓 ) 、 EXC Frequency (EXC 頻率 ) 、 TEMP Coecient( 溫度系數(shù) ) 和 Cell Constant ( 電 導(dǎo)池常數(shù) ) 返回主屏幕，等待 ADuCM360 刷新緩沖器并顯示電導(dǎo)率 和溫度。如果屏幕顯示錯(cuò)誤信息且蜂鳴器鳴響 20 次以 上，則檢查傳感器連接。 針對(duì)原型開發(fā)的連接 根據(jù)設(shè)計(jì)， EVAL-CN0359-EB1Z 需采用 EVAL-CFTL-6V-PWRZ 6 V 電源供電。 EVAL-CN0359-EB1Z 僅需電源、外部電導(dǎo)池和 RTD 即可工作。 EVAL-CN0359-EB1Z 還提供 RS-485 連接器 J2 ，允許外部 PC 與此板實(shí)現(xiàn)接口。連接器 J4 是一個(gè) J TAG 接口，可用來編程 和調(diào)試 ADuCM360 。 圖 14 為典型 PC 連接示意圖，顯示 RS-485 至 RS-232 適配器。 ? 圖 14. 測(cè)試設(shè)置功能框圖? 電導(dǎo)池的激勵(lì)方波通過使用ADuCM360微控制器的PWM輸出在+VEXC和?VEXC電壓之間切換ADG1419 產(chǎn)生。方波必須具有精確的50%占空比和極低直流失調(diào)。哪怕很小的直流失調(diào)都會(huì)在一段時(shí)間之后損壞電導(dǎo)池。 +VEXC和?VEXC電壓由ADA4077-2算放大器(U9A和U9B)產(chǎn)生，這兩個(gè)電壓的幅度由ADuCM360的DAC輸出控制，如圖2所示。 圖2.激勵(lì)電壓源 ? ADA4077-2失調(diào)電壓典型值為15 μV(A級(jí))，偏置電流為0.4 nA，失調(diào)電流為0.1 nA，輸出電流最高為±10 mA，壓差低于1.2 V。U9A運(yùn)算放大器的閉環(huán)增益為8.33，可將ADuCM360內(nèi)部DAC輸出(0 V至1.2 V)轉(zhuǎn)換為0 V至10 V范圍的+VEXC電壓。U9B運(yùn)算放大器反轉(zhuǎn)+VEXC，產(chǎn)生?VEXC電壓。選擇R22，使得R22 = R24||R27，以便消除一階偏置電流。由U9A的15 μV失調(diào)電壓產(chǎn)生的誤差約為(2 × 15 μV) ÷ 10 V = 3 ppm。因此，反相級(jí)產(chǎn)生的主要誤差是R24和R27之間的電阻匹配誤差。 ADG1419是一個(gè)2.1 Ω導(dǎo)通電阻單刀雙擲模擬開關(guān)，在±10 V范圍內(nèi)的導(dǎo)通電阻平坦度為50 m Ω，非常適合從±VEXC電壓產(chǎn)生對(duì)稱方波信號(hào)。電阻R23將通過傳感器的最大電流限制為10 V/1 k Ω = 10 mA。ADG1419導(dǎo)致的對(duì)稱誤差通常為50 m Ω ÷1 k Ω = 50 ppm。 施加到電導(dǎo)池上的電壓V1采用AD8253儀表放大器(U15)進(jìn)行測(cè)量。U15正輸入由ADA4000-1 (U14)緩沖。選擇ADA4000-1是因?yàn)樗哂? pA低偏置電流，可最大程度減少低電導(dǎo)率相關(guān)的低電流測(cè)量誤差。AD8253的負(fù)輸入不需要緩沖。 同步采樣級(jí)可以消除U14和U15的失調(diào)電壓，從而不影響測(cè)量精度。 U15和U18采用AD825310 MHz、20 V/μs、可編程增益(G = 1、10、100、1000)儀表放大器，增益誤差低于0.04%。AD8253壓擺率為20 V/μs，0.001%建立時(shí)間為1.8 μs(G = 1000)。其共模抑制典型值為120 dB。 U19 (ADA4627-1) 級(jí)是一個(gè)精密電流-電壓轉(zhuǎn)換器，可將流過傳感器的電流轉(zhuǎn)換為電壓。這款器件的低偏置電流和低失調(diào)電壓性能使其成為該級(jí)的理想選擇。