【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 力平衡，防止隔膜變形；l 可以與Detla和Rosemount Analytical決大多數(shù)分析儀器配套使用；l VP電纜接頭，使傳感器更換時(shí)，無(wú)需更換電纜。傳感器技術(shù)規(guī)格l 測(cè)量范圍 ：010ppm（mg 余氯/L）l 濕材料* ：Noryl，Viton，鉑或聚四氟乙烯（只適用于56 選型代碼）l 陰 電 極 ：鉑（通常的濕材料*）l 精 度 ：取決于化學(xué)比對(duì)測(cè)試儀器的精度l 適用的pH 值修正范圍：l 采樣電導(dǎo)率 ：50μs/cml 響應(yīng)時(shí)間 ：25176。C 時(shí)，22 秒完成最終讀數(shù)的95%l 壓力 ：065psig（0549KPa，絕壓）l 溫度 ：32122176。F（050176。C）l 過(guò)程連接 ：1”MNPTl 電解液 ：約25毫升l 電解液使用壽命：約3個(gè)月，要想獲得最好的測(cè)量結(jié)果，請(qǐng)每月更換電解液l 電纜長(zhǎng)度（標(biāo)準(zhǔn)一體化電纜）：25英尺（）l 電纜長(zhǎng)度（最長(zhǎng)）：300英尺（91米）l 采樣流量/流速 ：如表31：流通式15克/分鐘（）明渠通道（敞開(kāi)水池）1英尺/秒（）低流量流通池（PN 2409100）815克/小時(shí)（3057升/小時(shí)）低流量流通池（PN 2409101）25克/小時(shí)（819升/小時(shí)） 傳感器結(jié)構(gòu)示意圖1腹膜 2工作電極WE, 3反電極CE,4電解液,5參考電極RE傳感器采用覆膜式探頭，內(nèi)充滿pH值恒定的電解質(zhì)溶液，用一層滲透膜將電解質(zhì)溶液與被測(cè)介質(zhì)隔離1f來(lái)水無(wú)法通過(guò)覆膜滲透到電解液內(nèi)，但次氯酸卻可以。探頭內(nèi)裝止電極，分別為工作電極(Au)，反電極(Ag/AgCl)和參考電極，電極浸入電解質(zhì)溶液內(nèi)。覆膜材料選用聚四氟乙烯PTFF(俗稱鐵氟龍、塑料王)，聚四氟乙烯是一種乳白色的合成材料，它的化學(xué)穩(wěn)定性極好，即使在“王水”、濃堿中也不起變化，其性能比玻璃更為穩(wěn)定，是目前化學(xué)穩(wěn)定性最佳的合成材料。它的溫度適用范圍也很寬，為195200目聚四氟乙烯具有強(qiáng)烈的憎水性，因此可以防止被測(cè)介質(zhì)內(nèi)的水分侵入到探頭內(nèi)部。由此可以看出聚四氟乙烯仆常適合作為探頭的覆膜材料 傳感器電路設(shè)計(jì)。 前置轉(zhuǎn)化放大電路為解決信號(hào)穩(wěn)定問(wèn)題，在傳感器上設(shè)置一個(gè)第三電極即參考電極RE,RE電極的主要作用是控制WE電極和CE電極之間的電位，使其處于某一選定值，R2,R1,，Vbias為偏置電壓。工作電極WE將擴(kuò)散電流引出，經(jīng)過(guò)放大器IC2放大濾波，再經(jīng)過(guò)CMOS模擬開(kāi)關(guān)CD4053來(lái)選擇器放大倍數(shù)，R3,R4之比嚴(yán)格滿足9: 1，使其放大倍數(shù)的變化為10倍，從而可以在兩個(gè)量之間進(jìn)行切換。輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換后送入處理芯片。第三節(jié) A/D轉(zhuǎn)換器模塊設(shè)計(jì)余氯量通過(guò)傳感器轉(zhuǎn)換后是電壓信號(hào)，屬于模擬量，只有轉(zhuǎn)換成數(shù)字量之后才能被處理器采集進(jìn)行分析運(yùn)算等操作，因此要選擇合適的A/D轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器的種類很多，根據(jù)轉(zhuǎn)換原理可分為逐次逼近式、雙積分式、電荷平衡式等。