RM新时代网站-首页

0
  • 聊天消息
  • 系統(tǒng)消息
  • 評論與回復(fù)
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學(xué)習(xí)在線課程
  • 觀看技術(shù)視頻
  • 寫文章/發(fā)帖/加入社區(qū)
會員中心
創(chuàng)作中心

完善資料讓更多小伙伴認識你,還能領(lǐng)取20積分哦,立即完善>

3天內(nèi)不再提示

全自動高性能電導(dǎo)率測量系統(tǒng)參考設(shè)計

ADI智庫 ? 來源:ADI智庫 ? 2023-09-07 12:28 ? 次閱讀

隨著水質(zhì)監(jiān)測變得日益重要,人們開發(fā)了多種相關(guān)傳感器信號調(diào)理電路。水質(zhì)的測量指標包括細菌數(shù)、pH值、化學(xué)成分、濁度和電導(dǎo)率。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。本文介紹的參考設(shè)計CN0359是一款完全獨立自足、微處理器控制的高精度電導(dǎo)率測量系統(tǒng),適用于測量液體的離子含量、水質(zhì)分 析、工業(yè)質(zhì)量控制以及化學(xué)分析。

CN0359的特性

經(jīng)過仔細選擇的精密信號調(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。

針對 100 Ω 或 1000 Ω 鉑 (Pt) 電阻溫度檢測器 (RTD) 提供自動檢測功能,允許以室溫為參考測量電導(dǎo)率。

CN0359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。

下圖電路能以極小的直流失調(diào)產(chǎn)生精確交流激勵電壓,從而避免電導(dǎo)率電極上的極化電壓受損。交流激勵的幅度和頻 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 對于信號的處理。

采用 LCD 顯示器和編碼器按鈕實現(xiàn)直觀的用戶界面。該電路可以按需使用 RS-485 接口實現(xiàn)與 PC 的通信,并采用 4 V 至 7 V 單電源供電。

e295d820-4d33-11ee-a25d-92fbcf53809c.png

圖 1. 高性能電導(dǎo)率測量系統(tǒng) ( 原理示意圖:未顯示所有連接和去耦 )

電路描述

電導(dǎo)池的激勵方波通過使用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)都會在一段時間之后損壞電導(dǎo)池。

+VEXC和?VEXC電壓由ADA4077-2算放大器(U9A和U9B)產(chǎn)生,這兩個電壓的幅度由ADuCM360的DAC輸出控制,如圖2所示。

e2bb8d04-4d33-11ee-a25d-92fbcf53809c.png

圖2. 激勵電壓源

ADA4077-2失調(diào)電壓典型值為15 μV(A級),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)生對稱方波信號。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)進行測量。U15正輸入由ADA4000-1(U14)緩沖。選擇ADA4000-1是因為它具有5 pA低偏置電流,可較大程度減少低電導(dǎo)率相關(guān)的低電流測量誤差。AD8253的負輸入不需要緩沖。

同步采樣級可以消除U14和U15的失調(diào)電壓,從而不影響測量精度。

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%建立時間為1.8 μs(G = 1000)。其共模抑制典型值為120 dB。

U19 (ADA4627-1) 級是一個精密電流-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的理想選擇。120 μV失調(diào)誤差產(chǎn)生的對稱誤差僅為120 μV/10 V = 12 ppm。ADA4627-1失調(diào)電壓為120 μV(典型值,A級),偏置電流為1 pA(典型值),壓擺率為40 V/μs,0.01%建立時間為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基準電壓。

下面介紹電壓通道信號路徑上的其余器件(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)信號以供ADG1419開關(guān)使用,并且還能產(chǎn)生PWM1和PWM2同步信號供同步采樣級使用。電導(dǎo)池的電壓和三個時序波形如圖3所示。

e2d37a9a-4d33-11ee-a25d-92fbcf53809c.png

圖3. 電導(dǎo)池電壓和采樣保持時序信號

AD8253儀表放大器(U15)輸出驅(qū)動兩個并行的采樣保持電路;這兩個電路由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,輸入信號最高可達±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信號使U10采樣保持緩沖器可在傳感器電壓的負周期采樣,然后保持直至下一個采樣周期。因此,U10采樣保持緩沖器輸出等于傳感器電壓方波負幅度對應(yīng)的直流電平。

