基于阻抗匹配的感应式电导率传感器性能优化与分析

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作者 李阳 王电处 +3 位作者 刘志强 赵银山 唐程旭 李桥 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第8期1-5,126,共6页

感应式电导率传感器因其非接触式测量特点,在工业水质监测、高压直流输电冷却系统等领域具有广泛应用。然而,其输出性能受多种因素影响,尤其在低电导率测量场景中,输出信号幅值较低的问题尤为突出。为了优化感应式电导率传感器的输出性... 感应式电导率传感器因其非接触式测量特点,在工业水质监测、高压直流输电冷却系统等领域具有广泛应用。然而,其输出性能受多种因素影响,尤其在低电导率测量场景中,输出信号幅值较低的问题尤为突出。为了优化感应式电导率传感器的输出性能,文中基于感应式电导率传感器的等效电路模型,推导出传感器的输出响应公式,并系统分析了磁芯参数、激励频率及阻抗匹配对传感器输出性能的影响,同时提出了一种结合阻抗匹配技术的性能优化方法。研究结果表明:选用高磁导率磁芯材料并引入阻抗匹配技术,能够显著提升传感器的灵敏度和信号强度,优化功率传输效率和频率响应特性。在电导率测量中,阻抗匹配使输出电压有效值增长约86.6%,同时增强了匹配频率范围内的响应性能,为感应式电导率传感器在复杂工业环境中的优化设计提供了实验支持。 展开更多

关键词 感应式电导率传感器 等效电路模型 阻抗匹配 性能优化

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电导率传感器在“细胞质膜透性的模拟实验”中的应用

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作者 詹琪芳 《生物学教学》 北大核心 2024年第8期63-65,共3页

在“细胞质膜透性的模拟实验”中,以NaCl、 NH_(4)Cl、 KCl等小分子盐类和大分子蛋白质为材料,利用其通过透析膜时产生的不同的电导率变化,运用数字化工具进行采集整理,并形成随时间变化的曲线图,使学生定量认识细胞质膜的选择透过性特... 在“细胞质膜透性的模拟实验”中,以NaCl、 NH_(4)Cl、 KCl等小分子盐类和大分子蛋白质为材料,利用其通过透析膜时产生的不同的电导率变化,运用数字化工具进行采集整理,并形成随时间变化的曲线图,使学生定量认识细胞质膜的选择透过性特点,为更好理解物质进出细胞质膜的方式奠定基础,培养建构数学模型的科学思维方式。 展开更多

关键词 细胞质膜透性 电导率传感器 模拟实验

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电导率传感器发展概况 被引量：32

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作者 周明军 尤佳 +3 位作者 秦浩 傅巍 刘其中 徐振忠 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2010年第4期9-11,共3页

电导率传感器广泛应用在工业、科研以及国防等领域,用于测量液体的电导率。介绍了电极型、电感型电导率传感器发展现状,并指出多电极体系、微结构将成为未来电导率传感器发展方向,电导率传感器将与微系统结合,实现电导率测量的自动化、... 电导率传感器广泛应用在工业、科研以及国防等领域,用于测量液体的电导率。介绍了电极型、电感型电导率传感器发展现状,并指出多电极体系、微结构将成为未来电导率传感器发展方向,电导率传感器将与微系统结合,实现电导率测量的自动化、精密化。 展开更多

关键词 电导率传感器 多电极 微电极 微系统

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基于水分、电导率传感器的黄瓜有机栽培灌溉决策研究 被引量：11

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作者 李友丽 郭文忠 +3 位作者 赵倩 李银坤 杨子强 薛绪掌 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期263-270,共8页

