电导率研制之激励源的初步设计
Maxwell 2D V19 边界和激励设定

一个子菜单随着选择呈现,其中的选项取决于求解器类型。 3. 从子菜单选择一个下述的激励类型 Voltage 电压
Maxwell 中文帮助
~1~
2019.10.15
Charge 电荷 Floating 浮动 Charge Density 电荷密度 Current Density 电流密度 Current 电流 Coil 线圈 End Connection 端部连接 Permanent Magnet Field 永磁场 4. 输入激励类型的名称或接受默认值。 5. 输入希望的参数值、单位和其它激励设置。你也可以输入一个数值函数来确定电压、电
电感测微仪中激励电源的研究

一
如 图 1 示 为螺管 型差 动式 电感 测头 的结 构 。它 所 主要 由测头 1 铁芯 3 以及 两个 电气参 数 和 磁路 相 同 O、 、
的电感 线 圈 2和 4组 成 。传 感 器 测 头 1 测 到 被 测 O检 物 体 的位移 , 通过 测杆 8带 动铁 芯 3产 生 移 动 , 而 使 从 线 圈 24的电感 发 生 变 化 , 、 电感 信 号 再 通 过 引线 1接
中图分 类号 :H12 T 2 文献标 识码 : A
Re e r h o ct t n P we u p y i n u t e M i r me e s a c n Ex i i o r S p l n I d c i c o t r a o v
HONG a —i ITa Xio l,L o
( h n saA rn ui l oai a a dT c n a C l g , h n sa 1 14, hn ) C a gh eoa t a V ct nl n eh i l o ee C a gh 0 2 C ia c o c l 4
智能在线电导率分析仪的设计与实现

Electronic Technology •电子技术Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 93【关键词】电导率分析仪 MSP430单片机 A/D转换 脉冲激励源近年来,随着工业生产过程现代化、自动化、智能化程度的不断提高,在线监控设备的使用也日益广泛。
电导率是溶液在线监控的重要指标之一,因此,能够准确的测量监控溶液的电导率,进而分析溶液的成分有着十分重要的意义。
本文以MSP430F149单片机为控制核心设计了智能在线电导率分析仪,有效降低了分析仪的体积和功耗,大大提高了分析仪的准确性和稳定性,从而满足各类环境的测试要求。
1 电导率测量原理在电解质溶液中,带电的离子在电场的作用下产生移动从而传递电子,因此电解质溶液与金属导体一样,具有导电作用。
电导率的测量原理简单说就是依据欧姆定律测定平行电极间溶液的部分电阻,但是当电流通过电极时,会发生氧化或还原反应,从而改变电极附近溶液的组成,产生极化现象,从而引起电导测量的严重误差,为此采用高频交流电测定法,可以减轻或消除上述极化现象,因为在电极表面的氧化和还原迅速交替进行,其结果可以认为没有氧化或还原发生。
在电解质溶液中放入两个电极,就形成了电导池。
在电极上加上电压,溶液中就有电流流过,溶液所呈现的电阻与电极间距成正比,电极的横截面积成反比,此时溶液的电导为(1)公式中R 为溶液电阻,Ω;ρ为电阻率,Ω•cm ;L 为导体长度,cm ;A 为导体横截面积,cm 2,M 为电导1•Ω-1;S 为电导率,1•(Ω•cm )-1。
则可以得到,相对于电极,间距L 和电极横截面积A 是固定的,即L/A 是一个常数,又称为电极常数K (cm -1)。
当电阻率ρ的倒数用k (µS•cm -1)表示,可以得到溶智能在线电导率分析仪的设计与实现文/李英液的电导G 为: (2)由上式可知,电导率k=KG ,即电导率与电阻的倒数G 有关,只要测出溶液的电阻,通过数据处理就可以得出电导率k 。
压电式脉冲超声波发生器激励电源的设计

压电式脉冲超声波发生器激励电源的设计超声波技术在医学、工业、军事等领域得到了广泛的应用。
而超声波的发生则是关键。
压电式脉冲超声波发生器是一种常用的超声波发生器,其工作原理是利用压电晶体的压电效应产生超声波。
为了更好地发挥超声波的作用,需要一个稳定可靠的激励电源。
因此,本文将对压电式脉冲超声波发生器激励电源的设计进行探讨。
一、压电式脉冲超声波发生器的工作原理压电式脉冲超声波发生器是利用压电晶体的压电效应产生超声波。
