脉冲式水质tds方案AD采样结果非线性求助(解决)

snkaka · 发表于 2021-3-2 15:30:47

本帖最后由 snkaka 于 2021-3-2 20:20 编辑

问题解决了，文中的思路和实验数据都是正确的，可以给做这种方案的朋友提供一个参考，
这个电阻脉冲方案的ad结果在理论上就是非线性，不能等同于运放那种方案；
感谢线下宪贤兄的点播以及对运放的分析。

补充一下：这个运放方案是以前一直用的，ad结果成线性，下面的运放发送脉冲波，上面的做检测；

用下面的方案出现了非线性问题：
在调试电导率/tds检测电路时碰到了一个问题，ad采集到的数据是非线性的，
大家帮分析下，是我的处理方式有问题还是这种方案本身就有这种特性，
怎么去完善。
现象描述：在纯水中tds(接近0)不断滴入饱和NaCl溶液,滴定的过程中记录ad值，
结果是最终的AD值与实际TDS值不能成线性关系。
测量原理如下图所示，ad端口接到图片中的TDS采样那个位置：
软件控制时序如下图所示，不同的是我的频率是700hz（其他频率段也试过，现象依旧），电阻值是1k

用示波器测量波形如下

记录数据后，在excle中绘制曲线，红色是理论值（实际仪表测量结果于此一致），
蓝色的是ad值

大家帮分析下这个问题出在哪里，怎么解决

技术方案的文档，有需要的可以下载

yy625 · 发表于 2021-3-2 15:45:47

根据什么理论确定这个电路的检测结果是线性的呢

Wo456 · 发表于 2021-3-2 15:49:46

有没有表格数据发出来，要做补偿的

snkaka · 发表于 2021-3-2 15:54:41

yy625 发表于 2021-3-2 15:45
根据什么理论确定这个电路的检测结果是线性的呢

市面上大部分的TDS笔都是用的这种原理，这些笔在标定的时候
用的是单点标定，及插入到某一特定浓度的溶液中比如1000us/cm，
只有线性传感器才能这么标定吧
如果这种方案得不到线性的ad结果，中间用的什么函数算法进行处理呢？

snkaka · 发表于 2021-3-2 15:59:19

本帖最后由 snkaka 于 2021-3-2 16:00 编辑

Wo456 发表于 2021-3-2 15:49
有没有表格数据发出来，要做补偿的

表格的数据做成图表了，在楼主位，数据比较多，见谅

zcllom · 发表于 2021-3-2 16:15:31

通直流，然后采AD值不行吗？

笑笑我笑了 · 发表于 2021-3-2 16:20:59

zcllom 发表于 2021-3-2 16:15
通直流，然后采AD值不行吗？

电极会坏掉

lb0857 · 发表于 2021-3-2 16:24:33

电导率/tdsj检测电路数据是线性的
楼主事先是这样假设的吧，那么，这个条件参数要知道，ad采集这块软件编程应该不会出问题，要么是你假设的不成立，是非线性需要插值补偿。要么是硬件电路这里没有按照规范要求搭建。

snkaka · 发表于 2021-3-2 16:47:07

lb0857 发表于 2021-3-2 16:24
电导率/tdsj检测电路数据是线性的
楼主事先是这样假设的吧，那么，这个条件参数要知道，ad采集这块软件编程 ...

在采用楼主位的方案之前，一直使用的是这个运放方案，下面的运放发送脉冲波，上面的做检测；
采集的ad结果是线性的，所以就想当然认为用楼主方案也是线性的

snkaka · 发表于 2021-3-2 17:03:07

zcllom 发表于 2021-3-2 16:15
通直流，然后采AD值不行吗？

直流的话用时间就了两个电极会电解发生极化，到时测量不准确

zcllom · 发表于 2021-3-2 17:31:29

snkaka 发表于 2021-3-2 17:03
直流的话用时间就了两个电极会电解发生极化，到时测量不准确

发反向的电压到电极上，AD采集结果和正向一样吗？这一块AD口怎么处理？代码怎么处理？

snkaka · 发表于 2021-3-2 18:17:19

zcllom 发表于 2021-3-2 17:31
发反向的电压到电极上，AD采集结果和正向一样吗？这一块AD口怎么处理？代码怎么处理？ ...

肯定不一样，但是脉冲是单片机主动发出去，在翻转之前把ad值做个标记，例如：ad高脉冲，ad低脉冲；
这样程序就能处理了

makesoft · 发表于 2021-3-2 18:45:59

楼主电导率1500的那张图，为什么采样信号和驱动信号反相呢？

zcllom · 发表于 2021-3-2 19:20:18

snkaka 发表于 2021-3-2 18:17
肯定不一样，但是脉冲是单片机主动发出去，在翻转之前把ad值做个标记，例如：ad高脉冲，ad低脉冲；
这样 ...

那最终的AD值是正、反两相AD的平均吗？

hy317 · 发表于 2021-3-2 19:43:14

把采样时间往后延迟一些时间呢

snkaka · 发表于 2021-3-2 20:59:34

makesoft 发表于 2021-3-2 18:45
楼主电导率1500的那张图，为什么采样信号和驱动信号反相呢？

水质的电导率小于某个值的时候表现为电阻特性，电阻两端的脉冲同相；
大于某个值的时候表现出电容特性，电阻两端脉冲反相；
这里的某个值取决于脉冲频率和采样电阻R

snkaka · 发表于 2021-3-2 21:13:41

zcllom 发表于 2021-3-2 19:20
那最终的AD值是正、反两相AD的平均吗？

不是，只跟踪一个就行了

makesoft · 发表于 2021-3-2 22:35:18

snkaka 发表于 2021-3-2 20:59
水质的电导率小于某个值的时候表现为电阻特性，电阻两端的脉冲同相；
大于某个值的时候表现出电容特性， ...

谢谢，了解了。
没想到电容特性这么强大，看好像脉宽有0.6-0.7ms了，反相波形还这么平坦。

zcllom · 发表于 2021-3-2 22:37:14

snkaka 发表于 2021-3-2 21:13
不是，只跟踪一个就行了

多谢指点，也就是说，反向通电只是修复电极刚刚电解的损耗，起平衡作用。那么你是在上图时序1采集还是时序2？

d__xin · 发表于 2021-3-3 08:40:14

需要温度补偿

micheal147 · 发表于 2021-3-3 10:46:25

最后是用查表还是有公式来做呢？最近也在研究这个。

lanyuye · 发表于 2021-3-3 10:56:41

你前端传感器电极用什么？

ljq77402 · 发表于 2021-12-31 13:45:56

与温度无关吗？我看很多水质传感器都配NTC探头的

king风 · 发表于 2022-8-15 22:43:33

mark，有空测试下这个电路

akey3000 · 发表于 2022-8-16 00:27:36

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