【正文】 分析系統(tǒng)中出現(xiàn)的或可能出現(xiàn)干擾的成因，在改進(jìn)方案時做到追根溯源，對癥下藥。而隨著電子裝置的小型化、集成化、數(shù)字化和智能化的迅速發(fā)展，干擾的抑制和排除工作就變得更為重要了。這樣一些因素總稱為干擾。采集數(shù)據(jù)的工作流程圖如圖533所示：注入鹽水采集檢測電極1的數(shù)據(jù)容器是否裝滿？采集檢測電極2的數(shù)據(jù)電導(dǎo)率是否符合標(biāo)準(zhǔn)？NoYes輸出OUTPUT信號另作處理NoYes圖533采集數(shù)據(jù)的工作流程圖采集數(shù)據(jù)的程序用C51編寫。定時器0、2 分別包含2個8位數(shù)據(jù)寄存器。在選定的RAM區(qū)內(nèi)，尋址指針是R0和R1。地址為0H7FH的RAM。W78E58B有512字節(jié)的片內(nèi)RAM，它被分成了2個區(qū)，一個256字節(jié)的暫存RAM區(qū)，和一個256字節(jié)的輔助RAM區(qū)。W78E58B的體系結(jié)構(gòu)包括一個外圍有多個寄存器的核心控制器，4個通用 I/O口，一個4位可編程特殊功能 I/O口，512字節(jié)的 RAM，3個定時器/計數(shù)器和一個串行口。在掉電模式下晶體振蕩器停止工作，以將功耗降至最低。圖532 W78E58B引腳圖W78E58B有兩種節(jié)電模式，空閑模式和掉電模式，兩種模式均可由軟件來控制選擇。為了方便用戶進(jìn)行編程和驗證，W78E58B內(nèi)含的ROM允許電編程和電讀寫。）512字節(jié)片內(nèi) RAM；4個8位雙向、可位尋址的 I/O 口；一個附加的4 位 I/O 口 P4；3個16位定時/計數(shù)器及一個串行口。W78E58B包含32K字節(jié)的主ROM、4K字節(jié)的輔助 ROM。W78E58B是具有帶 ISP功能的Flash EPROM的低功耗8位微控制器；ISP功能的 Flash EPROM可用于固件升級。由標(biāo)準(zhǔn)移位寄存器或微處理器將時間變化的數(shù)字信號分配到串口輸出，當(dāng)IN接地時為單端工作，此時IN+為輸入，也可將信號差分后輸入到N+與N之間，此時器件處于雙端工作狀態(tài)。摸擬電壓的差分輸入方式有利于抑制共摸信號和減少或消除轉(zhuǎn)換的偏移誤差。圖431 TLC0831A\D轉(zhuǎn)換芯片的應(yīng)用電路TLC0831是8位逐次逼近電壓型A/D轉(zhuǎn)換器，支持單信道輸入串口輸出，極性設(shè)置固定，不需尋址。 圖423 濾波電路5．3檢測信號的采集 檢測信號的采集工作是由A\D轉(zhuǎn)換芯片、單片機(jī)組成的電路完成的，并對單片機(jī)編寫的程序控制采集的過程。5．2．3濾波電路濾波電路則可以把檢測信號中的高頻部分濾去，使信號變得平滑，便于進(jìn)行A\D轉(zhuǎn)換。這樣,雖然兩個光接受電路都是非線性的,但兩個光接受電路的非線性特性都是一樣的,這樣,就可以通過反饋通路的非線性來抵消直通通路的非線性,從而達(dá)到實現(xiàn)線性隔離的目的。電路如圖522所示。電路如圖521所示 圖521反相放大電路5．2．2線性光耦電路線性光耦電路是用來進(jìn)行隔離的電路，其作用是使前后電路獨立，從而減少相互之間的影響帶來的干擾。一般情況下先取Ri與信號源內(nèi)阻相等,然后根據(jù)要求的放大倍數(shù)再選定Rf。按圖中所給數(shù)值, Av=10。放大器電壓放大倍數(shù)Av僅由外接電阻Ri、Rf決定：Av=Rf/Ri。5．2．1初級放大電路初級放大電路是用來對微弱的檢測信號進(jìn)行放大的電路，采用的是運算放大器芯片LM324組成的反向放大器，放大倍數(shù)=10，電路如圖521所示。