120 μV失調(diào)誤差產(chǎn)生的對(duì)稱誤差僅為120 μV/10 V = 12 ppm。ADA4627-1失調(diào)電壓為120 μV(典型值，A級(jí))，偏置電流為1 pA(典型值)，壓擺率為40 V/μs，0.01%建立時(shí)間為550 ns。 U22A和U22B (AD8542)緩沖器分別為U18和U15儀表放大器提供1.65 V基準(zhǔn)電壓。 下面介紹電壓通道信號(hào)路徑上的其余器件(U17A、U17B、U10、U13、U12A和U12B)。電流通道(U17C、U17D、U16、U21、U20A和U20B)的工作情況相同。 ADuCM360能產(chǎn)生PWM0方波開關(guān)信號(hào)以供ADG1419開關(guān)使用，并且還能產(chǎn)生PWM1和PWM2同步信號(hào)供同步采樣級(jí)使用。電導(dǎo)池的電壓和三個(gè)時(shí)序波形如圖3所示。 圖3.電導(dǎo)池電壓和采樣保持時(shí)序信號(hào) ? AD8253儀表放大器(U15)輸出驅(qū)動(dòng)兩個(gè)并行的采樣保持電路；這兩個(gè)電路由 ADG1211開關(guān)(U17A/U17B)、串聯(lián)電阻(R34/R36)、保持電容(C50/C73)以及單位增益緩沖器(U10/U13)組成。 ADG1211是一個(gè)低電荷注入、四通道單刀單擲模擬開關(guān)，工作電源電壓為±15 V，輸入信號(hào)最高可達(dá)±10 V。開關(guān)導(dǎo)致的最大電荷注入為4 pC，產(chǎn)生的電壓誤差僅為4 pC ÷4.7 μF = 0.9 μV。 PWM1信號(hào)使U10采樣保持緩沖器可在傳感器電壓的負(fù)周期采樣，然后保持直至下一個(gè)采樣周期。因此，U10采樣保持緩沖器輸出等于傳感器電壓方波負(fù)幅度對(duì)應(yīng)的直流電平。 類似地，PWM2信號(hào)使U13采樣保持緩沖器可在傳感器電壓的正周期采樣，然后保持直至下一個(gè)采樣周期。因此，U13采樣保持緩沖器輸出等于傳感器電壓方波正幅度對(duì)應(yīng)的直流電平。 采樣保持緩沖器(ADA4638-1)的偏置電流典型值為 45 pA，而ADG1211開關(guān)的漏電流典型值為20 pA。因此，4.7 μF保持電容的最差情況漏電流為65 pA。對(duì)于100 Hz激勵(lì)頻率而言，周期為10 ms。由于65 pA漏電流而導(dǎo)致的半周期(5 ms)內(nèi)壓降為(65 pA × 5 ms) ÷ 4.7 μF = 0.07 μV。 ADA4638-1零漂移放大器的失調(diào)電壓典型值僅為0.5 μV，其誤差貢獻(xiàn)可以忽略不計(jì)。 信號(hào)鏈上位于ADC前面的最后一級(jí)是 ADA4528-2 反相衰減器(U12A和U12B)，其增益為?0.16，共模輸出電壓為+1.65 V。ADA4528-2失調(diào)電壓典型值為0.3 μV，因此誤差貢獻(xiàn)可以忽略不計(jì)。 衰減器級(jí)可將±10 V最大信號(hào)降低為±1.6 V，共模電壓為+1.65 V。該范圍為與ADuCM360ADC輸入范圍相當(dāng)，即采用3.3 V AVDD電源時(shí)為0 V至3.3 V (1.65 V ± 1.65 V)。 衰減器級(jí)同樣提供噪聲過濾功能，其?3 dB頻率約為198 kHz。 電壓通道VOUT1的差分輸出施加到ADuCM360的AIN2和AIN3輸入端。電流通道VOUT2的差分輸出施加到ADuCM360的AIN0和AIN1輸入端。 等式7顯示電導(dǎo)率測(cè)量取決于G1、G2和R47，以及VOUT2和VOUT1的比值。因此，ADuCM360內(nèi)置的ADC無需使用精密基準(zhǔn)電壓源。 AD8253增益誤差(G1和G2)最大值為0.04%，并且R47選擇0.1%容差的電阻。 