stm32+ad7177高精度电导率测试方案分享

射天狼 · 发表于 2021-3-16 11:05:51

本帖最后由射天狼于 2021-3-16 11:20 编辑

参考方案：ADI官方 CN-0359 全自动高性能电导率测量系统官方的东西还是很给力的研习了一段时间了解了大概原理后就直接开整了除了AD部分、DA驱动部分和电源部分有改动成本蛮高的但是精度稳定度也杠杠的
其他电路都是照搬过来用中间也遇到了不少问题分享给坛友避免踩坑电路稳定度未加任何数据处理滤波情况下可以到0.0000X uS/cm  第五位小数波动1-3个字
由于板子上功能较多（高精度电导率、高精度Pt100测温、压力测量、三极管加热PID闭环、5路步进电机、高精度稳定度250mA电流源、MOS管开关）只分享些核心的简明扼要即可

废话说多了上正题
电导率测量其实本质上算是个“高精度电阻测试仪” 测量电阻值可以从mΩ级别测到几十MΩ 用电阻可替代电导池测试 1MΩ 对应1uS/cm 1Ω 对应1S/cm后面有几张测试数据图(精度不高的是因为0.1%电阻有的没到货用的1%的)
步进电机驱动蠕动泵将液体输送到电导池  用三极管给电导池PID加热 Pt100闭环对电导池温度补偿
DA输出可调电压放大再反向正负电压驱动电导池防止极化通过电导池（电阻）通过PWM切换充放电(需要同步并且有延时否则会有尖脉冲官方也犯过这个错误所以程序有两个版本)
(还有一个坑就是AD8253芯片使用官方±15V情况下发热严重烫手  我把电压实际使用降到了±10V)
一路测量电压一路测量电流同步一定要同步获取两个数值折算出电导率
详细计算公式和原理详见 CN-0359 文档

电导率电路

AD采集电路

Pt100+压力采集

加热电路根据三极管调整2k电阻值

测试数据
电压档位mV 电流档位mV  两路增益电导率折算阻值

PID调节温度

PCB图

mii · 发表于 2021-3-16 11:22:55

学习了

N_EMBED · 发表于 2021-3-16 11:30:30

顶一下，楼主每次分享的作品用料都相当大方，两片AD7177，一片AD7124...，够壕，我们交个朋友吧

lyping1987 · 发表于 2021-3-16 11:32:58

学习了！

射天狼 · 发表于 2021-3-16 11:40:08

N_EMBED 发表于 2021-3-16 11:30
顶一下，楼主每次分享的作品用料都相当大方，两片AD7177，一片AD7124...，够壕，我们交个朋友吧 ...

不是批量的东西不在乎成本搞就行了这样保守点不然很有可能第一次钱都白花了

里面很多料除了AD7177 其他东西也都比较贵2片AD5541 DAC芯片 3片ADR4530基准 2个金升阳模块各种高精密的运放还有电导率、电机那部分的

只是材料成本一千块钱打不住滴

N_EMBED · 发表于 2021-3-16 12:05:31

射天狼发表于 2021-3-16 11:40
不是批量的东西不在乎成本搞就行了这样保守点不然很有可能第一次钱都白花了
里面很多料除了A ...

看了一下，好像AD7176-2的pin脚和AD7177是一样的，AD7176-2价格便宜二三十，采样率能到250K，不知道慢速情况精度是否差不多？

射天狼 · 发表于 2021-3-16 12:10:08

N_EMBED 发表于 2021-3-16 12:05
看了一下，好像AD7176-2的pin脚和AD7177是一样的，AD7176-2价格便宜二三十，采样率能到250K，不知道慢速 ...

ad7172 7175 7176都用过差不多一个等级高不了太多特别是慢速几乎一样

网络孤客 · 发表于 2021-3-16 14:01:26

学习了！

hello2020 · 发表于 2021-3-16 19:05:15

学习了。

shhludb · 发表于 2021-3-16 19:47:04

硬件成本太高，我们公司电导率产品卖了十几年，100多元成本

foxcase · 发表于 2021-3-17 05:24:03

你产品说明吗？最近在寻电导率产品不知道咋选，成本比较重要

射天狼 · 发表于 2021-3-17 08:45:39

foxcase 发表于 2021-3-17 05:24
你产品说明吗？最近在寻电导率产品不知道咋选，成本比较重要

想成本低也简单 AD换下所有运放都换下量程范围固定一下可编程增益运放也换了成本直接就下来了估计一二百都可以的不过小数点精确不到那么高了而已

taiyangshendi2 · 发表于 2021-3-17 08:59:50

shhludb 发表于 2021-3-16 19:47
硬件成本太高，我们公司电导率产品卖了十几年，100多元成本

公司准备用一款测量饱和食盐水的电导率的模块成本不太在乎不知道有合适的方案没

edalab1 · 发表于 2021-3-17 09:25:38

ADI CN-0359 方案仅用于演示，一是成本太高，第二有致命缺陷，不宜盲目模仿

edalab1 · 发表于 2021-3-17 09:28:40

我们的成熟产品成本也不低，也近千元了，不过精度很高，电导率范围0-20ms/cm,精度可以做到+/-0.001ms/cm

edalab1 · 发表于 2021-3-17 09:29:58

前期参考CN-0359走了不少弯路

EMC菜鸟 · 发表于 2021-3-17 09:37:40

批量做产品都是成本为王，你这器件用的豪出天际了都，，，，，，

笑笑我笑了 · 发表于 2021-3-17 09:41:50

我也研究过这个方案，后来觉得量程没必要做到那么大。
所以最后选择了它的兄弟方案 CN-0349

matrixko · 发表于 2023-11-29 13:11:27

我有这个电路的需求，方便的话联系一下我，谢谢，18629016101

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