論文設計-鹽度控制器系統(tǒng)設計-文庫吧
2024-12-29 18:16 本頁面
【正文】 6HZ 和ω=ω0=Z1= R+ =Z2==由?=1596HZ= R取10K得C=1596=9﹒977109F=9﹒977103181。F=約取C1=C2=0﹒01181。F 由振蕩器平衡條件AV≈3=1+Rf/R1=又由AV==1+≈3可得≈2 取Rf為6﹒7KΩ，R1取3﹒3KΩ又輸出有效電壓V1Om=10mv 得VOmmax=10mv=傳感器電橋電路設計設計方案一測量鹽度的的敏感元件，可選用一鹽度敏感電阻器件而不用兩電極型式探頭，將其放入鹽液中時，其電阻值會隨著鹽度濃度的增加面增加（減?。?，再串聯(lián)一分壓電阻，最后從分壓電阻兩端取出電壓信號送入放大電路進行放大，此電路設計的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，設計方便經(jīng)濟，其不足之處為電路輸出靈敏度不高，分辨率低，使測量達不到測量要求，所以本次設計中不使用此電路。設計方案二 電導分析法電導分析法原理為電解質(zhì)溶液的電導率是溶液是各種離子的總貢獻，溶液的濃度和組成部分改變時，電導率隨之改變，兩者存在定量的關(guān)系。電導（G）既電阻的倒數(shù)，是衡量電解質(zhì)溶液導電能力的物理量，單位為西門子（S）。電解質(zhì)溶液的電導與與電導率（κ），電極面積（A）及兩電極之間距離（L）關(guān)系為G==κ ＝＝＝＞以交流電橋作為傳感器測量轉(zhuǎn)換電路，其單臂工作電橋電路圖如下圖1．5所示圖1．5電橋電路。電橋中R1作為鹽度測量部分，其設計原理如下，以R1為兩電極放入鹽水中，根據(jù)鹽水的鹽度濃度的改變不同其兩電極間導電率也不同，從而使電極間的電阻值發(fā)生改變，引起輸出電壓信號的大小變化，再從分壓電阻兩端取出電壓信號達到測量目的。對負載而言，既從輸出端向電橋看去，電橋可等效為ZO與UO的串聯(lián)，其參數(shù)計算如下。電橋輸出內(nèi)阻 ZO=（Z1//Z2）+（Z3//Z4）=+ 電橋開路輸出電壓為 U2O=U2i（）=U2i 式111負載電流為IL= = （ZL為負載阻抗取500KΩ，這就保證了傳感器工作于交流小信號下，有效地防止了傳感器電極的氧化電離。負載電壓為UL= U2O 取ZL＞＞ZO，故UL≈U2O=10mv電橋平衡（U2O=0）的條件為相對兩臂阻抗乘積相等，既 Z1Z3＝Z2Z4當電橋工作時，此時為單臂工作，既電橋均接入電阻傳感器，既Z1=R1+△R1，且初始時，△R1=0，Zi=Ri滿足電橋平衡條件==n 式112當鹽度值從0開始變化時，既被測量使電導式傳感器電阻發(fā)生變化，△Ri≠0，電橋輸出電壓，可由Zi=Ri+△Ri代入上式111計算求得 式113將上式112代入，并考慮△Ri＜＜Ri,且略去△Ri的二階微量,并化簡得 式114 式115e稱為電橋輸出的非線性誤差,因△Ri＜＜Ri,故e＜1,忽略非線性誤差e，并取n=1,化簡得 式116 式117經(jīng)查閱有關(guān)資料四橋臂電阻器選用R1初值為100Ω正常工作溫度為20～80℃，當其測量時，線性段工作測量變化電阻值范圍定為（5～10Ω）.R2～R4選用固定電阻器，分別各為100Ω，工作于常溫之下。測量時此時為單臂工作，電橋均接入電導傳感器，既Z1=R1+△R1，Z2=R2=R1=100Ω，Z3=R3=R4=Z4=100Ω，由上式116和式117得UO=Ui Ui=10mv電橋輸出非線性誤差e=其轉(zhuǎn)換計算列舉如下︰ 剛開始假設鹽度值為0，電導率沒有發(fā)生變化，則△R1=0，輸出電壓為0，此時和沒有測量時讀值均為0 當鹽度值發(fā)生變化，電導率κ增加，由G==κ得電阻減小， 取剛好使△R1=5Ω，測UO=Ui=10mv=. 當鹽度值達到飽和值時，電導率κ增加到最大，剛好使△R1=10Ω，測UO=Ui=10mv=0．25mv～0．25mv將其分為20個小刻度值，因此電壓信號值每發(fā)生0．00625mv的變化，就表示鹽度值增加一個量級。從以上計算可知電橋單臂工作不足之處是靈敏度很低，輸出信號只有輸入信號的。放大電路設計Ⅰ放大電路設計 放大和濾波電路其電路圖如下圖1。6圖所示，其工作原理為將上一級測量電橋電路送來的微弱電信號加以放大，再送入濾波電路進行濾波，使輸出信號為一個平滑的信號，并且不出現(xiàn)紋波和二次及多次諧波，以便電路處于穩(wěn)定工作狀態(tài)。圖1．6放大濾波電路 問題分析︰～0．25mv，必須經(jīng)放大后才能送入整流電路進行整流，不可
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