針對七電極電導率傳感器的基本原理和特點進行了闡述，根據傳感器本身物理特性以及高精度測量的要求，設計了能夠滿足低溫漂、高精度、速度快的測量電路。采用D/A、A/D等集成電路芯片去實現對傳感器的精確驅動和高速采樣，相比于傳統方式，驅動的頻率和電壓更加準確，并且容易更改，采用高速采樣可以避免信號在調理過程中出現的失真。通過實驗驗證了電路的測量效果。
電導率測量在工業生產、環境監測、海洋資源開發等領域有著廣泛的應用，準確快速地電導率測量方法對海洋研究、環境保護等方面都有著重要意義。電導率傳感器根據工作原理主要可分為電極式電導率傳感器和電磁式電導率傳感器。電磁式電導率傳感器是根據電磁感應原理進行測量，通過感應電動勢的變化反應電導率的變化；電極式電導率傳感器是根據電解導電原理進行測量，通過被測液體電阻的變化反應電導率的變化。電極式電導率傳感器因其響應速度快、精度高的優點而得到廣泛關注。文章分析了七電極電導率傳感器的工作原理并設計了測量電路。
工作原理及概述
七電極電導率傳感器是電極式電導率傳感器中精度較高的一種，同時具備了三電極與四電極的優點。七電極電導率傳感器的電導池實現“電流”電極和“電壓”電極的分離，可減少電極極化阻抗、導流空間大、響應時間快，實現了電導率的快速測量；七電極電導率傳感器的電導池兩端有兩個接地電極，可以有效屏蔽電導池外的影響，使測量結果不受電導池外界的干擾，而且測量過程中無需水泵，同樣能夠保證高精度測量。
1.1七電極電導率傳感器原理分析
七電極電導率傳感器示意圖如圖1所示，它由鑲嵌在石英玻璃上的7個鉑金屬環組成，電極1～4、電極4～7分別組成兩組測量單元，電流通過公共電極4流入，通過接地電極1和電極7流出，電流流過電導池時會在電極2、3和電極5、6產生電壓。在電極4和地之間加上一個恒定的電壓，通過測量流經公共電極的電流的變化就可以反映出電阻的變化，進而計算出電導池內溶液的電導率。
1.2測量系統概述
為實現高精度的七電極電導率傳感器測量電路，在設計電路時主要考慮以下幾個方面：（1）減少使用模擬器件，減少因使用模擬器件而引入的噪聲，利用高速采樣提取信號的信息并進行相關計算。（2）A/D和D/A使用同一基準，因為電導率是通過驅動電壓和取樣電阻兩端電壓的比值計算出來的，即使基準有一定的變化，也不會對測量結果產生影響。（3）系統中使用的器件選用低溫漂、高精度的器件，特別是驅動七電極的運放和取樣電阻。
測量電路系統示意圖如圖2所示。微控制器STM32F103控制D/A產生固定頻率和電壓的信號，通過由積分電路和減法電路形成的恒壓源，對七電極電導率傳感器進行驅動，電流流過取樣電阻，形成的電壓值反映了電導率的值，電壓經A/D進行模數變換，采樣得到的A/D值通過算法處理得到電導率值。
系統采用STM32F103作為控制器，STM32F系列屬于中等容量增強型、32位基于ARM核心的帶64或者128kB閃存的微控制器，具有USB、CAN、7個定時器、2個ADC、9個通信接口，廣泛應用于各種工業控制系統、測量儀表等。
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