当施加外部电场时,晶体会发生形变,从而产生机械振动,进而产生超声波。
由于压电效应的反向性,当施加电场的极性反向时,产生的超声波也是反向的。
二、压电式脉冲超声波发生器激励电源的设计要求1. 稳定性超声波发生器的工作需要一个稳定可靠的激励电源。
如果激励电源不稳定,会导致超声波的频率、振幅等参数不稳定,影响超声波的成像效果。
2. 高效性超声波发生器的激励电源需要具备较高的效率,以确保能够提供足够的电能,使压电晶体产生足够的机械振动,从而产生足够强度的超声波。
3. 可调性超声波的频率、振幅等参数需要根据具体应用场景进行调整。
因此,超声波发生器的激励电源需要具备可调性,以便根据需要进行调整。
三、压电式脉冲超声波发生器激励电源的设计方案1. 采用开关电源开关电源具有高效、稳定、可调等优点,适合用于超声波发生器的激励电源。
开关电源采用高频开关技术,将输入电压转换为高频脉冲信号,再通过变压器、整流、滤波等环节,得到稳定可靠的直流电源输出。
同时,开关电源还具备过载、过压、短路保护等功能,能够保证激励电源的安全性。
2. 采用反馈控制技术为了保证超声波的频率、振幅等参数的稳定性,可以采用反馈控制技术。
通过对超声波发生器输出的信号进行采样,得到超声波的实际频率、振幅等参数,再将其与设定值进行比较,通过反馈控制技术对激励电源的输出进行调整,以保证超声波的稳定性。
3. 采用数字控制技术数字控制技术可以实现对超声波发生器的频率、振幅等参数进行精确控制。
导电传感器电路设计及电导率测量方法研究

导电传感器电路设计及电导率测量方法研究导电传感器是一种常见的传感器类型,用于测量物质的电导率。
电导率是指物质导电性能的量度,对于许多实际应用而言都是非常重要的参数。
本篇文章将重点探讨导电传感器电路设计以及电导率测量方法的研究。
首先,我们将讨论导电传感器电路设计的基本原理。
导电传感器的电路设计需要考虑两个主要方面:传感器的接口电路和信号处理电路。
传感器的接口电路负责将传感器产生的信号转换为可测量的电压或电流信号。
这个电路通常包括电流源、电压源和放大器等元件。
信号处理电路则负责对接口电路输出的信号进行放大、滤波和线性化等操作,以便进行准确的电导率测量。
在导电传感器电路的设计中,一个重要的考虑因素是传感器与电路之间的匹配。
传感器的内阻和电路的输入阻抗之间的匹配是设计过程中必须考虑的关键点。
如果内阻和输入阻抗不匹配,将导致能量损失和信号失真。
因此,为了实现最大的能量转移和信号质量,电路设计师应该选择合适的元件和设计参数,以确保传感器与电路之间的最佳匹配。
另一个重要的设计考虑因素是传感器的灵敏度。
传感器的灵敏度表示传感器输出信号对于输入信号变化的响应程度。
在导电传感器的电路设计中,合适的灵敏度可以提高测量的准确性和可靠性。
为了增加传感器的灵敏度,可以采用放大器和滤波器等元件,以增强传感器产生的信号并降低噪声的影响。
一旦完成了导电传感器电路的设计,下一步就是选择合适的电导率测量方法。
电导率测量方法的选择取决于具体的应用要求和实验条件。
常见的电导率测量方法包括直流电导法、交流电导法和四探头电导法等。
直流电导法是最简单常用的电导率测量方法之一。
它通过测量两个电极之间的电压差和电流,然后计算出电导率。
直流电导法适用于导电率较高的物质,例如盐水和金属等。
交流电导法则通过在测量电极之间施加交变电压,然后测量电极之间的电流来测量电导率。
由于交流电导法不受极化效应的影响,因此对于一些易极化的材料,交流电导法比直流电导法更适用。
双脉冲电导率测量仪设计及实现

《 业 控 制 计 算 机 } 0 1年第 2 工 21 4卷 第 8期
双脉冲电导率测量仪设计及实现
ne l e t Co d c ii ay e t lg n n u t t An lz r i vy
于庆 海 陈 见 阳 ( 大连船舶重工集团, 辽宁 大连 1 6 2 ) 1 0 1
2 双量 电 导 率 原 理 如 图 2所 示 , 中 : 溶 液 电 阻 , 图 R为
C 为 双 电层 电容 , 。 电解 质 电容 ,. C 为 V 为激 励 源 电压 。
度 补偿 , 到 了降 低 温 度 变 化 对 测 量 的 影 响 的 目的 。 达
电 导 率 即溶 液 的 导 电 能力 ,是 溶 液 本 身 固有 的一 种 物 理 化 学 属性 。 文 介绍 了 一种 电 导率 测 量 仪 , 用 双 脉 冲法 测量 电导 本 采 率 , 用 方 波 作 为 激 励 源 , 效 的 减 小 了 极 化 效 应 和 电容 效 应 对 采 有 测 量 的 影 响 , 铂 热 电阻 和 桥 路 检 测 溶 液 温 度 , 过 软 件 进 行 温 用 通