以时序灌溉决策为对照(CK),设置基于水分传感器的单因子灌溉决策处理T1和基于水分、电导率传感器的双因子灌溉决策处理T2,监测基质含水率及灌溉液、回液的电导率决策灌溉量,测量黄瓜生长指标、叶片SPAD值、气孔导度和光合速率日变化以... 以时序灌溉决策为对照(CK),设置基于水分传感器的单因子灌溉决策处理T1和基于水分、电导率传感器的双因子灌溉决策处理T2,监测基质含水率及灌溉液、回液的电导率决策灌溉量,测量黄瓜生长指标、叶片SPAD值、气孔导度和光合速率日变化以及果实品质、产量和灌溉量,分析灌溉液生产效率,研究黄瓜椰糠有机栽培的营养液灌溉决策。结果表明:不同灌溉决策下黄瓜的生长发育和品质产量差异不明显;处理T2的总灌溉量较CK、T1减少了49.08%和31.85%,灌溉液生产效率与CK、T1相比分别提高了103.92%和60.59%。基于水分、EC传感器的双因子灌溉决策为黄瓜椰糠有机栽培提供了较合理的营养液灌溉制度,适用于设施黄瓜椰糠有机栽培的营养液自动灌溉管理。 展开更多

关键词 黄瓜 灌溉决策 水分传感器 电导率传感器 有机栽培 有机营养液

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一种四电极电导率传感器的研制 被引量：14

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作者 李学胜 卢欣春 +3 位作者 罗孝兵 刘冠军 王军涛 袁颖华 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2013年第2期105-107,共3页

设计了一种四电极电导率传感器,介绍了该电导率传感器的测量原理、结构形式、测量电路及制作工艺,并阐述了探头制作材料的选取过程。通过对其进行性能实验,验证此仪器具有测量精度高、性能稳定等特点,并且此传感器还具有使用寿命长、测... 设计了一种四电极电导率传感器,介绍了该电导率传感器的测量原理、结构形式、测量电路及制作工艺,并阐述了探头制作材料的选取过程。通过对其进行性能实验,验证此仪器具有测量精度高、性能稳定等特点,并且此传感器还具有使用寿命长、测量范围广、价格便宜、实现了远距离自动化测量等优点,特别适用于水环境监测和水质污染控制等领域中。 展开更多

关键词 四电极 电导率传感器 温度补偿 水质监测

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感应式低电导率传感器设计 被引量：9

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作者 兰卉 林玉池 +1 位作者 贾文娟 李红志 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2012年第10期78-80,共3页

感应式低电导率传感器是江河口水质监测和实施咸潮预警必不可少的检测仪器。阐述了感应式低电导率传感器的结构、测量原理;设计了部分电路;给出了传感器的标定和测试方法。

关键词 感应式 电导率传感器 设计 标定

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一种新型的混合平面结构电导率传感器的设计与实现 被引量：5

7

作者 喻嵘 王玉皞 +2 位作者 王晓磊 周军乐 王艳庆 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第10期1614-1618,共5页

基于水体-电极系统的机理分析,设计并实现了一种新型的电导率传感器。传感器采用平面矩形线圈与叉指电极混合结构。通过搭建自动化实验平台,采用交流阻抗技术,对研制的传感器进行实测,以获得传感器在不同溶液、不同频率信号激励下的阻... 基于水体-电极系统的机理分析,设计并实现了一种新型的电导率传感器。传感器采用平面矩形线圈与叉指电极混合结构。通过搭建自动化实验平台,采用交流阻抗技术,对研制的传感器进行实测,以获得传感器在不同溶液、不同频率信号激励下的阻抗数据。经过与商用电导率传感器进行数据拟合,找出了阻抗数据与电导率之间的函数关系。实验证明,该电导率传感器是一种灵敏度高、稳定性强的测量工具,其测量精度达到了商用传感器标准,为水溶液电导率的测量提供了一个低成本的解决方案。 展开更多

关键词 电导率传感器 矩形线圈 叉指电极 交流阻抗技术 数据拟合

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一种海洋MEMS电导率传感器结构优化设计 被引量：5

8

作者 李志伟 李红志 +1 位作者 贾文娟 李醒飞 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1144-1150,共7页

