盛国栋，熊肖磊

(上海交通大学机械与动力工程学院，上海 200240)

电导率仪属于电化学分析仪器，以结构简单、操作方便、价格低廉、易于实现连续分析和自动分析的特点，广泛应用于院校、科研和水站等领域测量液体介质的电导率，还可以用于电子等工业部门监测纯水或高纯水的纯度［1］。长期以来电导率仪采用模拟或者简单数字电路测量方式，制约了电导率仪在生产中的应用，而以单片机为核心的智能电导率仪可以有效解决这个问题，从而实现电导率仪的数字化、智能化［2］。而基于单片机技术的电导率仪的测量精度依然是制约电导率仪发展的最主要因素。

1 测量原理

电导G或者电导率K 是电解质溶液导电能力的重要标志，电导G 是电阻R 的倒数，K 是电阻率ρ的倒数。电导的单位是西门子，用字母S 表示。电导和电导率的关系为［3］

式中，A为电极有效面积，L为电极间距，θ=L/A为电极常数。所以测量溶液的电阻就可以得到溶液电导，再乘以电极常数得到电导率。测量示意图如图1所示。

式(2)中，VRONG为输入测量电路的电压，Uout为输出电压，R1为已知电阻，通过测量VRONG和Uout，求出溶液的电阻R 进而得出其电导率G。

图1

2 系统优化设计

普通的电导率仪包括电源模块、电导率测量电路、AD 转换电路、量程转换电路、温度测量电路、实时时钟以及键盘、LCD 人机对话模块等，如图2［2］。本文基于参考文献［2］的设计对其中的几个模块分别进行优化。

图2 系统整体框图

2.1 对交流信号发生器的优化

在测量溶液的电导率过程当中，为了防止电极极化，溶液需要提供交变的信号。……