從該點(diǎn)開始，VOUT1和VOUT2信號(hào)鏈的電阻便決定了總系統(tǒng)精度 軟件將每個(gè)AD8253的增益按如下所述進(jìn)行設(shè)置： 如果ADC代碼超過滿量程的93.2%，則AD8253增益在下一個(gè)樣本減少10倍。 如果ADC代碼低于滿量程的9.13%，則AD8253增益在下一個(gè)樣本增加10倍。 系統(tǒng)精度測(cè)量 下列4個(gè)電阻影響VOUT1電壓通道的精度：R19、R20、R29和R31 下列5個(gè)電阻影響VOUT2電流通道的精度：R47、R37、R38、R48和R52。 假設(shè)所有9個(gè)電阻均為0.1%容差并包括AD8253的0.04%增益誤差，則最差情況下的誤差分析表明誤差約為0.6%。分析內(nèi)容在 CN-0359設(shè)計(jì)支持包中。 在實(shí)際應(yīng)用中，電阻更有可能采取RSS方式進(jìn)行組合，且正或負(fù)信號(hào)鏈上的電阻容差導(dǎo)致的RSS誤差為√5 × 0.1% = 0.22%。 使用1 Ω至1 MΩ(1 S至1 ΩS)精密電阻進(jìn)行精度測(cè)量，以仿真電導(dǎo)池。圖4顯示了結(jié)果，最大誤差不到0.1%。 圖4.系統(tǒng)誤差(%)與電導(dǎo)率(1 μS至1 S)的關(guān)系 ? RTD測(cè)量 電導(dǎo)率測(cè)量系統(tǒng)精度只有經(jīng)過溫度補(bǔ)償才能達(dá)到最佳。由于常見溶液溫度系數(shù)在1%/°C至3%/°C或更高值之間變化，因此必須使用帶有可調(diào)溫度補(bǔ)償?shù)臏y(cè)量儀器。溶液溫度系數(shù)在某種程度上是非線性的，通常還隨著實(shí)際電導(dǎo)率變化。因此，在實(shí)際測(cè)量溫度下進(jìn)行校準(zhǔn)可以達(dá)到最佳精度。 ADuCM360內(nèi)置兩個(gè)匹配的軟件可配置激勵(lì)電流源。它們可單獨(dú)配置，提供10 A至1 mA電流輸出，匹配優(yōu)于0.5%。電流源允許ADuCM360針對(duì)Pt100或Pt1000 RTD輕松執(zhí)行雙線式、三線式或四線式測(cè)量。在設(shè)置過程中，軟件還能自動(dòng)檢測(cè)RTD是否為Pt100或Pt1000。 下文給出了不同RTD配置如何工作的簡化原理圖。所有模式切換均通過軟件實(shí)現(xiàn)，無需改變外部跳線設(shè)置。 圖5顯示了四線式RTD配置。 圖5.四線式RTD連接配置 ? 每個(gè)連接遠(yuǎn)程RTD的引腳寄生電阻以RP表示。激勵(lì)電流(IEXC)流過1.5 kΩ精密電阻和RTD。片上ADC測(cè)量電阻(V7?V8)兩端的電壓。 選擇R13電阻和IEXC激勵(lì)電流值，使得AIN7上的ADuCM360最大輸入電壓不超過AVDD ? 1.1 V很重要；否則，IEXC電流源會(huì)工作異常。RTD電壓可以使用兩個(gè)連接AIN6和AIN5的檢測(cè)引腳進(jìn)行精確測(cè)量。輸入阻抗約為2 M(無緩沖模式，PGA增益= 1)，并且流過檢測(cè)引腳電阻的電流引起的誤差極小。然后，ADC測(cè)量RTD電壓(V6 ? V5) 隨后便可如下所示計(jì)算RTD電阻： 測(cè)量值是一個(gè)比例值，且與精確的外部基準(zhǔn)電壓無關(guān)，而僅與1.5 kΩ電阻容差有關(guān)。此外，四線式配置可消除引腳電阻相關(guān)的誤差。 ADuCM360提供帶緩沖與不帶緩沖的輸入選項(xiàng)。如果激活內(nèi)部緩沖器，則輸入電壓必須大于100 mV。1 k/36 電阻分壓器能為RTD提供115 mV偏置電壓，允許以緩沖方式工作。在無緩沖模式下，J3端點(diǎn)4可以接地，并連接接地屏蔽，以減少噪聲。 三線式連接是另一種使用廣泛的RTD配置，可消除引腳電阻誤差，如圖6所示。 圖6.三線式RTD連接配置 ? 第二個(gè)匹配的IEXC電流源(AIN5/IEXC)在引腳電阻上形成一個(gè)電壓，并與端點(diǎn)3串聯(lián)，消除與端點(diǎn)1串聯(lián)的引腳電阻上的壓降。