類似地,PWM2信號使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。對于100 Hz激勵頻率而言,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,其誤差貢獻可以忽略不計。

信號鏈上位于ADC前面的最后一級是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,因此誤差貢獻可以忽略不計。

衰減器級可將±10 V最大信號降低為±1.6 V,共模電壓為+1.65 V。該范圍為與ADuCM360ADC輸入范圍相當,即采用3.3 V AVDD電源時為0 V至3.3 V (1.65 V ± 1.65 V)。

衰減器級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。

e2f89758-4d33-11ee-a25d-92fbcf53809c.jpg

等式7顯示電導(dǎo)率測量取決于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。

從該點開始,VOUT1和VOUT2信號鏈的電阻便決定了總系統(tǒng)精度

軟件將每個AD8253的增益按如下所述進行設(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增益在下一個樣本增加10倍。

Tips

上文提到的眾多產(chǎn)品均可在ADI 中國在線商城直接下單采購。ADI 中國在線商城采用現(xiàn)貨銷售,購物車可按整包或片數(shù)自定義輸入產(chǎn)品數(shù)量,人民幣結(jié)算系統(tǒng)支持國內(nèi)多種主流線上支付方式幫您輕松免除報關(guān)煩惱。

e313bc2c-4d33-11ee-a25d-92fbcf53809c.png

系統(tǒng)精度測量

下列4個電阻影響VOUT1電壓通道的精度:R19、R20、R29和R31。

下列5個電阻影響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)計支持包中。

在實際應(yīng)用中,電阻更有可能采取RSS方式進行組合,且正或負信號鏈上的電阻容差導(dǎo)致的RSS誤差為√5 × 0.1% = 0.22%。

使用1 Ω至1 MΩ(1 S至1 ΩS)精密電阻進行精度測量,以仿真電導(dǎo)池。圖4顯示了結(jié)果,最大誤差不到 0.1%。

e36ed1ca-4d33-11ee-a25d-92fbcf53809c.png

圖4. 系統(tǒng)誤差(%)與電導(dǎo)率(1 μS至1 S)的關(guān)系

RTD測量

電導(dǎo)率測量系統(tǒng)精度只有經(jīng)過溫度補償才能達到最佳。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)溫度補償?shù)臏y量儀器。溶液溫度系數(shù)在某種程度上是非線性的,通常還隨著實際電導(dǎo)率變化。因此,在實際測量溫度下進行校準可以達到最佳精度。

ADuCM360 內(nèi)置兩個匹配的軟件可配置激勵電流源。它們可單獨配置,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Pt100或Pt1000 RTD輕松執(zhí)行雙線式、三線式或四線式測量。在設(shè)置過程中,軟件還能自動檢測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現(xiàn),無需改變外部跳線設(shè)置。

圖5顯示了四線式RTD配置。

e385f396-4d33-11ee-a25d-92fbcf53809c.png

圖5. 四線式RTD連接配置

每個連接遠程RTD的引腳寄生電阻以RP表示。激勵電流(IEXC)流過1.5 kΩ精密電阻和RTD。片上ADC測量電阻(V7?V8)兩端的電壓。

選擇R13電阻和IEXC激勵電流值,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電流源會工作異常。RTD電壓可以使用兩個連接AIN6和AIN5的檢測引腳進行精確測量。輸入阻抗約為2 M(無緩沖模式,PGA增益= 1),并且流過檢測引腳電阻的電流引起的誤差極小。然后,ADC測量RTD電壓(V6 ? V5)

