完全隔离式电导率测量数据采集系统

　　有关电导率测量和标准溶液的更多信息，请参阅Shreiner， R.H和Pratt， K.W的《电解电导率的主要标准和标准参考材料》(2004)，NIST特别出版物260-142.

　　PCB布局考虑

　　在任何注重精度的电路中，必须仔细考虑电路板上的电源和接地回路布局。PCB必须尽可能隔离数字部分和模拟部分。该系统的PCB采用简单的双层板堆叠而成，但采用4层板可以得到更好的电磁干扰/射频干扰(EMI/RFI)性能。

　　采用10μF和0.1μF电容对AD8606电源去耦，以适当抑制噪声并减小纹波。这些电容应尽可能靠近相应器件，0.1μF电容应具有低有效串联电阻(ESR)值。对于所有高频去耦，建议使用陶瓷电容。电源走线必须尽可能宽，以提供低阻抗路径，并减小电源线路上的毛刺效应。请注意，低ESR旁路电容必须尽可能靠近芯片焊盘。需要并联至少两个电容，以抑制噪声并减少纹波。对于VDD1和VISO，推荐的电容值是0.1μF和10μF，它们适用于ADuM5000和ADuM1250.较小的电容必须具有低ESR，例如陶瓷电容。低ESR电容末端到输入电源引脚的走线总长不得超过2 mm.如果旁路电容的走线长度超过2 mm，可能会破坏数据。

　　设置和编程

　　EVAL-CN0349-PMDZ使用CN-0349评估软件来执行校准程序，并从电导池采集数据。

　　图7显示了软件的校准窗口。单击“Calibrate”可初始化校准程序。该软件通过控制ADG715八通道开关，自动执行三点校准程序。为了正确执行校准程序，必须在三个校准电阻指标中填写正确的值。在自动校准程序中，软件在三个校准点进行测量，并将校准系数(增益系数G和系统失调NOS)存储在软件存储器中，如“校准程序”部分中所述。针对两个测量范围，计算两个不同的校准系数，并将其存储在存储器中(G1和G2，NOS1和NOS2)。执行测量时，会根据选定的范围，选择相应的增益系数和系统失调。

　　图7 CN-0349软件校准窗口

　　图8显示了该软件的主窗口，其中显示了不同的测量结果。根据选择的范围，可以执行测量，并获取输入阻抗、电导率、温度和补偿电导率温度的值。要正确显示结果，必须正确选择探头校正的数据。

　　图8 CN-0349软件评估窗口

　　电导池常数必须与用于测量的常数相同。对于标准电导池，此常数通常在0.01/cm至10/cm之间。

　　失调指标用于失调校正，用mS/cm表示的失调值来更改测量值。

　　必须根据测量的溶液来选择温度系数。当此系数的值设置为0%/°С时，则不执行温度补偿。

　　常见变化

　　AD8608是AD8605的四通道版本，在需要额外的精密运算放大器时，可以替代AD8606.

　　AD8601、AD8602和AD8604分别为单通道、双通道和四通道轨到轨、输入和输出、单电源放大器，具有超低失调电压和宽信号带宽等特性，可以替代AD8605、AD8606和AD8608.

　　经验证，采用图中所示的元件值，该电路能够稳定地工作，并具有良好的精度。可以使用其他高精度运算放大器，取代双通道版本AD8606.可以使用两个单通道版本AD8605运算放大器，而不是使用AD8606，以便进行PCB布局。

　　AD5933阻抗转换器类似于AD5934，并将片上集成频率发生器与12位1 MSPS ADC组合在一起。

　　ADM3260是一款支持热插拔的双通道I2C隔离器，集成了DC-DC转换器，可用于取代ADuM5000和ADuM1250组合。

　　如果不需要电流隔离，则可将电源和I2C线路直接连接到微处理器。

　　电路评估与测试

　　EVAL-CN0349-PMDZ板包含要评估的电路，SDP评估板与CN-0349评估软件一起使用，可从EVAL-CN0349-PMDZ电路板获取数据。

　　本电路采用EVAL-CN0349-PMDZ电路板、SDP-PMD-IB1Z和EVAL-SDP-CB1Z系统演示平台(SDP)评估板。转接板SDP-PMD-IB1Z和EVAL-SDP-CB1Z板采用120引脚对接连接器。转接板SDP-PMD-IB1Z和EVAL-CN0349-PMDZ板采用8引脚IMOD对接连接器，可快速进行设置和评估电路性能。

　　设备要求

　　需要以下设备：

　　带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电路评估板

　　EVAL-SDP-CB1Z SDP评估板

　　SDP-PMD-IB1Z转接板

　　6 V电源或壁式电源适配器(EVAL-CFTL-6V-PWRZ )

　　CN-0349评估软件

　　集成Pt100传感器的电导池(例如，Sensorex CS200TC-PT1)

　　开始使用

　　将CN-0349评估软件光盘放入PC，加载评估软件。用户也可从CN-0349评估软件中下载最新版的评估软件。打开“我的电脑”，找到包含评估软件光盘的驱动器，打开setup.exe.按照屏幕上的提示完成安装。建议将所有软件安装在默认位置。

　　图9 测试设置功能框图