具有无线收发功能的电导率分析仪研制

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1、工学硕士学位论文具有无线收发功能的电导率分析仪研制杨显荣燕山大学2010年5月万方数据国内图书分类号：TP212.9国际图书分类号：621.38工学硕士学位论文具有无线收发功能的电导率分析仪研制硕士研究生：杨显荣导师：焦斌亮教授申请学位级别：工学硕士 学科、专业：电路与系统所在单位：信息科学与工程学院 授予学位单位：燕山大学万方数据ClassifiedIndex:TP212.9U.D.C.:621.38DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringAWIRE

2、LESSTRANSCEIVER FEATURESONLINECONDUCTIVITY ANALYZERCandidate:YangXianrong Supervisor:Prof.Jiaobinliang AcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineering Speciality:CircuitandSystem University:YanshanUniversity万方数据燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《具有无线收发功能

3、的电导率分析仪研制》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《具有无线收发功能的电导率分析仪研制》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本人如需发表将署名燕山大学为第一完成单位及相关人员

4、。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日万方数据摘要电导率即溶液单位长度的电导值，用于表征溶液的导电能力，电导率是电解质溶液的一个基本物理量。电导率的测量广泛应用于水质监测、工业流程控制、医药卫生

5、、科学研究和产品质量检验过程。影响电导率准确测量的因素主要有三方面：极化效应、电容效应和温度。然而，传统的电导率仪没有档位转换，由温度、极化效应和电容效应影响引起的误差需进行人工补偿或使用复杂的硬件电路来消除，但这些方法因功耗大且校正范围小，已不适用于日益发展的工业需求。本课题在大量的试验仿真的基础上，把单片机应用到测量仪器中，配置了温度补偿电路和自动换档电路，设计研制成具有无线收发功能的自动换档电导率仪。首先，为了降低功耗，使用功耗相对较低的MSP430单片机产生方波信号，省去了外围方波信号产生

6、电路，实现了功耗的大幅度降低。其次，为了削弱极化效应并提高测量精度，使用激励脉冲作为信号源，简化了电路设计，使精度提高了3倍以上，而且使用了该单片机内置的12位A/D转换器，使采集的数据更精确，进一步提高了测量精度。再次，为了使电导率仪在满足当前工业需求的基础上，能够适于终端离测量点较远且布线困难的特殊场合，设计了基于nRF905的无线收发模块，实现了数据的无线传输。最后，实验结果表明，该仪器在较大范围内，完全达到自动换档，实现在线温度补偿和LCD1602数字显示的功能，具有电路功耗低、测量精度高

7、和操作方便等优点，可以满足当前大部分工业现场和一定的特殊场合的需要。关键词电导率测量；MSP430单片机；无线收发；温度补偿；自动换档I万方数据AbstractConductivityisperunitlengthvaluefortheconductance,whichisusedtorepresenttheconductivecapacityofthesolution,conductivityisafundamentalphysicalquantityoftheelectrolytesoluti

8、on.Conductivitymeasurementsarewidelyusedforwaterqualitymonitoring,industrialprocesscontrol,medicineandhealth,scientificresearchandproductqualityinspectionprocess.Thefactorsthataffecttheelectricalconductivityaccuratemeasurementaremainlythreeare