隨后便可如下所示計算RTD電阻:

e3a80fe4-4d33-11ee-a25d-92fbcf53809c.jpg

測量值是一個比例值,且與精確的外部基準電壓無關(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。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。

e3bed328-4d33-11ee-a25d-92fbcf53809c.png

圖6. 三線式RTD連接配置

第二個匹配的IEXC電流源(AIN5/IEXC)在引腳電阻上形成一個電壓,并與端點3串聯(lián),消除與端點1串聯(lián)的引腳電阻上的壓降。因此,測得的V8 ? V5電壓不存在引腳電阻誤差。

圖7顯示了雙線式RTD配置,無引腳電阻補償。

e3ef6056-4d33-11ee-a25d-92fbcf53809c.png

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:當立方體形狀的材料反面完全導(dǎo)電接觸時,該材料的電阻。其他形狀材料的電阻R可按以下方式計算:

e4159334-4d33-11ee-a25d-92fbcf53809c.jpg

其中
L是接觸距離
A是接觸面積

電阻率的測量單位為Ωcm。當接觸1 cm × 1 cm × 1 cm立方體的反面時,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)的測量單位為西門子(S),電導(dǎo)率的測量單位為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,測量單位為S/cm、mS/cm或μS/cm。但在很多情況下,為了方便起見,我們會省略距離項,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)來測量電導(dǎo)率,如圖8所示。

e4293e3e-4d33-11ee-a25d-92fbcf53809c.png

圖8. 電導(dǎo)池與EVAL-CN0359-EB1Z實現(xiàn)對接

電子電路對傳感器施加交流電壓,并測量產(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)整為標準溫度,通常為25°C (77°F)。對溶液進行測量時,必須考慮水本身的電導(dǎo)率的溫度系數(shù)。為了精確地補償溫度,必須使用第二個溫度傳感器和補償網(wǎng)絡(luò)

接觸型傳感器通常包括相互絕緣的兩個電極。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)表示兩個電極,每個電極面積為1 cm2,間距為1 cm。對于特定的工作范圍,電導(dǎo)池常數(shù)必須與測量系統(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電導(dǎo)池常數(shù)情況下精確測量此類極端情況。

對1 μS/cm溶液進行測量時,電導(dǎo)池配置了大面積電極,相距很小的間距。例如,對于電導(dǎo)池常數(shù)為0.01/cm的電導(dǎo)池,其電導(dǎo)池電阻測量值約為10,000 Ω,而非1 MΩ。精確測量10,000 Ω(而非1 MΩ)比較容易;因此,對于超純水和高電導(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

e462ce10-4d33-11ee-a25d-92fbcf53809c.jpg

有兩類電導(dǎo)池:一類采用兩個電極,另一類采用四個電極,如圖9所示。電極通常稱為極點。

e4714a94-4d33-11ee-a25d-92fbcf53809c.png

圖9. 雙極點和四極點電導(dǎo)池

雙極點傳感器比較適合低電導(dǎo)率測量時使用,比如純凈水和各種生物與醫(yī)藥液體。四極點傳感器更適合高傳導(dǎo)率測量,比如廢水和海水分析。

雙極點電導(dǎo)池的電導(dǎo)池常數(shù)范圍大致是從0.1/cm到1/cm,而四極點電導(dǎo)池的電導(dǎo)池常數(shù)范圍是從1/cm到10/cm。

四極點電導(dǎo)池可以消除電極極化和場效應(yīng)引起的誤差;這些誤差可能會干擾測量。

電極的實際配置可以是平行環(huán)、同軸導(dǎo)體等,而不會是如圖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,因為液體中的離子會在電極表面聚集,從而導(dǎo)致極化效應(yīng)并產(chǎn)生測量誤差,更有可能損壞電極。

若采用同軸傳感器,則應(yīng)當密切關(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)池激勵電壓或激勵電流的額定值。

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。

e482ebaa-4d33-11ee-a25d-92fbcf53809c.png

圖10. 電源電路

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)計基于可供下載的ADP230x降壓調(diào)節(jié)器設(shè)計工具。

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)計基于 ADP161x 升壓調(diào)節(jié)器設(shè)計工具。

