一、課題綜述及研究意義 電導率的傳統(tǒng)測量方法是采用兩電極技術(shù),測量原理如圖a所示,電導率的測量過程中,兩電極間加上恒定振幅的電壓信號，電極上流經(jīng)一定的電流Ix,電流大小取決于溶液中所含離子的數(shù)量,被測介質(zhì)的電導率與運算放大器的輸出電壓成正比。這種兩電極技術(shù)測量過程中， 電極既是電流電極，又是電壓電極。實際上，只要電極上有電流流過，溶液與電極的接觸面上就會產(chǎn)生極化電壓，使測量產(chǎn)生一定的誤差。消除極化電壓影響的主要措施是使電流盡量小，接近于零。 四電極技術(shù)正是應(yīng)用這一論點設(shè)計的。
圖a 圖b 四電極法測量的原理如圖b所示，其中b、b’為電流電極，a、a’為電壓電極，5為正弦波信號電壓發(fā)生器。 由于集成運放A的輸入阻抗足夠高，所以流經(jīng)電壓電極a、a’的電流近似為零，這樣測量電極a、a’上就不會產(chǎn)生極化電壓，從而消除了極化電壓對測量的影響。 目前，國外一些技術(shù)先進國家已相繼開發(fā)出了具有高技術(shù)水平的四電極、六電極、七電極、八電極電導率傳感器。國內(nèi)的電極式電導率傳感器一般都為二電極、三電極，遠遠落后于國際水平。近年來，四電極法測量電導率技術(shù)發(fā)展迅速，但國內(nèi)開發(fā)四電極電導率儀的公司較少，用戶使用的電導率儀主要是美國哈希公司、意大利HANNA 公司等國外產(chǎn)品，而且國外的產(chǎn)品價格過高。 二、課題擬采取的研究方法和技術(shù)路線 運用所學理論知識研究和驗證四電極電導率傳感器的實現(xiàn)方法與誤差，同時與二電極電導率傳感器相比較。
三、主要參考文獻
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二、畢業(yè)設(shè)計（論文）工作實施計劃www.628tf.com （一）畢業(yè)設(shè)計（論文）的理論分析與軟硬件要求及其應(yīng)達到的水平與結(jié)果 理論分析： 四電極探頭結(jié)構(gòu)由兩對電極構(gòu)成。電流電極為圓柱形，相向固定于支架的兩平行絕緣壁面上，測量時在其兩端施加一交流信號并通過電流，在溶液中建立電場，以消除極化作用的影響，此時被測溶液可等效為純電阻; 電壓電極為圓環(huán)形，分別與電流電極精確同軸，用來感應(yīng)由電流電極產(chǎn)生的電壓。通過反饋電路控制電流電極間的交變電流，使電流Ic維持恒定，當溶液的電導率發(fā)生變化時，電壓電極兩端的電壓Uc相應(yīng)發(fā)生變化。電壓電極回路的電壓對應(yīng)于被測溶液的電導率存在某種對應(yīng)關(guān)系，根據(jù)這種關(guān)系可通過測量電壓電極回路的電壓來求得溶液的電導率，即有C = K/Rc= K Ic/Uc，式中C 為電導率; K 為電導池常數(shù); Rc為電導池的阻抗;Ic為通過電流電極的恒定電流; Uc為Rc兩端電壓降。 軟硬件要求： 根據(jù)軟件要求，盡量制作一個簡易四電極電導率傳感器并進行驗證其特性。 （二）畢業(yè)設(shè)計（論文）工作進度與安排 起訖日期 工 作 內(nèi) 容 和 要 求 備 注 4月1日-4月10日 確定課題，了解理論與原理并撰寫開題報告 4月11日-4月22日 查資料并提出具體設(shè)計方案與研究重點 4月23日-4月30日 著手硬件設(shè)計的準備，并整理好整條思路 5月1日-5月18日 依據(jù)方案，進行硬件設(shè)計 5月19日-5月22日 進行硬件測試與檢測，并同時進行數(shù)據(jù)分析與研究 5月23日-5月26日 質(zhì)疑與檢查硬件 5月26日-5月28日 整理材料，撰寫初稿論文 5月28日-5月29日 檢查論文并進行相似度檢查與調(diào)整 5月29日-6月10日 最終修改論文，準備答辯 |
