提高電導率精度對電磁流量計的好處十四

3．3雙頻驅動方法的試驗論證

為了驗證雙頻電導率測量方案，這里設計了一個試驗電路。試驗中要求輸入激勵源為占空比為50％，幅值、頻率連續可調的方波，作為電導率測量電路，輸入激勵源要求頻率和幅值準確、穩定，不然將影響最終測量結果。而一般信號發生器的準確性和穩定性不能滿足測量要求，尤其是幅值指標。為此對信號發生器輸出信號進行整形，高精度電壓基準源MCl403輸入+5V電壓，經過電阻和電位器分壓得到穩定的+2V電壓，經通用高速、高阻運放TL084緩沖進入模擬開關CD4052的O通道，其它通道均接地，INH接地，保證模擬開關上電工作。信號源接入通道選擇引腳B，只要信號源頻率穩定，且能保證提供模擬開關所需要得高低電平就可以了，對信號源幅度的限制大大降低。從模擬開關的連線可以知道隨著信號源方波的加入，模擬開關的0通道和2通道交替選通，從而交替輸出0V電壓和2V電壓即正脈沖。模擬開關與下一

級運放緩沖之間加一手動開關，試驗過程中需要切換正脈沖和信號源。正脈沖經緩沖接到電導率測量電路輸入端。這樣得到的激勵源幅值是很穩定的，且十分準確，僅存在十幾uV的偏差，實際應用中，信號源采用交流方波，且幅值很小，對消除極化效應是有利的。

信號源整形電路

分壓電阻墨(100KQ)，電極模型中溶液電阻R，(1K～10KQ)均采用高精度金屬膜電阻代替。分布電容采用標稱值為500～8000PF的陶瓷電容模擬。電極輸出電壓經高輸入阻抗運放LF356緩沖，運放0P27做精密半波整流，然后經LF356緩沖，RC低通濾波得直流量。電極模型與運放之間加一開關S，在電極輸出和激勵源輸出之間切換。試驗中采用6位半數字萬用表HP34401A讀出電阻的值和電壓值。

運放LF356為場效應管輸入，輸入阻抗高，適于緩沖。且速度較快。運放0P27屬于高精度運放，低噪聲電壓、輸入失調電壓和失調電壓溫漂，輸入失調和失調電流溫漂很小，速度較塊，綜合指標較高。0P27和兩個快速二級管構成的精密整流電路是電導率測量電路的核心部分。普通非線性二級管構成的整流電路受正向壓降、非線性伏安特性和伏安特性的影響，誤差很大，但置于運放的反饋回路中，會大大削弱這種影響，提高非線性電路的精度。本電路中的半波整流完成將交流信號負半周翻轉，正半周削掉的功能。

3．3．1試驗方案

用示波器觀測電路各點波形，定性分析，確保電路能夠正常工作，將開關S1置于Al，選正脈沖輸出，這時激勵源幅值E=lV。S切換到A，取電極輸出。分布電容C。分別取500PF、1000PF、2000PF、4000PF、8000PF作六組試驗，每組試驗液電阻范圍是1K～1MQ。對每一溶液電阻測量時，為保證測量直流量K，K有一定區分度，減小計算誤差，要合理選擇頻率。

避免頻率過高，也可以保證直流量的區分度。試驗中，先用數字萬用表測出的溶液電阻R：值，分布電容C。

為了更能說明問題，將開關Sl切換到B，信號源不經模擬開關，直接到運放，調節信號發生器產生幅值可調的正脈沖，在這種不利條件下進行測量。

將開關s切換到B，測得直流量(可在100HZ條件下測)后乘以2作為計算溶液電阻時用到的激勵源幅值，然后將開關切回A，測量兩個頻率下的直流量，迭代出時間常數，計算出溶液的電阻值。

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