智能电导率仪整体设计方案与电路详解

供电，电导率测量仪通过一条四芯电缆和其他M-bus主设备相连。其中，红白两条线用来供电，蓝绿两条线用来传输信号。主设备向电导率测量仪发送信号时用电压的变化来表示数字1和数字0。而电导率测量仪向主设备发送信号时则采用电流的变化来表示数字0和数字1。这样有利于减少干扰，提高通信的稳定性。

　　测量原理

　　测量中所使用的正弦激励是通过阻抗测试芯片AD5933来实现的，正弦波的频率f和幅值E可以通过单片机来控制。AD5933可以计算出溶液阻抗经过傅里叶变换后的实部R和虚部I（结果保存在AD5933的寄存器中），然后再计算出校准系数A，就可以通过单片机计算出溶液的真实阻抗，进而计算出溶液电导率。另外，由于溶液电导率还受到温度的影响，为了提高测量的准确度还加入了温度电路。由单片机计算得到电导率，再通过由PT100采集到的温度的数值来修正。

　　传感器的结构组成

　　电导率测量仪采用单片机作为主控芯片，主要包括正弦信号发生电路，低通隔离直流滤波电路，传感器的测量电路，信号放大电路，多路模拟开关，温度测量电路，AD转换电路，M-bus通信电路。其中，单片机是整个传感器的控制中枢，通过控制AD5933来调节正弦信号的幅值和频率，读取AD转换器的数据，计算电导率的数值，来控制M-bus总线通信。

　　在设计时，传感器本着节能、高效、低成本的原则进行设计，经过调试改进后能对大多数水溶液进行电导率的测量，使用方便，稳定可靠，基本实现了设计时的要求。