局部放电测量仪校准装置的研制与应用

金训伦++何儒锋++吴莹

[摘 要]电导率仪在环境监测、工业生产流程监控、电化学分析等领域中用于测量水溶液的电导率，在临床医学、海洋、水文、轻工、冶金等领域是水质监测必不可少的仪器。而且随着科学技术的进步，人民生活水平的提高，对水质的要求越来越高，电导率仪的使用量在不断增加，随之电导率仪的计量检定需求也在不断增加。本文介绍了一种电导率仪校准装置可以实现对电导率仪自动校准，校准过程简单易于操作，具有一定的实用性。

[关键词]电导率仪；校准装置；设计

中图分类号：TM912 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）15-0106-01

1 前言

随着现代科学技术和工业的发展，纯水及超纯水的应用越来越多，水处理系统也相应大范围地增加。在水处理的过程中，在线电导率仪普遍地用来监测实时水系统中水溶液的电导率值，以确保水质达到生活、生产及研究的需要。目前，在医药、食品、化工及半导体制造等领域应用的在线电导率仪的种类和型号很多，其计量性能将直接影响纯水或超纯水的质量，进而间接影响到产品的质量，所以对电导率仪进行自动校准也大有必要。

传统的电导率仪校准装置使用的是精密电阻箱，精密电阻箱一般采用锰铜电阻丝绕制成许多固定电阻，然后用旋转开关选择其中的组合，以得到所需的电阻值。虽然其准确度较高，但体积较大，特别是不具备数字化接口，很难与计算机连接以应用于自动检测系统。

2 电导率仪检定规程解读

电导率仪作为我国法定的强制检定仪器，其检定依据是JJG376-2007《电导率仪检定规程》（简称新规程），该规程是在JJG376-1985《电导仪（试行）检定规程》（简称旧规程）的基础上修订完成的。根据当前电导率仪的发展趋势，新规程进行了相应改动，更加接近国际标准，增加了某些检定项目，增加了温度系数示值误差的检定和电导池常数的校准两个部分。

3 电导率仪校准装置的设计

在对电导率仪进行校准时，使用“智能电阻”进行校准。“标准电阻箱”数值相对“标准溶液”有更稳定的可靠性和准确性。这样，就可以用标准电阻值来代替被测溶液。从电阻箱的标准电阻值中得到“标准溶液”的电阻值。从电导率仪的显示中得到实测指示值，从而判断被测电导率仪的指示值是否正确。电导率仪校准装置如图1所述，图中：1-恒温箱；2-被校准电导率仪；3-智能电阻器；4-单片机控制器；5-无线收发器；6-无线收发控制器；7-PC机。

由于环境温度变化引起的电阻元件的示值误差，按校准规程要求，在环境温度为（20士2）℃的温度变化范围，电阻元件可能引起的示值误差较小，依次将被校准电导率仪2和校准装置一起放置在带有透明窗的恒温箱1中。

为了智能化、自动化校准，决定充分利用数字电路与模拟电路各自的优势，利用单片机强大的控制功能，采用AT89C51单片机控制器4为核心设计一个实用的智能电导率仪自动校准系统。取一根电导率仪电极线，把电极线拆开，以芯线和屏蔽线接到智能电阻器3的两个端子上，单片机控制器4与智能电阻器3连接，智能电阻器3包括有源电阻器、程控放大器、AD转换器、隔离放大器。单片机控制器4可根据输入信号的大小自动分配各级的放大倍数，由程控放大器进行放大，放大后的输出电压由AD转换器控制其衰减倍数，然后经隔离放大器完成有源电阻器的合成。这样实现了单片机控制器4控制输出合适的电阻，并将此电阻值输出给被校准电导率仪2，同时被校准电导率仪2通过USB通讯与PC机7连接，实现了PC机7与被校准电导率仪2的通讯，PC机7可以读取被校准电导率仪2的电阻值，单片机控制器4与无线收发器5连接，同时无线收发器5通过无线收发控制器6与PC机7连接，无线收发器5采用nRF401 无线收发芯片，其工作频率为433MHz，通过无线收发器5的使用实现了单片机控制器4与PC机7的无线通讯，此系统就可以对电导率仪进行自动校准。

4 总结

随着经济建设、科技进步和社会的发展，电导率仪在国内的使用状况有了非常大的变化，仪器的生产厂家和型号日益丰富。本文所设计的电导率仪自動校准系统可以实现对电导率仪自动校准，校准过程简单易于操作，校准准确 可 靠，保证了量值传递的准确性，具有一定的实用性，它满足了电导率仪不断增加的计量检定需求，为计量检定工作者提供了可靠的检定依据。

参考文献

[1] 周中木.常用在线电导率仪检定方法的研究[J].计量与测试技术，2010.

[2] 邱桂京.电导率仪检定原理的探[J].计量与测试技术，2005.

[3] 傅家乐.工业控制用电导率仪校准方法的研究[J].中国计量，2015.

[4] 成钢.关于电导率仪检定的探讨[J].计量技术，2007.

[5] 王昱.在线电导率仪的校准方法[J].工业计量，2010.

作者简介：

1、金训伦，男，1973年10月出生，现工作于义乌市产品（商品）质量监督检验研究院，主要从事计量质量管理，质量检测等工作。

2、吴莹，男，1981年08月出生，现工作于浙江华义计量校准有限公司，主要从事计量校准及管理工作。

3、何儒锋，男，1979年1月出生，现工作于义乌市产品（商品）质量监督检验研究院，主要从事计量检定及管理、食品检验检测及管理等工作。