逐次逼近式A/D速度較快，而雙積分和電荷平衡式的轉(zhuǎn)換速度較慢，但轉(zhuǎn)換精度。選擇A/D要考慮的主要是A/D 轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)，有轉(zhuǎn)換精度（包括分辨率和轉(zhuǎn)換誤差）、轉(zhuǎn)換速度等。選擇A/D 轉(zhuǎn)換器時(shí)，除考慮這兩項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)外，還應(yīng)注意滿足其輸入電壓的范圍、輸出數(shù)字的編碼、工作溫度范圍和電壓穩(wěn)定度等方面的要求。分辨率分辨率是指A/D轉(zhuǎn)換器所能分辨的模擬輸入信號(hào)的最小變化量。設(shè)A/D 轉(zhuǎn)換器的位數(shù)為n滿量程電壓為FSR，則A/D 轉(zhuǎn)換器的分辨率定義為分辨率=由上式可以看出，輸出二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)n越多，A/D 轉(zhuǎn)換的分辨率數(shù)值越小，分辨能力越高。位數(shù)越高，分辨率越高另外也可以用百分?jǐn)?shù)來(lái)表示分辨率，此時(shí)的分辨率稱為相對(duì)分辨率。相對(duì)分辨率定義為：目前一般都簡(jiǎn)單地用A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)n來(lái)間接代表分辨率。如12 位分辨率A/D 轉(zhuǎn)換 轉(zhuǎn)換誤差轉(zhuǎn)換誤差通常是以輸出誤差的最大值形式給出。它表示A/D 轉(zhuǎn)換器實(shí)際輸出的數(shù)字量和理論上的輸出數(shù)字量之間的差別。常用最低有效位LSB 的倍數(shù)表示。例如給出，這就表明實(shí)際輸出的數(shù)字量和理論上應(yīng)得到的輸出數(shù)字量之間的誤差小于最低位的半個(gè)字。 轉(zhuǎn)換時(shí)間轉(zhuǎn)換時(shí)間是指A/D 轉(zhuǎn)換器從轉(zhuǎn)換控制信號(hào)到來(lái)開(kāi)始到輸出端得到穩(wěn)定的數(shù)字信號(hào)所經(jīng)過(guò)的時(shí)間。一般微秒（us ）或毫秒（ms） 來(lái)表示通常轉(zhuǎn)換時(shí)間是根據(jù)模擬輸入電壓值來(lái)規(guī)定的。 選擇結(jié)果本測(cè)量選用了雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器ICL7135，余氯量的變化是十分緩慢的，因此對(duì)A/D轉(zhuǎn)換的速率要求不高，選用可滿足要求。ICL7135是四位半CMOS雙積分A/D轉(zhuǎn)換器，采用28腳雙列直插式封裝，雙電源177。5V供電，量程為2V,A/D結(jié)果為0～，精度177。1，以多路BCD碼形式輸出結(jié)果，具有數(shù)據(jù)輸出選通脈沖，方便與微處理器的接口。主要性能l CMOS集成電路；l 雙積分變換技術(shù)；l 單一參考電壓；l 采用BCD碼掃描輸出；l 能用閃爍顯示的方式表示超量程狀態(tài)；l 具有6路輸入輸出（I/O）輔助信號(hào)，可以與微控制器相連，進(jìn)行復(fù)雜控制；l 具有自動(dòng)轉(zhuǎn)換量程的超量程和欠量程信號(hào)；l 允許差分輸入；l 具有自動(dòng)極性判別功能和自動(dòng)校零電路；l 雙電源供電；l 準(zhǔn)確度高：%177。1個(gè)字；l 輸入漏電流低：1pA；l 分辨率高：14位；l 零讀數(shù)漂移低：；l 輸入阻抗高：；l 轉(zhuǎn)換速度慢：3次/s；l 噪聲低：極限參數(shù)l 正電源電壓：+6V。l 負(fù)電源電壓：–9V。l 模擬輸入電壓： l 參考電壓：l 時(shí)鐘輸入電壓： l 存儲(chǔ)溫度范圍：65～+160.l 功耗：陶瓷封裝：1000mW。塑料封裝：800mW。