信號預(yù)處理的過程一般包括放大、濾波和隔離等步奏。 圖511驅(qū)動電路5．2測量信號的預(yù)處理從鹽水中輸出的測量信號是一個很微弱且不十分穩(wěn)定的信號。在輸入鹽水之前，由單片機(jī)輸出的脈沖信號要經(jīng)過一個驅(qū)動電路對其進(jìn)行阻抗匹配和光電隔離，經(jīng)過這一驅(qū)動電路的信號才能作為激勵信號輸入鹽水，以保證輸出的檢測信號可以是穩(wěn)定的信號，同時也易于采集。輸入鹽水的脈沖信號是由單片機(jī)經(jīng)編程實現(xiàn)的，脈沖頻率為10kHz，幅度為50mV。系統(tǒng)的組成示意圖如下： 檢測電極激勵電極 檢測電極 檢測信號產(chǎn)生 產(chǎn)生1kHz脈沖孫正孫正孫正放大電路A=10放大電路A=10線性光耦線性光耦低通濾波低通濾波A\DA\D C P U 檢測 信號 采集 檢 測 信 號 預(yù)處理驅(qū)動 圖501 系統(tǒng)模塊示意圖5．1測量信號的產(chǎn)生測量信號是指將一脈沖信號輸入接在鹽水中的激勵電極后，在檢測電極上產(chǎn)生的信號。雖然此方案的實現(xiàn)依然存在難點，但此方案的可行性和可靠性較高，為今后用于實際生產(chǎn)打下了基礎(chǔ)，也為實際測量的準(zhǔn)確性提供了保證。(3)、可產(chǎn)生控制檢測開始的開關(guān)量在實際生產(chǎn)中鹽水注入容器時，會使電極周圍的鹽水不停地振動，這會造成對測量的干擾，在容器上部加一個檢測電極，使其在與鹽水接觸時產(chǎn)生一個開關(guān)信號，控制檢測的啟動，就能提高系統(tǒng)的可靠性。4．3．3脈沖測量法的方案研究(1)、容易獲得較穩(wěn)定的檢測信號 用脈沖信號進(jìn)行測量時，只要選擇適當(dāng)?shù)念l率和幅度就能使從鹽水中輸出的檢測信號比較穩(wěn)定，在經(jīng)過相應(yīng)的處理就會得到一個可以用于分析鹽水電導(dǎo)率的檢測信號。將脈沖信號的幅度逐漸調(diào)高，觀察在不同幅值區(qū)間內(nèi)，輸出的檢測信號波形。將檢測信號通過放大、濾波、A\D轉(zhuǎn)換等處理，輸入單片機(jī)電路進(jìn)行計算，即可得到鹽水的電導(dǎo)值。(6)、不便于產(chǎn)生開關(guān)信號根據(jù)系統(tǒng)要求的功能，要在容器中的鹽水快裝滿時產(chǎn)生一個開關(guān)信號，控制檢測的開始，使用電極時可以采用多加一個電極的方法來產(chǎn)生此信號，但在本方案中不容易產(chǎn)生此開關(guān)量。(4)、極板間距離d應(yīng)盡量小根據(jù)公式可知，極板之間的距離越小，電容C就越大，從而越便于測量，但這就需要容器的橫截面積足夠小，顯然在生產(chǎn)中使用這種形狀的容器是不符合生產(chǎn)要求的。(3)、很難確定極板的尺寸 根據(jù)公式可知，極板面積S越大，電容C就越大，從而越容易測量；但根據(jù)對實驗現(xiàn)象的分析可知，由于容器中的鹽水難以保持靜止?fàn)顟B(tài)，所以極板面積S較大時，存在于極板之間的鹽水的截面面積越大，鹽水的流動性所造成的影響就越明顯，所以又應(yīng)該使用面積很小的極板以保證測量的準(zhǔn)確性。4．2．3電導(dǎo)電容轉(zhuǎn)換法的方案研究(1)、該方案避免了極化現(xiàn)象本方案采用交流信號作為檢測信號，而且電極未與鹽水直接接觸，從而避免了方案一中由于在兩極通直流而造成的極化現(xiàn)象。當(dāng)使用面積較小的電極板時，會使測得信號波形變得很微弱。