[发明专利]一种水溶液的电阻率采样电路

说明书

本发明公开了一种水溶液的电阻率采样电路。人们对于水质的要求日益提高，而水的电导率是评价水质的一个重要指标。本发明包括稳压模块、电压反向模块、单片机、方波产生模块、电压比较模块、方波切档输出模块、电压跟随模块、电导电极、信号放大模块和模拟量输出模块。方波产生模块产生的方波信号在经过处理后进入电导电极，该方波信号在通过电导电极后的衰减为新的方波信号。模拟量输出模块将新的方波信号转换为电压信号后输送给单片机。本发明抗干扰能力强，能够自动切换至合适的采样方波进行电导率检测，因此具有较高的稳定性和检测精度。

技术领域

本发明属于水质检测技术领域，具体涉及一种水溶液的电阻率采样电路。

背景技术

随着社会发展的不断进步，无论是在工业还是生活方面，人们对于水质的要求日益提高，水的电导率是评价水质的一个重要指标，而水溶液的电阻率是推算水溶液的电导率的重要依据；但是由于水溶液的电阻率会受到很多方面的影响，人们目前使用的水溶液电阻率检测装置的检测值往往不稳定且误差较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过稳定方波信号进行水溶液的电阻率精密检测的电路。

本发明包括稳压模块、电压反向模块、单片机、方波产生模块、电压比较模块、方波切档输出模块、电压跟随模块、电导电极、信号放大模块和模拟量输出模块。所述的稳压模块通过稳压芯片将外部输入的3.3V电压稳压到2.5V提供给单片机、方波产生模块及电压反向模块。所述的电压反向模块将稳压模块提供的2.5V电压转化为-2.5V提供给方波产生模块；所述的方波产生模块在单片机的控制下通过第一逻辑芯片产生第一方波信号，并通过电阻分压的方式得到与第一方波信号峰值不同且周期相等的第二方波信号和第三方波信号。所述的单片机控制电压比较模块向方波切档输出模块发送指令；所述的方波切档输出模块选择第一方波信号、第二方波信号或第三方波信号中的一个作为第四方波信号传输到电压跟随模块。所述的电压跟随模块产生一个与第四方波信号波形完全相同的第五方波信号并传输给电导电极。第五方波信号经过电导电极后降压为第六方波信号并输入信号放大模块；所述的信号放大模块将第六方波信号放大为第七方波信号。所述的模拟量输出模块将第七方波信号转化为直流电压信号传输给单片机。

所述的电压比较模块包括双运算放大器；双运算放大器由第二运算放大器和第三运算放大器组成。所述的第二运算放大器的正向输出端接第八电阻R8的一端；第八电阻R8的另一端接单片机的第二管脚；第二运算放大器的正供电电压端接第六电容C6的一端及5V电压；第六电容C6的另一端接地；第二运算放大器的负供电电压端接地。第二运算放大器的反向输出端接第十电阻R10的一端；第十电阻R10的另一端接第十一电阻R11、第九电阻R9及第十三电阻R13的一端；第九电阻R9的另一端接5V电压；第十一电阻R11的另一端接地；第十三电阻R13的另一端接第三运算放大器的反向输入端。第三运算放大器的正向输入端接第十二电阻R12的一端；第十二电阻R12的另一端接单片机的第三管脚；第二运算放大器的输出端即电压比较模块的第一输出端；第三运算放大器的输出端即电压比较模块的第二输出端。

所述的方波切档输出模块包括第二逻辑芯片；所述的第二逻辑芯片采用74HC4052D逻辑芯片。第二逻辑芯片的X3、Y0、Y1、Y2、Y3、VSS及YCOM管脚均接地。第二逻辑芯片的VDD管脚接第七电容C7的一端及5V电压；第七电容C7的另一端接地；第二逻辑芯片的VEE管脚接第八电容C8的一端及-5V电压；第八电容C8的另一端接地。第二逻辑芯片的X0管脚接方波产生模块的第一方波信号输出端；第二逻辑芯片的X1管脚接方波产生模块的第二方波信号输出端；第二逻辑芯片的X2管脚接方波产生模块的第三方波信号输出端；第二逻辑芯片的XCOM管脚即方波切档输出模块的输出端。

所述的双运算放大器采用LM358DR双运算放大器。