有關(guān)電源的選擇與設(shè)計詳情請參閱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,請參考線性電路設(shè)計手冊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換手冊、指南MT-031《實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的接地并解開"AGND"和"DGND"的謎團》和指南MT-101《去耦技術(shù)》。

圖11顯示LCD背光驅(qū)動器電路。

e4ad77ee-4d33-11ee-a25d-92fbcf53809c.png

圖11. LCD背光驅(qū)動器

每半個AD8592 運算放大器均用作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。

軟件操作和用戶界面

EVAL-CN0359-EB1Z預(yù)加載了進行電導(dǎo)率測量所需的代碼。代碼在CN-0359設(shè)計支持包的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。編碼器旋鈕可順時針旋轉(zhuǎn)或逆時針旋轉(zhuǎn)(無機械停止),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。

e20ad216-4d33-11ee-a25d-92fbcf53809c.png

圖12. EVAL-CN0359-EB1Z板照片,顯示測量模式下的主畫面

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。

e54efea2-4d33-11ee-a25d-92fbcf53809c.png

圖13. LCD顯示屏

旋轉(zhuǎn)旋鈕可上下移動光標,選定各種參數(shù)

將光標定位在 EXC Voltage(EXC電壓)然后按下旋鈕,直至點擊打開菜單。旋轉(zhuǎn)旋鈕,將光標定位到待設(shè)置數(shù)字的第一位數(shù)。按下按鈕,光標閃爍。旋轉(zhuǎn)旋鈕改變數(shù)字,待出現(xiàn)所需數(shù)字時按下旋鈕。完成所有數(shù)字位數(shù)的設(shè)置后,將光標定位到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)準備就緒,可進行測量。

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);此時系統(tǒng)依然可以在不連接RTD的情況下執(zhí)行測量,但使用25°C作為補償溫度。

常見變化

CN-0359 中的系統(tǒng)采用 ADuCM360 精密模擬微控制器,實 現(xiàn)高度集成的電導(dǎo)率測量。

如果用戶希望采用分立式 ADC ,則AD7794 24-位, Σ-Δ ADC是一個不錯的選擇。

電路評估與測試

本電路采用 EVAL-CN0359-EB1Z 評估板、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)率測量以 25°C 為基準

設(shè)置

執(zhí)行下列步驟,設(shè)置待評估電路:

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 。

雙線式電導(dǎo)池:將一個電極連接至 J5 引腳 1 和引腳 2 ;將第二個電極連接至 J5 引腳 3 和引腳 4 。

如果電導(dǎo)池具有屏蔽,則將其連接至 J5 引腳 5 。

四線式 RTD( 參見圖 5) :將正電流激勵導(dǎo)線連接至 J3 引 腳 1 ;將正電壓檢測導(dǎo)線連接至 J3 引腳 2 。將負電流激 勵導(dǎo)線連接至 J3 引腳 4 ;將負電壓檢測導(dǎo)線連接至 J3 引腳 3 。

三線式 RTD( 參見圖 6) :將正電流激勵導(dǎo)線連接至 J3 引 腳 1 ;將負電流激勵導(dǎo)線連接至 J3 引腳 4 。將負電壓檢 測導(dǎo)線連接至 J3 引腳 3 。

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 。

如果 RTD 導(dǎo)線具有屏蔽,則將屏蔽連接至 J5 引腳 5 。

按下列要求連接電導(dǎo)池:

按下列要求連接 RTD( 若使用 ) :

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。如果屏幕顯示錯誤信息且蜂鳴器鳴響 20 次以 上,則檢查傳感器連接。

針對原型開發(fā)的連接

根據(jù)設(shè)計, 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 與此板實現(xiàn)接口。連接器 J4 是一個 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。

e57b5b82-4d33-11ee-a25d-92fbcf53809c.png

圖 14. 測試設(shè)置功能框圖

Tips

CN0359評估板可在ADI 中國在線商城直接購買,點擊文末“閱讀原文”即可一鍵加購。

文提到的眾多產(chǎn)品也均可在ADI 中國在線商城直接下單采購。ADI 中國在線商城采用現(xiàn)貨銷售,購物車可按整包或片數(shù)自定義輸入產(chǎn)品數(shù)量,人民幣結(jié)算系統(tǒng)支持國內(nèi)多種主流線上支付方式幫您輕松免除報關(guān)煩惱。

e313bc2c-4d33-11ee-a25d-92fbcf53809c.png

審核編輯:湯梓紅

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
  • lcd
    lcd
    +關(guān)注