回 圈
K y r sb - i c in lp l a u e n t o , o d cii ,ige s i mirc mp t r q a e wa e p l , S 4 5 e wo d : i dr t a us me s r me tmeh d c n u t t sn l— hp e o e vy co o ue. u r v u eR 一 8 s s
基于C8051F021单片机的电导率表的研制
极 性脉 冲 电压作 为激 励 源 , 可 以连 接 温度 传 感 器 分
别为 P T 1 0 0和 P T 1 0 0 0 的 2种 电 极 , 并具 有 R S 2 3 2
图 1 等 效 电 路
接 口、 R S 4 8 5接 口、 无 线 3种 可选 通信 方式 。
・
其中, 为瞬时电压 ; V . . 为输 出 电 压 ; R 为 射
3 2・
2 0 1 3年 第 9期
祁 俊涛 : 基于 C 8 0 5 1 F 0 2 1单片 机的 电导 率表 的研 制
总第 2 1 3期
导 率表 的智 能化程 度 虽 然 已得 到很 大 提 高 , 但 还存
在稳定性 差 、 精 度低 、 功耗 大 、 数 据 传 输 不 便 等 缺 点 。本 文在 分 析 研 究 电 导 率 测 量 原 理 和 干 扰 因 素 的基 础上 , 设计研 制 了一种 新 型 电导 率表 , 采用 双
c 上的 电压 , C 充 满 了 电 , 等效 于 断 路 。在 t 时刻
的等 效 电 路 如 图 1 ( a ) 所示, 通常情 况下 , c ( F
级) ≥C ( p F级 ) 。 激励 源 的频 率 较 高 时 可 以减 少 C 的影 响 , 这 在低 阻溶 液 测 量 时 效 果 明显 , 而 1单 片机 的 新 型 电 导 率 表 , 该 新 型 电 导 率表 采用 双 极 性 脉 冲 电压 作 为 电 导 率 测 量 的 激 励 源 , 削弱 了
介质电极化现象, 简 化 了 电路 设 计 。 实 验 表 明 , 该 电 导 率表 精 度 和 可 靠 性 高 , 使 用 灵 活方 便 。 关键词 : 电导 率 表 ; 单 片机 ; 双 极 性 脉 冲 电压 ; 温度 补偿 ; 电极 中 图分 类 号 : T D 6 1 4 . 5 文 献标 志 码 : B 文章编号 : 1 0 0 3— 0 5 0 6 ( 2 0 1 3 ) 0 9— 0 0 3 2—0 3
近钻头电阻率随钻测量系统中电流激励源的设计
o PW M q ia e t a e n d t i n r d c s S fS e uv ln rai eal ,i to u e PW M v f r g n r t g m e h d wh c a e n t e d g t lsg a o — wa e o m e e a i t o ih b s d o h i i i n lc n n a to lrd P C3 F a d g v s s fwa e f w h r .Th x e i n a e u t o fr s t e fa i i t ft e d sg . r l s I 3 n ie o t r l e o cat ee p r me t l s lsc n me h e sb l y o h e i n r i i Ke r s e itvt a u e n ; u r n x ia in s u c ; PW M ; iia i n l o to l r y wo d :r s si iy me s r me t c r e te c t t o r e S o d g t ls a n r l g c e
出 9 0Hz 0 正弦 波 电流激励 源 , 将其 用于 地层 电阻 率测 量 中给 发射 天线施 加 交变 激励 电流 , 具有 谐波 含量 少 、 体积 小 以及效 率 高等 特点 。
Ab ta t s r c :Th x ia in o h r n mi ig a t n a i a k y t c n l g n n a - i r ss i i a u e n s wh l e e ct t f t e ta s t n n e n s e e h oo y i e r b t e it t me s r me t i o t v y e
