1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

石英音叉应用现状与发展趋势 石英音叉适用于液体粘度[1]和液体密度[2]传感器。

而且作为传感器在液相介质中的应用从上世纪就开始有所研究，由于在液相介质中阻尼较大，石英晶体不易产生压电谐振，所以，尽管king等人在1972年提欲将低频振动下的石英晶体应用于液相介质检测，虽然得到了richardson的理论支持，但在这段时间里，石英晶体传感器多应用于气相介质的检测，如1979年nakazawa等人利用石英音叉频率温度系数，设计了出了适用于气相的高分辨率的石英音叉温度传感器[3]。

稍后，nomura等又使得双面接触液体的晶体振荡成功，直到20世纪80年代日本的nomura与美国的konash、bastiann才分别独立地采用晶体一面接触液体，并使其在液相中振荡，1991年，又通过电解质溶液施加交变电场，使得无电极的晶片在液相中开始振荡，nomura之后的研究得出了液相介质密度、电导率与频率之间存在的关系，后来又发现晶体浸入有机溶剂中的频率变化主要是由溶剂的粘度、密度引起的，这为压电石英晶体液相介质传感器的研究奠定了基础[4]。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

本课题要解决的问题 #61548; 针对敏感元件石英音叉其振动模式及频率阻抗特性的研究 #61548; 对液体介质参数密度、粘度测量原理的分析 #61548; 用ad9850芯片作为传感器激励的具体设计 #61548; 阻抗测量电路的设计 #61548; 输出信号调理电路的设计与a/d转换电路的采集设计 #61548; 嵌入式arm智能微控制器模块设计 #61548; can总线传输设计 研究石英音叉传感器的频率阻抗特性，利用了其阻抗与液体粘度的关系，和其谐振频率与液体密度的关系来测量液体密度与粘度。

arm微控制器通过i/o口使用基于数字频率合成技术（dds）的数字式下完成扫频功能的信号发生器来对石英音叉传感器进行激励，激励信号通过转换，滤波和放大再输入传感器，然后通过自动平衡电桥方法设计阻抗测量电路，对石英音叉在液体中的频率阻抗进行测量，测量值通过均方根处理电路进行调理，输出至a/d采集电路。

arm微控制器通过a/d采集电路读取到测量值，再通过软件编程进行处理，最后根据需要通过can总线输出。