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ADI公司针对pH计和电导率仪的演示系统

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标    签:ADIpH计电导率仪

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这是第二篇有关pH计和电导率仪应用的文章。在第一篇的水分析文章中,我们讨论了应用、工作原理、电路架构和设计考虑 因素。 本文将介绍ADI公司的相关演示系统。如需阅读第一篇文章,请参考文末系统方案精选链接。

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JP 06/24/15 11:44 AM 方案编号:APM_PH_METER_2015 ADI公司针对pH计和 电导率仪的演示系统 应用简介 低功耗 这是第二篇有关pH计和电导率仪应用的文章。在第一篇的水分 析文章中,我们讨论了应用、工作原理、电路架构和设计考虑 因素。 本文将介绍ADI公司的相关演示系统。如需阅读第一篇文 章,请参考文末系统方案精选链接。 系统设计考虑因素 稳定性 在pH计和电导率仪的设计中,随时间和温度的漂移是非常重要 的考虑因素。为了实现这一目标,需要低漂移的精确信号链, 这正是ADI公司的长处。 分辨率 便携性是近年来仪器领域的一大趋势。pH计和电导率仪也有便 携式版本,应当能依靠有限的电池电源在室外长时间工作。这 种情况下,设计阶段就需要考虑低功耗要求。 ADI公司pH计演示系统 CN0326:带有温度补偿功能的隔离式低功耗pH监测仪 下图所示电路是一个完全隔离式低功耗pH传感器信号调理器和 数字化仪,并且带有自动温度补偿以实现高精度。 该电路可为0至14范围内的pH值提供精度为0.5%的读数,无噪声 代码分辨率大于14位,适用于多种工业应用,如化工、食品加 工、水处理、污水分析等。 为了充分发挥传感器动态范围的优势,信号链和电源设计需要 考虑低噪声和高分辨率要求,实验室仪器尤其如此。 Visit analog.com/zh 2 ADI公司针对pH计和电导率仪的演示系统 系统框图 1. 下面是pH计的系统框图,包括pH电极、低漏电流输入级、增益级(可选)、微控制器(集成ADC和基准电压源)、电源管理和通信 接口。 5. Power Management Battery DC-to-DC LDO 4. REF RTD 1. Amp 1. Amp Low Leakage Buffer Stage Gain Stage (Optional) Temperature 2. ADC pH Electrode Programmable Excitation Current pH计的系统框图和信号链。在具体设计中,模块的技术要求可能不同,但下表列出的产品代表了满足部分 要求的ADI解决方案。 3. Microcontroller 6. Interface 4 mA-to-20 mA RS-485 RS-232 LCD/KEY/ Alarm Unit 1. 放大器 AD8626/AD8641/ ADA4665-2/ADA4692-2/ AD8603 2. 模数转换器 AD7792/AD7793 3. 微控制器 ADuCM361/ADuC7061 4. 基准源 ADR4525/ADR3425/ ADR291 5. 电源管理 ADP2503/ADP2370/ ADP166/ADP7102/ ADP5310 6. 接口 AD5412/AD5422/ ADM2484E/ADM3251E/ ADuM5401 ADI公司电导率仪演示系统 CN0359:全自动高性能电导率测量系统 下图所示是一个完全独立自足、微处理器控制的高精度电导率 仪。由于尺寸小且精度高,它不仅可用于便携式仪器仪表中, 还能用于台式仪器中。它非常适合测量液体的离子含量,以及 进行水质分析、工业质量控制和化学分析。 100 Ω或1000 Ω铂(Pt)电阻温度检测器(RTD)提供自动检测功能, 允许以室温为参考测量电导率。 经过仔细选择的精密信号调理元件组合可在0.1 µS至10 S (10 MΩ 至0.1 Ω)电导率范围内提供优于0.3%的精度,且无需校准。针对 Visit analog.com/zh 3 CN0349:完全隔离式电导率测量数据采集系统 下图中的电路是一款极为精确、隔离且高度集成的解决方案, 可用于电导率仪。 该设计解决方案采用集成式模拟前端IC AD5934。校准后,该电 路总误差小于1% FSR。 所有器件均具有小尺寸,因此该电路非 常适合注重印刷电路板(PCB)空间的应用。该电路的数字输出是 完全隔离的;因此,该电路不存在接地环路干扰问题,非常适 合在恶劣工业环境下使用。 2. 下面是电导率仪的通用系统框图,包括电导率电极、可编程交流电流源、电压检测、电流检测、微控制器(集成ADC和基准电压 源)、电源管理和通信接口。 Programmable AC Current Source 4.Mux 1. Amp 9. Power Management Battery DC-to-DC LDO RTD Conductivity Electrodes 1. Amp 5. Switch 1. Amp 7. REF 2. INA 5. Switch Voltage Sense 3. Diff Amp 4.Mux 1. Amp Current Sense 5. Switch 3. Diff Amp 6. ADC 8. Microcontroller 10. Interface 4 mA-to-20 mA RS-485 RS-232 Temperature Programmable Excitation Current 电导率仪的系统框图和信号链。 