磁感应成像系统激励源的教学实践设计
Te a c h i n g Pr a c t i c a l De s i g n o f An Ex c i t i n g S o u r c e f o r Ma g n e t i c
I n du c t i o n To moT )t o i n t r o d u c e h a r d w a r e d e s i g n i n g t h i n k i n g u s i n g t h e t o o l o f D S P B u i l d e r .C o n s i d e i r n g t h e p a r a me t e r s f o r t h e
过模型仿真 , 验证了设计 激励 源模型 的可行性 。
关键词 : 磁感应成像 ; 激励 源 ; D S P B u i l d e r 中图分类号 : T P 3 0 1 文献标识码 : B 文章编号: 1 0 0 8 - 0 6 8 6( 2 0 1 3 ) 0 1 . 0 0 4 9 - 0 4
s h i t f i n g e x c i t i n g s o u r c e o f MI T , w h i c h i s b a s e d o n t h e p r i n c i p l e s o f d i r e c t d i g i t a l f r e q u e n c y s y n t h e s i s( D D S ) .H o w
t o b ui l d u p t h e mo d e l a n d p r o c e d u r e s u s i n g DS P Bu i l d e r a r e d e s c r i b e d i n d e t a i l s .We v e if r y t h e f e a s i b i l i t y o f t he d e — s i g n e d e x c i t i n g s o u r c e t h r o u g h mo d e s i mu l a t i o n.
智能电导率仪的设计
智能电导率仪的设计Design of Intelligent onductivity Meter曹栓住(山东科技大学电气与自动化工程学院 山东 青岛 266510)Cao Shuan-zhu(Shandong University of Science and Technology Electic and AutomationEngineering College Shandong Qingdao 266510)摘要:智能电导率仪采用交流测量法来测量电导率。
正弦激励的产生是通过阻抗测试芯片AD5933来实现的。
AD5933输出的正弦激加在电导池的电极上,AD5933可以计算出溶液阻抗经过傅里叶变换后阻抗的实部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。
温度补偿电路测量溶液温度,用于修正温度对测量带来的影响。
关键字:溶液电导率;电极极化;正弦激励;滤波、放大;AD 转换 Abstract: Intelligence conductivity meter used AC measurement method measure the conductivity. Using a sine wave as a power incentives. Sinusoidal excitation is generated by impedance test chip AD5933. AD5933 output sinusoidal excitation applied to the electrode conductivity cell, AD5933 impedance solution can be calculated impedance real part R and an imaginary part I after Fourier transform (results stored in the AD5933 registers), and then calculate the calibration coefficients A which can be calculated