    關(guān)注

    34

    文章

    4422

    瀏覽量

    167391
  • 測量系統(tǒng)
    +關(guān)注

    關(guān)注

    2

    文章

    537

    瀏覽量

    41384
  • 參考設(shè)計
    +關(guān)注

    關(guān)注

    1

    文章

    88

    瀏覽量

    16757
  • 評估板
    +關(guān)注

    關(guān)注

    1

    文章

    533

    瀏覽量

    29304
  • 電導(dǎo)率
    +關(guān)注

    關(guān)注

    1

    文章

    203

    瀏覽量

    13920

原文標題:全自動高性能電導(dǎo)率測量系統(tǒng)參考設(shè)計推薦,配套評估板可一鍵加購

文章出處:【微信號:ADI智庫,微信公眾號:ADI智庫】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

收藏 人收藏

    評論

    相關(guān)推薦

    最近在做水質(zhì)儀 測溫度和TDS 電導(dǎo)率的 卡在溫度與電導(dǎo)率關(guān)系,電導(dǎo)率測量

    最近在做水質(zhì)儀 測溫度和TDS 電導(dǎo)率的 卡在溫度與電導(dǎo)率關(guān)系,電導(dǎo)率測量上。電導(dǎo)率的求解算法 以及溫度和
    發(fā)表于 10-13 19:01

    ADI 最受歡迎的10款參考電路

    全自動高性能電導(dǎo)率測量系統(tǒng)該電路是一個完全獨立自足、微處理器控制的高精 度電導(dǎo)率
    發(fā)表于 12-26 21:26

    2017年,ADI 最受網(wǎng)友追捧的10款『參考電路』

    了傳統(tǒng)肖特基二極管保護電路的相關(guān)漏 電流誤差。 本電路的應(yīng)用包括過程控制(PLC/DCS模塊)、電池測試、 科學(xué)多通道儀器和色譜儀。Top 3:全自動高性能電導(dǎo)率測量
    發(fā)表于 01-29 18:10

    全自動高性能電導(dǎo)率測量系統(tǒng)

    全自動高性能電導(dǎo)率測量系統(tǒng)是一種完全獨立的微處理器控制,高精度電導(dǎo)率
    發(fā)表于 05-25 15:07

    3700 電磁式電導(dǎo)率傳感器

    檢測感應(yīng)電流的大小,該電流與溶液的電導(dǎo)率成正比。電導(dǎo)率傳感器處理這個信號并顯示相應(yīng)的讀數(shù)。極化、油污和污染等問題都不會影響無電極電導(dǎo)率傳感器的性能。3700E系列
    發(fā)表于 07-27 10:09

    電導(dǎo)率測量基本原理及應(yīng)用

    電導(dǎo)率測量電極一般由測量電極和外部殼體組成,把工業(yè)流程中溶液的電導(dǎo)率值轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電動勢送至測量儀表(即
    發(fā)表于 07-18 11:04 ?145次下載

    全自動自校準電導(dǎo)率測量系統(tǒng)

    隨著水質(zhì)監(jiān)測變得日益重要,人們開發(fā)了多種相關(guān)傳感器和信號調(diào)理電路。水質(zhì)的測量指標包括細菌數(shù)、pH值、化學(xué)成分、濁度和電導(dǎo)率。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
    發(fā)表于 06-08 14:52 ?2311次閱讀
    <b class='flag-5'>全自動</b>自校準<b class='flag-5'>電導(dǎo)率</b><b class='flag-5'>測量</b><b class='flag-5'>系統(tǒng)</b>

