完全隔離式電導率測量數據采集系統

　　有關(guān)電導率測量和標準溶液的更多信息，請參閱Shreiner， R.H和Pratt， K.W的《電解電導率的主要標準和標準參考材料》(2004)，NIST特別出版物260-142.

　　PCB布局考慮

　　在任何注重精度的電路中，必須仔細考慮電路板上的電源和接地回路布局。PCB必須盡可能隔離數字部分和模擬部分。該系統的PCB采用簡(jiǎn)單的雙層板堆疊而成，但采用4層板可以得到更好的電磁干擾/射頻干擾(EMI/RFI)性能。

　　采用10μF和0.1μF電容對AD8606電源去耦，以適當抑制噪聲并減小紋波。這些電容應盡可能靠近相應器件，0.1μF電容應具有低有效串聯(lián)電阻(ESR)值。對于所有高頻去耦，建議使用陶瓷電容。電源走線(xiàn)必須盡可能寬，以提供低阻抗路徑，并減小電源線(xiàn)路上的毛刺效應。請注意，低ESR旁路電容必須盡可能靠近芯片焊盤(pán)。需要并聯(lián)至少兩個(gè)電容，以抑制噪聲并減少紋波。對于VDD1和VISO，推薦的電容值是0.1μF和10μF，它們適用于A(yíng)DuM5000和ADuM1250.較小的電容必須具有低ESR，例如陶瓷電容。低ESR電容末端到輸入電源引腳的走線(xiàn)總長(cháng)不得超過(guò)2 mm.如果旁路電容的走線(xiàn)長(cháng)度超過(guò)2 mm，可能會(huì )破壞數據。

　　設置和編程

　　EVAL-CN0349-PMDZ使用CN-0349評估軟件來(lái)執行校準程序，并從電導池采集數據。

　　圖7顯示了軟件的校準窗口。單擊“Calibrate”可初始化校準程序。該軟件通過(guò)控制ADG715八通道開(kāi)關(guān)，自動(dòng)執行三點(diǎn)校準程序。為了正確執行校準程序，必須在三個(gè)校準電阻指標中填寫(xiě)正確的值。在自動(dòng)校準程序中，軟件在三個(gè)校準點(diǎn)進(jìn)行測量，并將校準系數(增益系數G和系統失調NOS)存儲在軟件存儲器中，如“校準程序”部分中所述。針對兩個(gè)測量范圍，計算兩個(gè)不同的校準系數，并將其存儲在存儲器中(G1和G2，NOS1和NOS2)。執行測量時(shí)，會(huì )根據選定的范圍，選擇相應的增益系數和系統失調。

　　圖7 CN-0349軟件校準窗口

　　圖8顯示了該軟件的主窗口，其中顯示了不同的測量結果。根據選擇的范圍，可以執行測量，并獲取輸入阻抗、電導率、溫度和補償電導率溫度的值。要正確顯示結果，必須正確選擇探頭校正的數據。

　　圖8 CN-0349軟件評估窗口

　　電導池常數必須與用于測量的常數相同。對于標準電導池，此常數通常在0.01/cm至10/cm之間。

　　失調指標用于失調校正，用mS/cm表示的失調值來(lái)更改測量值。

　　必須根據測量的溶液來(lái)選擇溫度系數。當此系數的值設置為0%/°С時(shí)，則不執行溫度補償。

　　常見(jiàn)變化

　　AD8608是AD8605的四通道版本，在需要額外的精密運算放大器時(shí)，可以替代AD8606.

　　AD8601、AD8602和AD8604分別為單通道、雙通道和四通道軌到軌、輸入和輸出、單電源放大器，具有超低失調電壓和寬信號帶寬等特性，可以替代AD8605、AD8606和AD8608.

　　經(jīng)驗證，采用圖中所示的元件值，該電路能夠穩定地工作，并具有良好的精度?？梢允褂闷渌呔冗\算放大器，取代雙通道版本AD8606.可以使用兩個(gè)單通道版本AD8605運算放大器，而不是使用AD8606，以便進(jìn)行PCB布局。

　　AD5933阻抗轉換器類(lèi)似于A(yíng)D5934，并將片上集成頻率發(fā)生器與12位1 MSPS ADC組合在一起。

　　ADM3260是一款支持熱插拔的雙通道I2C隔離器，集成了DC-DC轉換器，可用于取代ADuM5000和ADuM1250組合。

　　如果不需要電流隔離，則可將電源和I2C線(xiàn)路直接連接到微處理器。

　　電路評估與測試

　　EVAL-CN0349-PMDZ板包含要評估的電路，SDP評估板與CN-0349評估軟件一起使用，可從EVAL-CN0349-PMDZ電路板獲取數據。

　　本電路采用EVAL-CN0349-PMDZ電路板、SDP-PMD-IB1Z和EVAL-SDP-CB1Z系統演示平臺(SDP)評估板。轉接板SDP-PMD-IB1Z和EVAL-SDP-CB1Z板采用120引腳對接連接器。轉接板SDP-PMD-IB1Z和EVAL-CN0349-PMDZ板采用8引腳IMOD對接連接器，可快速進(jìn)行設置和評估電路性能。

　　設備要求

　　需要以下設備：

　　帶USB端口的Windows XP或Windows Vista(32位)或Windows 7或Windows 8(64位或32位)PC

　　EVAL-CN0349-PMDZ電路評估板

　　EVAL-SDP-CB1Z SDP評估板

　　SDP-PMD-IB1Z轉接板

　　6 V電源或壁式電源適配器(EVAL-CFTL-6V-PWRZ )

　　CN-0349評估軟件

　　集成Pt100傳感器的電導池(例如，Sensorex CS200TC-PT1)

　　開(kāi)始使用

　　將CN-0349評估軟件光盤(pán)放入PC，加載評估軟件。用戶(hù)也可從CN-0349評估軟件中下載最新版的評估軟件。打開(kāi)“我的電腦”，找到包含評估軟件光盤(pán)的驅動(dòng)器，打開(kāi)setup.exe.按照屏幕上的提示完成安裝。建議將所有軟件安裝在默認位置。

　　圖9 測試設置功能框圖