因此，測(cè)得的V8 ? V5電壓不存在引腳電阻誤差。 圖7顯示了雙線式RTD配置，無引腳電阻補(bǔ)償。 圖7.雙線式RTD連接配置 ? 雙線式配置是成本最低的電路，適用于非關(guān)鍵型應(yīng)用、短路RTD連接以及較高電阻RTD(比如Pt1000)等。 電導(dǎo)率理論 材料或液體的電阻率ρ定義為：當(dāng)立方體形狀的材料反面完全導(dǎo)電接觸時(shí)，該材料的電阻。其他形狀材料的電阻R可按以下方式計(jì)算： 其中 L是接觸距離 A是接觸面積。 電阻率的測(cè)量單位為Ωcm。當(dāng)接觸1 cm × 1 cm × 1 cm立方體的反面時(shí)，1 Ωcm材料的電阻為1 Ω。 電導(dǎo)是電阻的倒數(shù)，電導(dǎo)率是電阻率的倒數(shù)。電導(dǎo)的測(cè)量單位為西門子(S)，電導(dǎo)率的測(cè)量單位為S/cm、mS/cm或μS/cm。 所有水溶液都在一定程度上導(dǎo)電。向純水中添加電解質(zhì)，例如鹽、酸或堿，可以提高電導(dǎo)率并降低電阻率。 在此電路筆記中，Y為電導(dǎo)率的通用符號(hào)，測(cè)量單位為S/cm、mS/cm或μS/cm。但在很多情況下，為了方便起見，我們會(huì)省略距離項(xiàng)，電導(dǎo)率僅表示為S、mS或μS。 電導(dǎo)率系統(tǒng)通過電子元件連接到沉浸在溶液中的傳感器(稱為電導(dǎo)池)來測(cè)量電導(dǎo)率，如圖8所示。 圖8.電導(dǎo)池與EVAL-CN0359-EB1Z實(shí)現(xiàn)對(duì)接 ? 電子電路對(duì)傳感器施加交流電壓，并測(cè)量產(chǎn)生的電流大小，電流與電導(dǎo)率相關(guān)。由于電導(dǎo)率具有很大溫度系數(shù)(最高達(dá)到4%/°C)，因此電路中集成了必需的溫度傳感器，用于將讀數(shù)調(diào)整為標(biāo)準(zhǔn)溫度，通常為25°C (77°F)。對(duì)溶液進(jìn)行測(cè)量時(shí)，必須考慮水本身的電導(dǎo)率的溫度系數(shù)。為了精確地補(bǔ)償溫度，必須使用第二個(gè)溫度傳感器和補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。 接觸型傳感器通常包括相互絕緣的兩個(gè)電極。電極通常為316型不銹鋼、鈦鈀合金或石墨，具有特定的大小和間距，以提供已知的電導(dǎo)池常數(shù)。從理論上說，1.0/cm的電導(dǎo)池常數(shù)表示兩個(gè)電極，每個(gè)電極面積為1 cm2，間距為1 cm。對(duì)于特定的工作范圍，電導(dǎo)池常數(shù)必須與測(cè)量系統(tǒng)相匹配。例如，如果在電導(dǎo)率為1 μS/cm的純水中使用電導(dǎo)池常數(shù)為1.0/cm的傳感器，則電導(dǎo)池的電阻為1 MΩ。相反，相同電導(dǎo)池在海水中的電阻為30 Ω，由于電阻比過大，普通儀器很難在僅有一個(gè)電導(dǎo)池常數(shù)情況下精確測(cè)量此類極端情況。 對(duì)1 μS/cm溶液進(jìn)行測(cè)量時(shí)，電導(dǎo)池配置了大面積電極，相距很小的間距。例如，對(duì)于電導(dǎo)池常數(shù)為0.01/cm的電導(dǎo)池，其電導(dǎo)池電阻測(cè)量值約為10,000 Ω，而非1 MΩ。精確測(cè)量10,000 Ω(而非1 MΩ)比較容易；因此，對(duì)于超純水和高電導(dǎo)率海水，使用具有不同電導(dǎo)池常數(shù)的電導(dǎo)池，測(cè)量儀表可在相同的電導(dǎo)池電阻范圍內(nèi)工作。 電導(dǎo)池常數(shù)K定義為電極之間距離L與電極面積A的比值 有兩類電導(dǎo)池：一類采用兩個(gè)電極，另一類采用四個(gè)電極，如圖9所示。電極通常稱為極點(diǎn)。 圖9.雙極點(diǎn)和四極點(diǎn)電導(dǎo)池 ? 