提高电导率精度对电磁流量计的好处十四

3．3双频驱动方法的试验论证

为了验证双频电导率测量方案，这里设计了一个试验电路。试验中要求输入激励源为占空比为50％，幅值、频率连续可调的方波，作为电导率测量电路，输入激励源要求频率和幅值准确、稳定，不然将影响最终测量结果。而一般信号发生器的准确性和稳定性不能满足测量要求，尤其是幅值指标。为此对信号发生器输出信号进行整形，高精度电压基准源MCl403输入+5V电压，经过电阻和电位器分压得到稳定的+2V电压，经通用高速、高阻运放TL084缓冲进入模拟开关CD4052的O通道，其它通道均接地，INH接地，保证模拟开关上电工作。信号源接入通道选择引脚B，只要信号源频率稳定，且能保证提供模拟开关所需要得高低电平就可以了，对信号源幅度的限制大大降低。从模拟开关的连线可以知道随着信号源方波的加入，模拟开关的0通道和2通道交替选通，从而交替输出0V电压和2V电压即正脉冲。模拟开关与下一

级运放缓冲之间加一手动开关，试验过程中需要切换正脉冲和信号源。正脉冲经缓冲接到电导率测量电路输入端。这样得到的激励源幅值是很稳定的，且十分准确，仅存在十几uV的偏差，实际应用中，信号源采用交流方波，且幅值很小，对消除极化效应是有利的。

信号源整形电路

分压电阻墨(100KQ)，电极模型中溶液电阻R，(1K～10KQ)均采用高精度金属膜电阻代替。分布电容采用标称值为500～8000PF的陶瓷电容模拟。电极输出电压经高输入阻抗运放LF356缓冲，运放0P27做精密半波整流，然后经LF356缓冲，RC低通滤波得直流量。电极模型与运放之间加一开关S，在电极输出和激励源输出之间切换。试验中采用6位半数字万用表HP34401A读出电阻的值和电压值。

运放LF356为场效应管输入，输入阻抗高，适于缓冲。且速度较快。运放0P27属于高精度运放，低噪声电压、输入失调电压和失调电压温漂，输入失调和失调电流温漂很小，速度较块，综合指标较高。0P27和两个快速二级管构成的精密整流电路是电导率测量电路的核心部分。普通非线性二级管构成的整流电路受正向压降、非线性伏安特性和伏安特性的影响，误差很大，但置于运放的反馈回路中，会大大削弱这种影响，提高非线性电路的精度。本电路中的半波整流完成将交流信号负半周翻转，正半周削掉的功能。

3．3．1试验方案

用示波器观测电路各点波形，定性分析，确保电路能够正常工作，将开关S1置于Al，选正脉冲输出，这时激励源幅值E=lV。S切换到A，取电极输出。分布电容C。分别取500PF、1000PF、2000PF、4000PF、8000PF作六组试验，每组试验液电阻范围是1K～1MQ。对每一溶液电阻测量时，为保证测量直流量K，K有一定区分度，减小计算误差，要合理选择频率。

避免频率过高，也可以保证直流量的区分度。试验中，先用数字万用表测出的溶液电阻R：值，分布电容C。

为了更能说明问题，将开关Sl切换到B，信号源不经模拟开关，直接到运放，调节信号发生器产生幅值可调的正脉冲，在这种不利条件下进行测量。

将开关s切换到B，测得直流量(可在100HZ条件下测)后乘以2作为计算溶液电阻时用到的激励源幅值，然后将开关切回A，测量两个频率下的直流量，迭代出时间常数，计算出溶液的电阻值。

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