在具体设计中,模块的技术要求可能不同,但下表列出的产品代表了满足部分 要求的ADI解决方案。 1. 放大器 AD8626/ADA4692-2/ ADA4627-1 6. 模数转换器 AD7792/AD7793 2. 仪表放大器 AD8220/AD8422/AD8228/ AD8421/AD8253 7. 基准源 ADR4525/ADR3425/ADR291 3. 差动放大器 AD8271/AD8278 8. 微控制器 ADuCM361/ADuC7061 4. 多路复用器 ADG704/ADG708/ADG1609 9. 电源管理 ADP2503/ADP2370/ ADP160/ADP7102 LCD/KEY/ Alarm Unit 5. 开关 ADG733/ADG1636 10. 接口 AD5412/ADM2484E/ ADuM5000/ADuM1250 4 ADI公司针对pH计和电导率仪的演示系统 主要产品 产品型号 运算放大器 AD8626 ADA4665-2 AD8603 仪表放大器 AD8220 AD8228 差动放大器 AD8271 AD8278 多路复用器 ADG704 ADG1609 开关 ADG733 ADG1636 模数转换器 AD7792 AD7793 基准源 ADR4525 ADR3425 ADR291 微控制器 ADuCM361 ADuC7061 电源管理 ADP2503 ADP166 ADP7102 接口 AD5422 ADM2484E ADM3251E 描述 优势 0.25 pA偏置电流(典型值,室温),小于2 pA偏置电流(典型值, 50°C),低失调漂移2 μV/°C,最高±13 V电源,高带宽5 MHz, 轨到轨输出 较宽的电源范围,低偏置电流(0°C至50°C),低失调漂移, 适用于pH计,高带宽适用于交流电流源 0.1 pA偏置电流(典型值,室温),0.2 pA偏置电流(典型值,50°C), 较宽的电源范围,低偏置电流(0°C至50°C),低失调漂移, 低失调漂移3 μV/°C,最高±8 V电源,轨到轨输入/输出 适用于pH计 1 pA (最大值,25°C);微功耗:50 μA;低失调电压:50 μV (最大值); 轨到轨输入/输出 低偏置电流(室温)、低功耗、低失调运算放大器 JFET输入,低偏置电流10 pA (典型值),高带宽1.5 MHz (G = 1), 增益范围1到1000 低偏置电流0.5 nA,低增益漂移1 ppm/°C,低噪声15 nV/√Hz 低偏置电流,充足的带宽,适用于电导率仪 固定增益,内置电阻,节省成本并提高增益精度 增益 = ½、1、2,增益漂移10 ppm/°C,15 MHz和30 V/μs压摆率 低功耗100 μA,G = ½或2,带宽1 MHz 低增益漂移和高速度,适用于电导率应用中的驱动ADC 低功耗,充足的带宽,适用于电导率仪 4通道多路复用器,低导通电阻2.5 Ω (典型值), 低漏电流10 pA (典型值),低功耗1 μA 4通道多路复用器,±8 V电源,低导通电阻4.5 Ω (典型值), 低漏电流20 pA (典型值),低功耗1 μA 低漏电流和低导通电阻有助于构建高精度系统 宽电源范围、低漏电流和低导通电阻有助于构建高精度系统 双通道SPDT开关,低导通电阻2.5 Ω (典型值), 低漏电流10 pA (典型值),低功耗1 μA 双通道SPDT开关,±8 V电源,低导通电阻2.5 Ω (典型值), 低漏电流10 pA (典型值),低功耗1 μA 低漏电流和低导通电阻有助于构建高精度系统 宽电源范围、低漏电流和低导通电阻有助于构建高精度系统 400 μA静态电流,3通道16位峰峰分辨率,最高470 Hz输出更新 速率,片内基准电压源,内部偏置电压,内部电流激励 400 μA静态电流,3通道24位Σ-Δ型ADC,最高470 Hz输出更新 速率,片内基准电压源,内部偏置电压,内部电流激励 低功耗、高集成度Σ-Δ型ADC,高分辨率和高精度,适用于精密 测量,特别是温度测量 低功耗、高集成度Σ-Δ型ADC,高分辨率和高精度,适用于精密 测量,特别是温度测量 2.5 V基准电压源,极低漂移:2 ppm/°C (最大值),低噪声:1.25 μV pp (0.1至10Hz),长期稳定性:25 ppm/√1000小时,迟滞:50 ppm 2.5 V基准电压源,低漂移8 ppm/°C (最大值),长期稳定性 30 ppm/√1000小时,100 μA最大静态电流,小型的6管脚SOT-23 封装 2.5 V基准电压源,12 μA静态电流 低漂移、超稳定、低噪声基准电压源,低迟滞,ADR45xx系列还 提供许多其它输出电压选项 低漂移、稳定,ADR34xx系列还提供许多其它输出电压选项 低功耗,非常好的漂移和稳定性 2.5 V基准电压源,极低漂移:2 ppm/°C (最大值);低噪声:1.25 μV pp (0.1 Hz至10 Hz);长期稳定性:25 ppm/√1000小时;迟滞:50 ppm 2.5 V基准电压源,低漂移:8 ppm/°C (最大值);长期稳定性: 30 ppm/√1000小时;静态电流:100 μA (最大值);采用6引脚小尺寸 SOT-23封装 低功耗、高精度24位Σ-Δ型ADC,4 