引線焊接溫度（10s）：+300。7135主要特點(diǎn)如下：l 在每次A/D轉(zhuǎn)換前，內(nèi)部電路都自動(dòng)進(jìn)行調(diào)零操作。l 在177。2000字（2V滿量程）范圍內(nèi)，保證轉(zhuǎn)換精度177。1字。l 具有自動(dòng)極性轉(zhuǎn)換功能。l 輸出電流典型值1PA。l 所有輸出端和TTL電路相容。l 有過(guò)量程（OR)和欠量程（UR)標(biāo)志信號(hào)輸出，可用作自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換的控制信號(hào)。l 輸出為動(dòng)態(tài)掃描BCD碼。l 對(duì)外提供六個(gè)輸入,輸出控制信號(hào)(R/H,BUSH,ST,POL,OR,UR),因此除用于數(shù)字電壓表外,還能與異步接收 /發(fā)送器,微處理器或其它控制電路連接使用。l 采用28外引線雙列直插式封裝。 ICL7135外引線功能端排列各外引線功能端文字符號(hào)說(shuō)明如下：l V ——負(fù)電源端，l V+ ——外接基準(zhǔn)電壓輸入端，l AGND——模擬地，l INT——積分器輸出，外接積分電容（Cint)端，l AZ——外接調(diào)零電容（Caz)端，l BUF——緩沖器輸出，外接積分電阻（Rint)端，l Rr+、Rr——外接基準(zhǔn)電壓電容（Cr)端，l INTO、INHI——被測(cè)電壓（低、高）輸入端，l V+——正電源端，l DDDDD1——位掃描選通信號(hào)輸出端，其中D5（MSD）對(duì)應(yīng)萬(wàn)位數(shù)選通，其余依次為DDDD1（LSD，個(gè)位），l BBBB1——BCD碼輸出端，采用動(dòng)態(tài)掃描方式輸出，l BUST——指示積分器處于積分狀態(tài)的標(biāo)志信號(hào)輸出端，l CLK——時(shí)鐘信號(hào)輸入端，l DGNG——數(shù)字電路接地端，l R/H——轉(zhuǎn)換/保持控制信號(hào)輸入端，l ST——選通信號(hào)輸出端，主要用作外部寄存器存放轉(zhuǎn)換結(jié)果的選通控制信號(hào)l OR——過(guò)量程信號(hào)輸出端，l UR——欠量程信號(hào)輸出端。在電路內(nèi)部，CLK和R/H兩個(gè)輸入端上分別設(shè)置了非門(mén)和場(chǎng)效應(yīng)管的輸入電路，以保證該兩端在懸空時(shí)為高電平。V+ = +5V，V =5V，TA=25℃，時(shí)鐘頻率為120KHz時(shí)，每秒可轉(zhuǎn)換3次。功耗：1000mW（MAX）；電源電壓：V+：+6V（MAX）；V：6V（MAX）ICL7135數(shù)字部分?jǐn)?shù)字部分主要由計(jì)數(shù)器、鎖存器、多路開(kāi)關(guān)及控制邏輯電路等組成。ICL7135一次A/D轉(zhuǎn)換周期分為四個(gè)階段：自動(dòng)調(diào)零（AZ）；被測(cè)電壓積分（INT）；基準(zhǔn)電壓反積分（DE）；積分回零（ZI）。具體內(nèi)部轉(zhuǎn)換過(guò)程這里不做詳解，主要介紹引腳的使用。l R/H（25腳）當(dāng)R/H=“1”（該端懸空時(shí)為“1”）時(shí)，7135處于連續(xù)轉(zhuǎn)換狀態(tài)，每40002個(gè)時(shí)鐘周期完成一次A/D轉(zhuǎn)換。若R/H由“1”變“0”，則7135在完成本次A/D轉(zhuǎn)換后進(jìn)入保持狀態(tài)，此時(shí)輸出為最后一次轉(zhuǎn)換結(jié)果，不受輸入電壓變化的影響。因此利用R/H端的功能可以使數(shù)據(jù)有保持功能。若把R/H端用作啟動(dòng)功能時(shí)，只要在該端輸入一個(gè)正脈沖（寬度300ns），轉(zhuǎn)換器就從AZ階段開(kāi)始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。