为提高一种海洋MEMS电导率传感器的测量性能,基于电场基本理论分析了影响传感器测量性能的主要因素,并对传感器结构进行优化设计。采用COMSOL软件分别构建和仿真了优化前后传感器测量模型,得出海水电导率在5 mS/cm^70 mS/cm,激励频率在1... 为提高一种海洋MEMS电导率传感器的测量性能,基于电场基本理论分析了影响传感器测量性能的主要因素,并对传感器结构进行优化设计。采用COMSOL软件分别构建和仿真了优化前后传感器测量模型,得出海水电导率在5 mS/cm^70 mS/cm,激励频率在10 kHz^100 kHz范围内,传感器结构优化后比优化前对应的海水测量阻值范围提高了4.39倍,。优化后的传感器结构准确度提升至±1.18%,灵敏度提升至15.6 cm^-1。且优化前传感器结构准确度与灵敏度的仿真值与相关文献同类型结构传感器实际数据相近,因此本文优化设计贴近实际,参考价值较高。 展开更多

关键词 海洋传感器 电导率传感器 有限元分析 COMSOL仿真 MEMS

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作物营养液电导率传感器及其测量系统设计 被引量：3

9

作者 范丽 尹文庆 +2 位作者 王川 曹鹏 杨志军 《传感器与微系统》 CSCD 2016年第12期92-95,共4页

针对作物营养液电导率的特点,设计了一种基于电磁感应原理与电极组合的电导率传感器及其测量系统。阐述了该组合式电导率传感器的结构与工作原理并选取了传感器最优参数。针对温度对电导率的影响,提出了软件自动温度补偿法,并利用电导... 针对作物营养液电导率的特点,设计了一种基于电磁感应原理与电极组合的电导率传感器及其测量系统。阐述了该组合式电导率传感器的结构与工作原理并选取了传感器最优参数。针对温度对电导率的影响,提出了软件自动温度补偿法,并利用电导率标准液对传感器进行了标定。实验结果表明:该电导率传感器测量的相对误差小于1%,满足作物营养液电导率的测量要求。 展开更多

关键词 营养液 电磁感应 电导率传感器 温度补偿 标定

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磁场对感应式电导率传感器检定过程中的影响初探 被引量：6

10

作者 张川 胡波 《计量学报》 CSCD 北大核心 2011年第2期158-161,共4页

针对电导率、温度传感器检定装置——高精度恒温水槽中，由磁耦合搅拌装置所带来的磁场干扰对电磁感应式电导率传感器所产生的影响问题，进行了一系列实验。以加拿大RBR公司生产的RBRXR-620（感应式）CTD传感器为研究对象，以美国SEABIR... 针对电导率、温度传感器检定装置——高精度恒温水槽中，由磁耦合搅拌装置所带来的磁场干扰对电磁感应式电导率传感器所产生的影响问题，进行了一系列实验。以加拿大RBR公司生产的RBRXR-620（感应式）CTD传感器为研究对象，以美国SEABIRD公司生产的SBE37（电极式）CTD传感器为参比对象进行实验。实验分别在采用磁耦合搅拌方式和机械搅拌方式的两台高精度恒温水槽中进行，结果表明两台CTD传感器在正常工作状态下在不同工作环境中给m不同的测定盐度值（由传感器给出的温度值和电导率值计算得出）。因此，实验结果证明由于磁耦合搅拌方式所带来的磁场干扰会对感应式CTD的测定产生影响。 展开更多