mA至20 mA环路应用, 小型封装 低功耗、低成本24位Σ-Δ型ADC,4 mA至20 mA环路应用, 小型封装 38 μA静态电流;2.5 MHz降压-升压dc-dc转换器,支持的输入电压 低功耗可延长电池寿命,小型封装、少量外部器件只需较小的 可以大于、小于或等于调节输出电压 PCB空间 2.2 V至5.5 V输入LDO,150 mA最大输出电流,超低静态电流: 10 μA (输出为10 mA时),多达15个固定输出电压选项:1.2 V至4.2 V 低功耗,集成输出放电电阻,小型封装只需两个1 μF外部电容 20 V输入LDO,300 mA输出电流,低噪声15 μV rms,7个固定输出 电压版本和可调版本 高输入电压、低噪声LDO 电流输出范围:0 mA至24 mA;电压输出范围:0 V至5 V、0 V至 10 V、±5 V、±10 V,16位分辨率,0.01% FSR典型总不可调整误 差;3 ppm/°C典型输出漂移;片内基准电压源(10 ppm/°C最大值) 全/半双工,隔离式RS-485/RS-422收发器,500 kbps数据速 率,256节点,5 V或3.3 V工作电压,15 kV ESD保护,5 kV隔离 隔离式RS-232收发器,460 kbps数据速率,5 V或3.3 V工作电压, 15 kV ESD保护,2.5 kV隔离 16位分辨率和单调性,支持HART通信 高集成度隔离式RS-485收发器 高集成度隔离式RS-232收发器 设计资源 系统方案精选 X ADI公司针对pH计和电导率仪的水分析解决方案—www.analog.com/apm/adi-water-analysis-solution_cn.pdf 参考电路 X CN0326:带有温度补偿功能的隔离式低功耗pH监测仪 —www.analog.com/zh/CN0326 X CN0359:全自动高性能电导率测量系统—www.analog.com/zh/CN0359 X CN0349:完全隔离式电导率测量数据采集系统 —www.analog.com/zh/CN0349 X CN0312:带可编程增益跨阻放大器的双通道色度计—www.analog.com/zh/CN0312 应用笔记/文章 X 可编程增益跨阻放大器使光谱系统的动态范围达到最大—www.analog.com/cn/ad-47-05/pgtia_cn.pdf 设计工具/论坛 X ADuCM361设计工具—www.analog.com/zh/CN0185 X Analog Filter Wizard™:ADI公司有源滤波器设计工具—www.analog.com/zh/FilterWizard X ADIsimPower™:ADI公司稳压器设计工具—www.analog.com/zh/adisimpower X ADIsimOpAmp™:ADI公司运算放大器设计工具—www.analog.com/zh/adisimopamp X ADI中文技术论坛:在线技术支持社区—ezchina.analog.com 欲查看有关气体探测器的其他资源、工具和产品信息,请访问: www.analog.com/zh/instrumentation Visit analog.com/zh 5 亚洲技术支持中心 4006-100-006 模拟与其他线性产品 china.support@analog.com 嵌入式处理与DSP产品 processor.china@analog.com 免费样片申请 www.analog.com/zh/sample 在线购买 www.analog.com/zh/BOL ADI在线技术论坛 ezchina.analog.com 网址 www.analog.com/zh/CIC 全球总部 One Technology Way P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106 U.S.A. Tel: (1 781) 329 4700 Fax: (1 781) 461 3113 大中华区总部 上海市浦东新区张江高科技园区 祖冲之路 2290 号展想广场 5 楼 邮编 : 201203 电话 : (86 21) 2320 8000 传真 : (86 21) 2320 8222 深圳分公司 深圳市福田中心区 益田路与福华三路交汇处 深圳国际商会中心 4205-4210 室 邮编 : 518048 电话 : (86 755) 8202 3200 传真 : (86 755) 8202 3222 北京分公司 北京市海淀区 上地东路 5-2 号 京蒙高科大厦 5 层 邮编 : 100085 电话 : (86 10) 5987 1000 传真 : (86 10) 6298 3574 武汉分公司 湖北省武汉市东湖高新区 珞瑜路 889 号光谷国际广场 写字楼 B 座 2403-2405 室 邮编 : 430073 电话 : (86 27) 8715 9968 传真 : (86 27) 8715 9931 关注ADI官方微信 ©2015 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners Ahead of What’s Possible is a trademark of Analog Devices. BR13325sc-0-6/15 analog.com/zh

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