    全自動高性能電導(dǎo)率測量系統(tǒng)

    電導(dǎo)率,物理學(xué)概念,指在介質(zhì)中該量與電場強度之積等于傳導(dǎo)電流密度,也可以稱為導(dǎo)電。對于各向同性介質(zhì),電導(dǎo)率是標量;對于各向異性介質(zhì),電導(dǎo)率是張量。生態(tài)學(xué)中,
    發(fā)表于 06-08 15:44 ?43次下載
    <b class='flag-5'>全自動</b><b class='flag-5'>高性能</b><b class='flag-5'>電導(dǎo)率</b><b class='flag-5'>測量</b><b class='flag-5'>系統(tǒng)</b>

    基于高性能、低功耗16 位單片機MSP430F449 設(shè)計的電導(dǎo)率檢測裝置的測量原理

    基于高性能、低功耗16 位單片機MSP430F449 設(shè)計的電導(dǎo)率檢測裝置的測量原理
    發(fā)表于 10-13 08:39 ?12次下載
    基于<b class='flag-5'>高性能</b>、低功耗16 位單片機MSP430F449 設(shè)計的<b class='flag-5'>電導(dǎo)率</b>檢測裝置的<b class='flag-5'>測量</b>原理

    全自動電導(dǎo)率測量系統(tǒng)設(shè)計方案

    所示為高精度、自動化、具溫度校準功能的電導(dǎo)率測量系統(tǒng),非常適合測量液體的離子含量,以及進行水質(zhì)分析、工業(yè)質(zhì)量控制和化學(xué)分析。
    的頭像 發(fā)表于 05-29 16:52 ?3096次閱讀

    CN-0359:全自動高性能電導(dǎo)率測量系統(tǒng)

    CN-0359:全自動高性能電導(dǎo)率測量系統(tǒng)
    發(fā)表于 03-20 18:10 ?12次下載
    CN-0359:<b class='flag-5'>全自動</b><b class='flag-5'>高性能</b><b class='flag-5'>電導(dǎo)率</b><b class='flag-5'>測量</b><b class='flag-5'>系統(tǒng)</b>

    CN0359電導(dǎo)率測量系統(tǒng)用戶指南

    CN0359電導(dǎo)率測量系統(tǒng)用戶指南
    發(fā)表于 04-09 08:42 ?9次下載
    CN0359<b class='flag-5'>電導(dǎo)率</b><b class='flag-5'>測量</b><b class='flag-5'>系統(tǒng)</b>用戶指南

    CN0359 全自動高性能電導(dǎo)率測量系統(tǒng)

    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。針對100 Ω或1000 Ω鉑(Pt)電阻溫度檢測器(RTD)提供自動檢測功能,允許以室溫為參考測量電導(dǎo)率。
    發(fā)表于 06-05 11:54 ?15次下載
    CN0359 <b class='flag-5'>全自動</b><b class='flag-5'>高性能</b><b class='flag-5'>電導(dǎo)率</b><b class='flag-5'>測量</b><b class='flag-5'>系統(tǒng)</b>

    全自動自校準電導(dǎo)率測量系統(tǒng)

    電子電路在傳感器上印上交流電壓,并測量產(chǎn)生的電流的大小,這與電導(dǎo)率有關(guān)。由于電導(dǎo)率具有較大的溫度系數(shù)(高達4%/°C),因此電路中集成了一個集成的溫度傳感器,以將讀數(shù)調(diào)節(jié)到標準溫度,通常為25°C
    的頭像 發(fā)表于 01-05 14:33 ?2352次閱讀
    <b class='flag-5'>全自動</b>自校準<b class='flag-5'>電導(dǎo)率</b><b class='flag-5'>測量</b><b class='flag-5'>系統(tǒng)</b>

    水質(zhì)電導(dǎo)率測量方式(盤點)

    水質(zhì)電導(dǎo)率測量方式(盤點)
    的頭像 發(fā)表于 01-29 13:58 ?1476次閱讀
    RM新时代网站-首页