关键词 计量学 感应式电导率传感器 磁场影响 检定装置

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七电极电导率传感器结构分析及优化 被引量：2

11

作者 李红志 闫晨阳 贾文娟 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期163-171,共9页

为了提高七电极电导率传感器的测量性能,本实验对七电极电导池的结构进行了分析及优化。结合电极式电导率传感器的测量原理与热惯性理论,分析影响传感器测量性能的因素以及壳体外形对测量结果带来的影响。通过有限元分析对结构优化前后... 为了提高七电极电导率传感器的测量性能,本实验对七电极电导池的结构进行了分析及优化。结合电极式电导率传感器的测量原理与热惯性理论,分析影响传感器测量性能的因素以及壳体外形对测量结果带来的影响。通过有限元分析对结构优化前后的性能进行仿真验证。数据结果表明,结构优化后的电导池内最大流速的增量增加了43.66%,灵敏度与结构优化前相比提高3.56倍,表现出更好的传感器测量性能。 展开更多

关键词 电导率传感器 七电极 有限元分析 优化设计

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基于ANSYS有限元法的电导率传感器分析 被引量：1

12

作者 陆贵荣 吴玉晓 陈树越 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2014年第4期65-67,71,共4页

提出了一种结构简单的新型非接触电导率传感器。从原理出发,采用ANSYS有限元方法,通过建立有限元模型、定义材料属性、网格划分、设置边界条件、加载和求解等,得到了溶液电导率分别与传感器电感和电容之间的关系。利用该传感器对几种已... 提出了一种结构简单的新型非接触电导率传感器。从原理出发,采用ANSYS有限元方法,通过建立有限元模型、定义材料属性、网格划分、设置边界条件、加载和求解等,得到了溶液电导率分别与传感器电感和电容之间的关系。利用该传感器对几种已知电导率溶液进行了测试,结果显示其测量的最大相对误差为0.64%,从而证明所提出的传感器测量方法不仅测量精度可行,还提高了测量的冗余度和可靠性,具有很高的商业应用价值。 展开更多

关键词 电导率传感器 有限元法 电容 电感 非接触检测

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深海感应式电导率传感器的性能建模分析 被引量：2

13

作者 刘祎 《舰船科学技术》 北大核心 2021年第8期121-123,共3页

针对船舶电导率传感器温升现象过于明显的问题,提出深海感应式电导率传感器的性能建模分析方法。借助绝缘电阻设备,对螺栓预紧力进行精准调节,完成深海感应式电导率传感器的底层执行元件设计。在此基础上,按照动力学理论,通过计算固有... 针对船舶电导率传感器温升现象过于明显的问题,提出深海感应式电导率传感器的性能建模分析方法。借助绝缘电阻设备,对螺栓预紧力进行精准调节,完成深海感应式电导率传感器的底层执行元件设计。在此基础上,按照动力学理论,通过计算固有频率的方式,实现传感设备的灵敏度校验,实现深海感应式电导率传感器的性能建模分析与研究。对比实验结果表明,与传统建模手段相比,上述建模方法可将传感器温升计算准确度提升至95%,在抑制船舶电导率传感器温度提升方面具备较强的实际应用价值。 展开更多

关键词 电导率传感器 性能建模 绝缘电阻 螺栓预紧力 动力学理论

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基于非外部场的感应式电导率传感器优化设计 被引量：3

14

作者 何旭刚 李红志 +1 位作者 兰卉 黄银国 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期291-297,共7页

针对目前感应式电导率传感器存在邻近效应影响导致测量不准确的问题,分析了感应式传感器产生邻近效应的机理。优化设计了一种基于非外部场的感应式电导率传感器探头及信号处理电路,进行了标定与稳定性实验。实验结果表明,非外部场传感... 针对目前感应式电导率传感器存在邻近效应影响导致测量不准确的问题,分析了感应式传感器产生邻近效应的机理。优化设计了一种基于非外部场的感应式电导率传感器探头及信号处理电路,进行了标定与稳定性实验。实验结果表明,非外部场传感器电导率测量准确度小于±0.05 mS/cm。在外界物质邻近电导率测量对比实验中,相较于OST36D型感应式传感器测量偏移达到-0.1 mS/cm~0.7 mS/cm,非外部场传感器的测量偏移小于±0.015 mS/cm,为海水电导率高精度测量提供了一个解决方案。 展开更多