用信號發(fā)生器產(chǎn)生一個正弦交流信號，將此信號加在帶極板的容器和一支100電阻組成的串聯(lián)電路上，用一臺示波器觀察A、B兩點之間的電壓波形，為得到一個穩(wěn)定的波形還要改變裝在容器兩側(cè)的極板的大小，以及信號發(fā)生器的頻率和幅度。4．2方案二：電容電導(dǎo)轉(zhuǎn)換法4．2．1原理電容電導(dǎo)轉(zhuǎn)換法的電路示意圖如下： 圖42 電導(dǎo)電容轉(zhuǎn)換電路示意圖在盛有鹽水的容器外加上兩塊電極板，將鹽水塊極板一同作為一個以鹽水為介質(zhì)被測電容，電容和一個已知阻值的電阻串聯(lián)，并在此串聯(lián)電路上加一交流電壓，使被測電容兩端產(chǎn)生一個波形信號，把這一信號經(jīng)過濾波、放大、A\D轉(zhuǎn)換等處理電路輸入單片機(jī)電路進(jìn)行計算，可以得出電容的值，再根據(jù)公式，導(dǎo)出鹽水介質(zhì)的介電常數(shù)，從而計算出鹽水的電導(dǎo)值。產(chǎn)生極化現(xiàn)象直接導(dǎo)致的不良后果有三點：①鹽水被離解之后導(dǎo)致鹽水的結(jié)構(gòu)被破壞，從而影響了食鹽的品質(zhì)；②鹽水發(fā)生離解現(xiàn)象時引起的兩電極周圍電場的不確定變化，以及電極上的附著物都會影響測量的準(zhǔn)確性；③電極上的附著物如不及時清洗，就會對測量電極造成破壞，使整個測量裝置無法正常工作，必須更換電極才能解決，造成不必要的損失。通過認(rèn)真地分析可知，這種現(xiàn)象是由于長時間在測量電極上加直流電壓，這就會使正負(fù)兩個測量電極之間形成一個電場，而電場存在于鹽水這種介質(zhì)中，鹽水中含有的金屬離子（如離子、離子等）都會在這一強大的電場勢能作用下向負(fù)電極附近集中，另外一些負(fù)離子也會在電場勢能的作用下向正點附近極集中，最終會有一定量的離子附著在測量電極上，就形成了我們所看到的附著物。而且，越簡單的電路工作起來越穩(wěn)定，不易出現(xiàn)故障。4．1．3直流分壓法的方案研究通過對電路原理以及試驗現(xiàn)象的分析，可以總結(jié)出該方案具有以下特點：(1)、電路結(jié)構(gòu)簡單。把電壓源的電壓幅度調(diào)整至不同的值，測量A點的電壓，再把這幾次測得的電壓值帶入公式計算出鹽水的電導(dǎo)值（實驗數(shù)據(jù)見附錄）。另外還需要一臺電壓表（測量精度要求在毫伏極）、一支100的可變電阻。4．1．2試驗過程及現(xiàn)象 把兩個金屬電極插在容器適當(dāng)?shù)奈恢?，電極間的距離不宜過近，在容器中注入鹽水。4．1方案一：直流分壓法4．1．1原理 直流分壓法的電路示意圖如下： 圖411 直流分壓法示意圖直流分壓法就是把被測的對象當(dāng)作一個分壓電阻，并把一個固定的直流電壓加在分壓電阻和一個已知阻值的電阻上，使這兩部分電阻上分別獲得一定的壓降，然后測量A點的電壓值，并對這個電壓值信號進(jìn)行A\D轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換之后的信號輸入單片機(jī)電路進(jìn)行分析和計算。一個好的設(shè)計方案要求有很高的可行性，并盡量便于操作。特別對于電導(dǎo)式電極（此種電極與被測溶液有直接接觸），在電導(dǎo)值高于100 mS時，要考慮電纜長度和電纜橫截面面積的影響，這是因為電纜的電阻也處在測量回路中）。安裝結(jié)構(gòu)（螺紋、法蘭、三夾頭連接等）耐化學(xué)腐蝕性６、 與機(jī)械結(jié)構(gòu)有關(guān)的壓力５、 溫度４、在使用電導(dǎo)式電極時，要選擇合適的電極常數(shù)“K”３、電極的測量范圍 ２、選擇電導(dǎo)電極時需要注意如下事項： １、 一個完整的電導(dǎo)率測量系統(tǒng)包含一支電感式或電導(dǎo)式測量電極，電纜和測量儀表。