by the microcontroller, then calculate the solution conductivity. The temperature compensation circuit measures temperature in order to refine resultsKeywords: solution conductivity; electrode polarization; sinusoidal excitation; filtered and amplified; AD conversion1 设计背景电导率是一个衡量水溶液导电能力的电学物理量, 电阻率的倒数为电导率,用希腊字母κ表示(或者γ[1]),κ=1/ρ。
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电导率设计之激励源初步设计
激励源的设计在电导率测试仪的设计中是十分基础和重要的一个部分。
在宋小平的《JONES型电导池测量的LCR电桥等效电路选择》的文章中提到:采用交流测量方法可以有效避免或减少电极极化对溶液电阻测量的影响。
但是,交流测量会将回路中容抗的影响带入电阻测量中。
当然,采用交流测量是通用的方法选择,相比于直流测量,交流所带来的负影响比直流激励导致的严重的极化现象要小很多。
激励源的选择也是仁者见仁,智者见智。
有正弦波,方波,双极型方波,还有脉宽、幅度可调的双极型方波;有低频测量的,500Hz左右,也有相对高频的,2kHz左右的,也有采用双频测量的,更有甚者采用变频测量。
激励幅度有±5V 的,±3.1V,±2V的等等。
因此激励的类型,频率的高低,幅度的大小,有会在一定程度上影响溶液电阻测量的准确性。
为了更好的实验上采取多样化的激励源,为此设计了一个可编程的波形发生器。
也有人在电导率测试仪的开发中使用过。
系统采用AD9833,REF196GP,LF347N一起构建相关的波形发生电路,AD9833和REF196GP的设计参考官方的评估板的部分设计,LF347则是对波形进行调整,完成激励信号的产生。
原理图设计如下:
在《海水淡化电导率在线测量系统研究》一文中有关于AD9833的介绍。
可以略作参考。
电路图的绘制出了一些原则性的错误,元器件中有DIP和SOP封装形式,没注意把所有元器件放在同一面,这样元器件将覆盖焊接点,布线完全错误。
舒迪师兄指导我,将尽快加以改正。
错误的原因在于没有结合实际情况,有些走线无法用热转印方法实现等等一些问题。
下一步的操作就是采用转接小板过渡,重新布线制版。
焊接,程序设计,产生激励源。
对430单片机有一些了解了。
准备采用MSP430F149开发此设备。
本周将完成真有效值电路的设计。
接下来就是自动换挡电路的设计和电源电路的设计了。
对LF347N的电路模块进行了仿真分析,分析工具采用NI的Multisim11.0.电路分析图如下:
激励正弦波信号采用函数发生器产生:0.6Vpp,F=2.6kHz。
示波器观B通道观测激励正弦波信号,A通道观测经过放大器处理之后的信号输出。
截图如下所示。
电路实现的功能是:将正极性的幅度为0.6V左右的正弦波信号放大调整为1.5Vpp的双极性正弦波,作为传感器的激励信号。
电路使用LF347N的B模块构建最大5倍的反相比例放大器,A模块构建同相比例放大器。
计算公式为:
滑动变阻器和共同控制输出电压的大小及直流偏置。
实际使用过程中,使
用示波器观测输出,先调整使输出电压幅度达到要求,然后调整调节直流
偏置。
电路设计的最大输出幅度为3Vpp,理论上可在0~3Vpp的范围内进行调整。
所做的实验就是在不同的频率和不同幅度下,对电导率测量的影响的研究(先收集理论上分析的资料)。
至于如何影响,需要使用标准电导率溶液来进行对比和校正。
AD9833的程序控制已经移植到了MSP430F149开发板上。
经过软件模拟基本功能正常。
AD9833为3线控制器件,为串行时钟线:SCLK;串行数据线:SDATA;输入控制线:FSYNC。
通过对这三根线的控制,可以控制AD9833产生所需要的波形。
可产生的波形包括正弦波,方波,三角波。
28bit的分辨率:在25MHz的参考时钟下,具有0.1Hz的分辨率。
目前的程序是能产生所需要的波形,频率。
输出的是正极性的波形。
由后续电路将其转化成双极性的正弦波信号。
在硬件电路工作正常的情况下,对程序做进一步的丰富和完善。
把激励源这
一块完善。
方便日后的调试工作。