关键词 电导率传感器 感应式 邻近效应 非外部场

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海洋电导率传感器动态标定方法研究 被引量：3

15

作者 王朋朋 杨健 +1 位作者 赵士伟 李镇 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期751-756,共6页

针对海洋电导率传感器动态响应特性测试需求,使用水文传感器时间常数测量装置对典型海洋电导率传感器进行了测试。通过实验,分析得到时间常数特性,总结提出动态标定方法,并全面准确地进行了测量不确定度评定。结果表明:时间常数与电导... 针对海洋电导率传感器动态响应特性测试需求,使用水文传感器时间常数测量装置对典型海洋电导率传感器进行了测试。通过实验,分析得到时间常数特性,总结提出动态标定方法,并全面准确地进行了测量不确定度评定。结果表明:时间常数与电导率阶跃大小无关,与运动速度符合特定函数关系,因此可以选择比较稳定的8 mS/cm~12 mS/cm中的任一点作为电导率阶跃标定点,用运动速度与时间常数的函数关系作为动态标定结果;各速度点时间常数测量结果的相对扩展不确定度优于7.4%,小于其最大允许误差±10%。 展开更多

关键词 海洋电导率传感器 动态标定方法 时间常数 测量不确定度

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温盐深测量仪电导率传感器校准的优化与提升 被引量：8

16

作者 晏天 梁杰 +2 位作者 赵东蕾 钱飞 李帆 《中国测试》 CAS 北大核心 2018年第12期51-54,95,共5页

在温盐深测量仪电导率传感器示值误差校准的基础上,利用含温度和压力修正的4阶电导率校准方程校准电导率传感器在盐度为35海水中的电导率输出示值,并验证该校准方程在盐度为33和37海水中的适用性。结果表明:在盐度为35海水中,电导率校... 在温盐深测量仪电导率传感器示值误差校准的基础上,利用含温度和压力修正的4阶电导率校准方程校准电导率传感器在盐度为35海水中的电导率输出示值,并验证该校准方程在盐度为33和37海水中的适用性。结果表明:在盐度为35海水中,电导率校准方程能有效校准温盐深测量仪电导率传感器在不同温度条件下的电导率示值。经电导率校准方程校准后,温盐深测量仪电导率传感器示值误差绝对值最大值分别由0.013 56 S/m和0.012 57 S/m调整为0.000 31 S/m和0.000 90 S/m;在盐度为33和37海水中,电导率校准方程具有良好的适用性。电导率校准方程在盐度范围为33～37海水中能有效适用于温盐深测量仪电导率传感器的校准,经电导率校准方程校准后的温盐深测量仪电导率传感器能满足一级温盐深测量仪技术指标要求(MPE:±0.002 S/m)。 展开更多

关键词 温盐深测量仪 电导率传感器 不同海水盐度 电导率校准方程

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综合录井仪电导率传感器现场检定装置设计 被引量：3

17

作者 刘开绪 吴春梅 +2 位作者 马骏驰 郝健 王冰茜 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2020年第6期50-54,共5页

综合录井仪电导率传感器是钻井液电导率参数检测的重要元件,为了适应海外钻井、外围钻井及连续快速钻井的需要,对传感器进行法定时限内现场检定尤其必要。基于电导率传感器电涡流检测原理,利用0.01级ZX32型交直流标准电阻箱作为标准源,... 综合录井仪电导率传感器是钻井液电导率参数检测的重要元件,为了适应海外钻井、外围钻井及连续快速钻井的需要,对传感器进行法定时限内现场检定尤其必要。基于电导率传感器电涡流检测原理,利用0.01级ZX32型交直流标准电阻箱作为标准源,以其接入穿过传感器感应环内闭合回路的电阻值代替钻井液电导率,利用STC89C52单片机设计了标准电阻值显示录入表,配套的上位机软件控制MSP430单片机系统以实现标准电阻值和电导率传感器输出电流值数据的接收,上位机完成检定数据的处理,并给出检定结论,设计的检定装置达到1.0级的指标,由于装置体积小,上位机与测试装置之间采用WiFi无线连接,装置非常适合现场应用。 展开更多