因此，一個純雜散場電極是最糟糕的電極，它通過一次校準(zhǔn)不能滿足寬的測量范圍的需要。 標(biāo)準(zhǔn)溶液一般都使用KCl溶液這是因為KCl的電導(dǎo)率的不同的溫度和濃度情況下非常穩(wěn)定，準(zhǔn)確。 一般情況下，電極常形成部分非均勻電場。如果用此對電極測得電導(dǎo)值G=1000μS，則被測溶液的電導(dǎo)率K=1000μS/ cm。在電極間存在均勻電場的情況下,電極常數(shù)可以通過幾何尺寸算出。 而 K= L― A (一個是溶液的電導(dǎo)，另一個是溶液中1/A的幾何關(guān)系，電導(dǎo)可以通過電流、電壓的測量得到。實際中經(jīng)常用到的材料有鈦等。3. 2電導(dǎo)儀引起離子在被測溶液中運動的電場是由與溶液直接接觸的二個電極產(chǎn)生的。于是，我們可利用電的開關(guān)達(dá)到控制光的明暗。若外加足夠大的電壓Ｖ使得液晶方向轉(zhuǎn)成與電場方向平行，光的偏振性就不會改變。我們可以選擇適當(dāng)?shù)暮穸仁构獾钠窕较騽偤酶淖儭＠秒妶隹墒挂壕D(zhuǎn)的原理，在兩電極上加上電壓則會使得液晶偏振化方向轉(zhuǎn)向與電場方向平行。（圖11 a）中左邊玻璃使液晶排成上下的方向，右邊玻璃則使液晶排成垂直于圖面之方向。這種薄膜通常是一種銦（Indium）和錫（Tin）的氧化物（Oxide），簡稱ITO。 向列型液晶夾在兩片玻璃中間。 “扭曲向列型液晶顯示器”（Twisted Nematic Liquid crystal display）,“扭曲向列型液晶顯示器”簡稱“TN型液晶顯示器”。液晶顯示器的工作原理是利用液晶的物理特性，在通電時導(dǎo)通，使液晶排列變得有秩序，使光線容易通過；不通電時，排列則變得混亂，阻止光線通過。液晶顯示器（LCD）是基于液晶電光效應(yīng)的顯示器件。 上下兩層相互垂直的偏振膜和被扭轉(zhuǎn)的液晶分子相配合使光線得以被顯示信號調(diào)制成不同強度的輸出信號，液晶上的RGB濾色片（Color Filter，CF）把可見光濾成三原色，進(jìn)而組成各種顏色來還原畫面液晶顯示器(LCD)是現(xiàn)在非常普遍的顯示器?！　∫驗橐壕姘灞容^脆弱，所以需要加入幾層玻璃基板來增加強度并起到保護(hù)作用。 液晶面板（Panel）　　在得到均勻的面光源之后，緊貼在背光模組上的液晶面板就負(fù)責(zé)對光線進(jìn)行調(diào)制以得到最終畫面?！　”彻饽＝M里的反射板用于將沒有直接散射出去的雜亂光線再次引入導(dǎo)光板以提高光源的利用率；它上面的擴(kuò)散膜同樣具備把光線形成漫反射并均勻擴(kuò)散的能力；而作為背光模組另一重要組件的棱鏡片（垂直和水平相間隔）則負(fù)責(zé)把光線聚攏，使其垂直進(jìn)入液晶模塊以提高輝度，所以又稱增亮膜。霓虹燈是一種線光源，導(dǎo)光板是呈鍥形的平板，負(fù)責(zé)把線光源霧化成均勻的面光源。因此相對來說工藝成熟、亮度高、成本低、性能好的冷陰極熒光燈就成為目前彩色薄膜液晶顯示器（TFTLCD）上使用最廣泛的背光源。目前各個領(lǐng)域常用的背光源主要有：發(fā)光二極管（LED）、鹵鎢燈、電致發(fā)光器件（ELD）、冷陰極熒光燈、陰極發(fā)射燈（CLL）和金屬鹵化物燈等。背光源（Backlight）　 液晶本身并不發(fā)光，液晶顯示器能夠顯示出高亮度高對比度的畫面的前提是需要強大的背光系統(tǒng)。這種輻射不僅污染環(huán)境還會產(chǎn)生信息泄露，而液晶顯示不會產(chǎn)生這類問題，它對于人身安全和信息保密都是十分理想的。對于黑暗中不能觀看的缺點，只要配上背光源，就可以克服。而被動型顯示，由于它是靠反射外部光達(dá)到顯示目的的，所以