雙極點(diǎn)傳感器比較適合低電導(dǎo)率測(cè)量時(shí)使用，比如純凈水和各種生物與醫(yī)藥液體。四極點(diǎn)傳感器更適合高傳導(dǎo)率測(cè)量，比如廢水和海水分析。 雙極點(diǎn)電導(dǎo)池的電導(dǎo)池常數(shù)范圍大致是從0.1/cm到1/cm，而四極點(diǎn)電導(dǎo)池的電導(dǎo)池常數(shù)范圍是從1/cm到10/cm。 四極點(diǎn)電導(dǎo)池可以消除電極極化和場(chǎng)效應(yīng)引起的誤差；這些誤差可能會(huì)干擾測(cè)量 電極的實(shí)際配置可以是平行環(huán)、同軸導(dǎo)體等，而不會(huì)是如圖8所示的簡單平行板。 無論電導(dǎo)池為何種類型，都不可在電極上施加直流電壓，因?yàn)橐后w中的離子會(huì)在電極表面聚集，從而導(dǎo)致極化效應(yīng)并產(chǎn)生測(cè)量誤差，更有可能損壞電極。 若采用同軸傳感器，則應(yīng)當(dāng)密切關(guān)注傳感器屏蔽。屏蔽必須連接與盛放液體的金屬容器相同的電位。如果容器接地，則屏蔽必須連接電路板的接地端(J5的引腳5)。 CN-0359電路允許的可編程激勵(lì)電壓范圍為100 mV至10 V，并且R23 (1 kΩ)串聯(lián)電阻將最大電導(dǎo)池電流限制為10 mA。最根本的預(yù)防措施是不要超過電導(dǎo)池激勵(lì)電壓或激勵(lì)電流的額定值。 電源電路 為了簡化系統(tǒng)要求，所有必需的電壓(±15 V和+3.3 V)均由4 V至7 V單電源產(chǎn)生，如圖10所示。 ADP2300降壓調(diào)節(jié)器產(chǎn)生電路板所需的3.3 V電源電壓。該設(shè)計(jì)基于可供下載的ADP230x降壓調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)工具。 ADP1613升壓調(diào)節(jié)器產(chǎn)生+15 V調(diào)節(jié)電源電壓以及?15 V未調(diào)節(jié)電源電壓。?15 V電源電壓采用電荷泵產(chǎn)生。該設(shè)計(jì)基于 ADP161x 升壓調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)工具。 有關(guān)電源的選擇與設(shè)計(jì)詳情請(qǐng)參閱www.analog.com/ADIsimPower。 采用正確的布局和接地技術(shù)以避免開關(guān)調(diào)節(jié)器噪聲耦合至模擬電路。更多詳情，請(qǐng)參考 線性電路設(shè)計(jì)手冊(cè) 、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換手冊(cè) 、 指南MT-031和指南MT-101。 圖10.電源電路 ? 圖11顯示LCD背光驅(qū)動(dòng)器電路。 圖11. LCD背光驅(qū)動(dòng)器 ? 每半個(gè)AD8592 運(yùn)算放大器均用作60 mA電流源，為LCD背光電流供電。AD8592的源電流和吸電流最大值為250 mA，內(nèi)置100 nF電容以確保軟啟動(dòng)。 軟件操作和用戶界面 EVAL-CN0359-EB1Z預(yù)加載了進(jìn)行電導(dǎo)率測(cè)量所需的代碼。代碼在CN-0359設(shè)計(jì)支持包的CN0359-SourceCode.zip文件中。 CN-0359具有直觀且易于使用的用戶界面。所有用戶輸入均來自雙功能按鈕/旋轉(zhuǎn)編碼器旋鈕。編碼器旋鈕可順時(shí)針旋轉(zhuǎn)或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)(無機(jī)械停止)，也可用作按鈕。 圖12是EVAL-CN0359-EB1Z板的照片，顯示了LCD顯示器和編碼器旋鈕位置。 