关键词 综合录井仪 电导率传感器 标准 检定 测试

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不同重力条件下气泡对电导率传感器影响的研究

18

作者 傅巍 孙光岩 +3 位作者 钱力 李慧敏 周明军 陈晓慧 《传感器与微系统》 CSCD 2020年第10期17-19,23,共4页

针对气泡对电导率传感器输出有影响的问题,提出了不同重力条件的试验方案。经理论分析,得到气泡的存在使传感器输出变小的结论。通过地面、超重、失重试验数据,分析得出影响传感器输出的主要因素为系统流量。实验表明:流量大于300 mL/m... 针对气泡对电导率传感器输出有影响的问题,提出了不同重力条件的试验方案。经理论分析,得到气泡的存在使传感器输出变小的结论。通过地面、超重、失重试验数据,分析得出影响传感器输出的主要因素为系统流量。实验表明:流量大于300 mL/min,气泡被排出,传感器输出不受影响;流量小于30 mL/min,传感器受其影响较大,气泡的排出与被排出两种状态并存。真实的试验数据对传感器性能做出全面而正确性的评价。 展开更多

关键词 超重 失重 气泡 电导率传感器

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海洋温度电导率微纳传感器批量制备及测试 被引量：1

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作者 吴超楠 郜晚蕾 +2 位作者 邹杰 金庆辉 简家文 《传感器与微系统》 CSCD 2020年第4期63-65,69,共4页

基于微机电系统(MEMS)技术,批量制备了一批高精度、小尺寸的电导率和温度集成微纳传感器,经测试,该传感器芯片尺寸仅为12 mm×12 mm,温度灵敏度为0. 063℃/Ω,三次重复标定实验的变异系数CV为0. 6%,显示出良好的重复性。电导率传感... 基于微机电系统(MEMS)技术,批量制备了一批高精度、小尺寸的电导率和温度集成微纳传感器,经测试,该传感器芯片尺寸仅为12 mm×12 mm,温度灵敏度为0. 063℃/Ω,三次重复标定实验的变异系数CV为0. 6%,显示出良好的重复性。电导率传感器(R2≥0. 999 99)和温度传感器(R2≥0. 999)均具有良好的线性度。随机抽取一组传感器进行批量评估,电导池常数K的标准偏差为±0. 019 cm^-1,显示出良好的一致性。该温度电导率微纳传感器尺寸小、成本低、批量制备一致性高,适用于大规模的海洋环境参数测量需求。 展开更多

关键词 温度电导率传感器 海洋环境参数 微纳批量制备 高精度测量

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插值法在电导率温度补偿系统设计中的应用 被引量：4

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作者 罗倩 周孟然 刘骏 《河南科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2016年第5期33-36,5,共4页

针对温度对溶液电导率以及电导率传感器电极电位存在影响,导致电导率测量值精确度下降的问题,以数字信号处理器作为主控制器,结合插值法对电导率传感器进行温度补偿,建立了电导率测量系统。测量结果表明:该系统的测量精度较高,实现了对... 针对温度对溶液电导率以及电导率传感器电极电位存在影响,导致电导率测量值精确度下降的问题,以数字信号处理器作为主控制器,结合插值法对电导率传感器进行温度补偿,建立了电导率测量系统。测量结果表明:该系统的测量精度较高,实现了对电导率的温度补偿,满足对水溶液电导率测量精度的要求。 展开更多

关键词 电导率传感器 数字信号处理器 插值法 温度补偿

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