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          完全隔離式電導率測量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

          作者: 時間:2015-07-09 來源:網(wǎng)絡 收藏

            有關測量和標準溶液的更多信息,請參閱Shreiner, R.H和Pratt, K.W的《電解的主要標準和標準參考材料》(2004),NIST特別出版物260-142.

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/277028.htm

            PCB布局考慮

            在任何注重精度的電路中,必須仔細考慮電路板上的電源和接地回路布局。PCB必須盡可能隔離數(shù)字部分和模擬部分。該系統(tǒng)的PCB采用簡單的雙層板堆疊而成,但采用4層板可以得到更好的電磁干擾/射頻干擾(EMI/RFI)性能。

            采用10μF和0.1μF電容對AD8606電源去耦,以適當抑制噪聲并減小紋波。這些電容應盡可能靠近相應器件,0.1μF電容應具有低有效串聯(lián)電阻(ESR)值。對于所有高頻去耦,建議使用陶瓷電容。電源走線必須盡可能寬,以提供低阻抗路徑,并減小電源線路上的毛刺效應。請注意,低ESR旁路電容必須盡可能靠近芯片焊盤。需要并聯(lián)至少兩個電容,以抑制噪聲并減少紋波。對于VDD1和VISO,推薦的電容值是0.1μF和10μF,它們適用于ADuM5000和ADuM1250.較小的電容必須具有低ESR,例如陶瓷電容。低ESR電容末端到輸入電源引腳的走線總長不得超過2 mm.如果旁路電容的走線長度超過2 mm,可能會破壞數(shù)據(jù)。

            設置和編程

            EVAL-CN0349-PMDZ使用CN-0349評估軟件來執(zhí)行校準程序,并從電導池采集數(shù)據(jù)。

            圖7顯示了軟件的校準窗口。單擊“Calibrate”可初始化校準程序。該軟件通過控制ADG715八通道開關,自動執(zhí)行三點校準程序。為了正確執(zhí)行校準程序,必須在三個校準電阻指標中填寫正確的值。在自動校準程序中,軟件在三個校準點進行測量,并將校準系數(shù)(增益系數(shù)G和系統(tǒng)失調NOS)存儲在軟件存儲器中,如“校準程序”部分中所述。針對兩個測量范圍,計算兩個不同的校準系數(shù),并將其存儲在存儲器中(G1和G2,NOS1和NOS2)。執(zhí)行測量時,會根據(jù)選定的范圍,選擇相應的增益系數(shù)和系統(tǒng)失調。

            

           

            圖7 CN-0349軟件校準窗口

            圖8顯示了該軟件的主窗口,其中顯示了不同的測量結果。根據(jù)選擇的范圍,可以執(zhí)行測量,并獲取輸入阻抗、、溫度和補償電導率溫度的值。要正確顯示結果,必須正確選擇探頭校正的數(shù)據(jù)。

            

           

            圖8 CN-0349軟件評估窗口

            電導池常數(shù)必須與用于測量的常數(shù)相同。對于標準電導池,此常數(shù)通常在0.01/cm至10/cm之間。

            失調指標用于失調校正,用mS/cm表示的失調值來更改測量值。

            必須根據(jù)測量的溶液來選擇溫度系數(shù)。當此系數(shù)的值設置為0%/°С時,則不執(zhí)行溫度補償。

            常見變化

            AD8608是AD8605的四通道版本,在需要額外的精密運算放大器時,可以替代AD8606.

            AD8601、AD8602和AD8604分別為單通道、雙通道和四通道軌到軌、輸入和輸出、單電源放大器,具有超低失調電壓和寬信號帶寬等特性,可以替代AD8605、AD8606和AD8608.

            經(jīng)驗證,采用圖中所示的元件值,該電路能夠穩(wěn)定地工作,并具有良好的精度。可以使用其他高精度運算放大器,取代雙通道版本AD8606.可以使用兩個單通道版本AD8605運算放大器,而不是使用AD8606,以便進行PCB布局。

            AD5933阻抗轉換器類似于AD5934,并將片上集成頻率發(fā)生器與12位1 MSPS ADC組合在一起。

            ADM3260是一款支持熱插拔的雙通道I2C隔離器,集成了DC-DC轉換器,可用于取代ADuM5000和ADuM1250組合。

            如果不需要電流隔離,則可將電源和I2C線路直接連接到微處理器。

            電路評估與測試

            EVAL-CN0349-PMDZ板包含要評估的電路,SDP評估板與CN-0349評估軟件一起使用,可從EVAL-CN0349-PMDZ電路板獲取數(shù)據(jù)。

            本電路采用EVAL-CN0349-PMDZ電路板、SDP-PMD-IB1Z和EVAL-SDP-CB1Z系統(tǒng)演示平臺(SDP)評估板。轉接板SDP-PMD-IB1Z和EVAL-SDP-CB1Z板采用120引腳對接連接器。轉接板SDP-PMD-IB1Z和EVAL-CN0349-PMDZ板采用8引腳IMOD對接連接器,可快速進行設置和評估電路性能。

            設備要求

            需要以下設備:

            帶USB端口的Windows XP或Windows Vista(32位)或Windows 7或Windows 8(64位或32位)PC

            EVAL-CN0349-PMDZ電路評估板

            EVAL-SDP-CB1Z SDP評估板

            SDP-PMD-IB1Z轉接板

            6 V電源或壁式電源適配器(EVAL-CFTL-6V-PWRZ )

            CN-0349評估軟件

            集成Pt100傳感器的電導池(例如,Sensorex CS200TC-PT1)

            開始使用

            將CN-0349評估軟件光盤放入PC,加載評估軟件。用戶也可從CN-0349評估軟件中下載最新版的評估軟件。打開“我的電腦”,找到包含評估軟件光盤的驅動器,打開setup.exe.按照屏幕上的提示完成安裝。建議將所有軟件安裝在默認位置。

            

           

            圖9 測試設置功能框圖

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