高精度電極式海水電導(dǎo)鹽度計(jì)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā).pdf

1、海水鹽度是海水中含鹽量的標(biāo)度，是海洋水文的重要要素之一。海水鹽度對(duì)海洋環(huán)境研究、水產(chǎn)養(yǎng)殖、鹽化工業(yè)、能源探索等方面都具有十分重要的影響。隨著海洋事業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)海水鹽度的測(cè)量精度要求越來(lái)越高。對(duì)于海水鹽度的測(cè)量方法主要包括:化學(xué)法、光學(xué)法、比重法、電導(dǎo)法、微波遙感法、基于光纖技術(shù)的測(cè)量法等。其中，電導(dǎo)法是一種較為快速、準(zhǔn)確且適用于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的方法。其基本原理是通過(guò)測(cè)量海水的電導(dǎo)率，計(jì)算得到海水的鹽度。
　　本論文采用電導(dǎo)法，設(shè)計(jì)了

2、一種基于電橋原理的高精度、全數(shù)字式鹽度測(cè)量系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由高精度數(shù)字式電橋、數(shù)字式可編程激勵(lì)源、高靈敏度數(shù)字檢流計(jì)三部分組成。高精度數(shù)字式電橋的兩個(gè)上橋臂是由裝有待測(cè)海水的電導(dǎo)池和裝有標(biāo)準(zhǔn)海水的電導(dǎo)池組成，下橋臂是由可調(diào)精密電阻組成。為避免電導(dǎo)池中的海水在激勵(lì)源直流分量的作用下產(chǎn)生極化，采用數(shù)字式可編程激勵(lì)源產(chǎn)生頻率為1kHz交變的對(duì)稱梯形波作為電橋的激勵(lì)電源。采用高靈敏度數(shù)字檢流計(jì)檢測(cè)電橋的輸出電壓。控制器根據(jù)檢流計(jì)的輸出判斷電橋的

3、平衡狀態(tài)，并調(diào)整下橋臂的精密電阻，直至電橋達(dá)到平衡。根據(jù)平衡時(shí)精密電阻的阻值，計(jì)算出待測(cè)電導(dǎo)池與標(biāo)準(zhǔn)電導(dǎo)池的電導(dǎo)率比值，進(jìn)而計(jì)算出待測(cè)海水的鹽度。
　　實(shí)現(xiàn)海水鹽度高精度測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)包括:提高電橋激勵(lì)波形的對(duì)稱性、提高數(shù)字電橋可調(diào)精密電阻的分辨率、提高數(shù)字式檢流計(jì)的靈敏度和測(cè)量精度。為實(shí)現(xiàn)以上關(guān)鍵技術(shù)，鹽度計(jì)測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案基于SOPC技術(shù)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)主控制器為Altera公司CycloneⅡ系列的EP2C35芯片。利用FPGA