注意：第一次轉(zhuǎn)換周期中的AZ階段時(shí)間為900110001個(gè)時(shí)鐘脈沖，這是由于啟動(dòng)脈沖和內(nèi)部計(jì)數(shù)器狀態(tài)不同步造成的。l /ST（26腳）每次A/D轉(zhuǎn)換周期結(jié)束后，ST端都輸出5個(gè)負(fù)脈沖，其輸出時(shí)間對(duì)應(yīng)在每個(gè)周期開(kāi)始時(shí)的5個(gè)位選信號(hào)正脈沖的中間，ST負(fù)脈沖寬度等于1/2時(shí)鐘周期，第一個(gè)ST負(fù)脈沖在上次轉(zhuǎn)換周期結(jié)束后101個(gè)時(shí)鐘周期產(chǎn)生。因?yàn)槊總€(gè)選信號(hào)（D5D1）的正脈沖寬度為200個(gè)時(shí)鐘周期（*只有AZ和DE階段開(kāi)始時(shí)的第一個(gè)D5的脈沖寬度為201個(gè)CLK周期），所以ST負(fù)脈沖之間相隔也是200個(gè)時(shí)鐘周期。需要注意的是，若上一周期為保持狀態(tài)（R/H=“0”）則ST無(wú)脈沖信號(hào)輸出。ST信號(hào)主要用來(lái)控制將轉(zhuǎn)換結(jié)果向外部鎖存器、UARTs或微處理器進(jìn)行傳送。l BUSY（21腳）在雙積分階段（INT+DE），BUSY為高電平，其余時(shí)為低電平。因此利用BUSY功能，可以實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的遠(yuǎn)距離雙線傳送，其還原方法是將BUSY和CLK“與”后來(lái)計(jì)數(shù)器，再減去10001就可得到原來(lái)的轉(zhuǎn)換結(jié)果。l OR（27腳）當(dāng)輸入電壓超出量程范圍（20000），OR將會(huì)變高。該信號(hào)在BUSY信號(hào)結(jié)束時(shí)變高。在DE階段開(kāi)始時(shí)變低。l UR（28腳）當(dāng)輸入電壓等于或低于滿量程的9%（讀數(shù)為1800），則一當(dāng)BUST信號(hào)結(jié)束，UR將會(huì)變高。該信號(hào)在INT階段開(kāi)始時(shí)變低。l POL（23腳）該信號(hào)用來(lái)指示輸入電壓的極性。當(dāng)輸入電壓為正，則POL等于“1”，反之則等于“0”。該信號(hào)DE階段開(kāi)始時(shí)變化，并維持一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換調(diào)期。l 位驅(qū)動(dòng)信號(hào)DDDDD1（111120腳）每一位驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別輸出一個(gè)正脈沖信號(hào)，脈沖寬度為200個(gè)時(shí)鐘周期，其中D5對(duì)應(yīng)萬(wàn)位選通，以下依次為千、百、十、個(gè)位。在正常輸入情況下，D5D1輸出連續(xù)脈沖。當(dāng)輸入電壓過(guò)量程時(shí)，D5D1在AZ階段開(kāi)始時(shí)只分別輸出一個(gè)脈沖，然后都處于低電平，直至DE階段開(kāi)始時(shí)才輸出連續(xù)脈沖。利用這個(gè)特性，可使得顯示器件在過(guò)程時(shí)產(chǎn)生一亮一暗的直觀現(xiàn)象。l BBBB1（11113腳）該四端為轉(zhuǎn)換結(jié)果BCD碼輸出，采用動(dòng)態(tài)掃描輸出方式，即當(dāng)位選信號(hào)D5=“1”時(shí)，該四端的信號(hào)為萬(wàn)位數(shù)的內(nèi)容，D4=“1”時(shí)為千位數(shù)內(nèi)容，其余依次類推。在個(gè)、十、百、千四位數(shù)的內(nèi)容輸出時(shí)，BCD碼范圍為00001001，對(duì)于萬(wàn)位數(shù)只有0和1兩種狀態(tài)，所以其輸出的BCD碼為“00