圖12.EVAL-CN0359-EB1Z板照片，顯示測(cè)量模式下的主畫面 ? 連線后，板上的電導(dǎo)池和RTD上電。LCD屏幕如圖12所示。 按下編碼器旋鈕可進(jìn)入設(shè)置菜單，然后輸入EXC Voltage(EXC電壓)、EXC Frequency(EXC頻率)、TEMP Coecient(溫度系數(shù))以及Cell Constant(電導(dǎo)池常數(shù))，如圖13所示。 圖13. LCD顯示屏 ? 旋轉(zhuǎn)旋鈕可上下移動(dòng)光標(biāo)，選定各種參數(shù)。 將光標(biāo)定位在 EXC Voltage(EXC電壓)然后按下旋鈕，直至點(diǎn)擊打開菜單。旋轉(zhuǎn)旋鈕，將光標(biāo)定位到待設(shè)置數(shù)字的第一位數(shù)。按下按鈕，光標(biāo)閃爍。旋轉(zhuǎn)旋鈕改變數(shù)字，待出現(xiàn)所需數(shù)字時(shí)按下旋鈕。完成所有數(shù)字位數(shù)的設(shè)置后，將光標(biāo)定位到Save(保存)，然后按下按鈕保存設(shè)置。 繼續(xù)執(zhí)行這些操作步驟，設(shè)置EXC Frequency(EXC頻率)、TEMP Coeffcient(溫度系數(shù))和Cell Constant(電導(dǎo)池常數(shù))。 完成全部常數(shù)的設(shè)置后，選擇RETURN TO HOME(返回主屏幕)，然后按下旋鈕。至此，系統(tǒng)準(zhǔn)備就緒，可進(jìn)行測(cè)量。 如果輸入允許范圍外的數(shù)字，則蜂鳴器鳴響。 如果未正確連接電導(dǎo)池，則屏幕顯示Sensor Incorrect(傳感器不正確)。 如果未正確連接RTD，則屏幕顯示RTD Incorrect use 25°C(RTD不正確，使用25°C)；此時(shí)系統(tǒng)依然可以在不連接RTD的情況下執(zhí)行測(cè)量，但使用25°C作為補(bǔ)償溫度。 CN0359 全自動(dòng)高性能電導(dǎo)率測(cè)量系統(tǒng) 圖 1 中的電路是一個(gè)完全獨(dú)立自足、微處理器控制的高精 度電導(dǎo)率測(cè)量系統(tǒng)，適用于測(cè)量液體的離子含量、水質(zhì)分 析、工業(yè)質(zhì)量控制以及化學(xué)分析。 經(jīng)過仔細(xì)選擇的精密信號(hào)調(diào)理元件組合可在 0.1 μS 至 10 S (10 MΩ 至 0.1 Ω) 電導(dǎo)率范圍內(nèi)提供優(yōu)于 0.3% 的精度，且無 需校準(zhǔn)。 針對(duì) 100 Ω 或 1000 Ω 鉑 (Pt) 電阻溫度檢測(cè)器 (RTD) 提供自動(dòng) 檢測(cè)功能，允許以室溫為參考測(cè)量電導(dǎo)率。 系統(tǒng)支持雙線式或四線式電導(dǎo)池以及雙線式、三線式或四 線式 RTD ，以提高精度和靈活性。 該電路能以極小的直流失調(diào)產(chǎn)生精確交流激勵(lì)電壓，從而 避免電導(dǎo)率電極上的極化電壓受損。交流激勵(lì)的幅度和頻 率為用戶可編程。 創(chuàng)新的同步采樣技術(shù)可將激勵(lì)電壓和電流的峰峰值幅度轉(zhuǎn) 化為直流值，這樣不僅提升了精度，同時(shí)簡化了內(nèi)置于精 密模擬微控制器的雙通道 24 位 Σ-Δ 型 ADC 對(duì)于信號(hào)的處理。 采用 LCD 顯示器和編碼器按鈕實(shí)現(xiàn)直觀的用戶界面。該電 路可以按需使用 RS-485 接口實(shí)現(xiàn)與 PC 的通信，并采用 4 V 至 7 V 單電源供電。 圖 1. 高性能電導(dǎo)率測(cè)量系統(tǒng) ( 原理示意圖：未顯示所有連接和去耦 ) CN0359 CN0359

• 自動(dòng)電導(dǎo)率測(cè)量系統(tǒng)
• 獨(dú)立自足
• 微處理器控制
• 溫度補(bǔ)償

(analog)