海水盐度是海洋水文中重要要素之一,精确测量海水盐度,对海洋科学研究和国计民生都有重要作用。电导率测量盐度的方法具有精度高、速度快、便于现场测量等优点,尤其1978年实用盐标制定后,成为海水盐度测量的主要手段。本文介绍一种非恒温式高精度海水盐度测量技术,它以平衡电桥的方式测量海水的相对电导率,测量结果具有±0.003等效盐度值的准确度,分辨率为10-5等效盐度值,精密度优于±0.001等效盐度值,盐度测量范围为2～42。本文介绍了国内外盐度测量技术的发展状况,全面分析、阐述了盐度计的工作原理,特别分析了关键技术和技术难点,并详细介绍了盐度计的整体方案、硬件电路和软件功能的设计,最后介绍了盐度计的试验情况。盐度计以SOPC技术为基础,通过数字化方式设计测量电路:电桥的激励源由数字化方式产生,激励源的波形、幅值和频率等可由数字量控制;平衡电桥标准支路由3个数模转换器组合实现,测量时以逐次逼近的方式调整电桥的平衡度;检测电桥平衡度的高灵敏度数字检流计同样以数字化方式设计,它的增益由程序控制,将电桥的输出电压数字化,以软件判断电桥平衡度。水路控制、水浴测温、电磁搅拌等与电桥相关的部分同样由数字量控制。通过Quartus II软件开发盐度计的硬件逻辑。使用SOPC Builder软件生成Nios II软核,将CPU、运算器、存储器、定时器等成熟的IP核应用到盐度计设计中,同时使用硬件描述语言VHDL将底层驱动逻辑设计为用户IP核,如激励源IP核、高灵敏度数字检流计IP核、模拟测温IP核、日历时钟IP核、数字测温IP核、键盘IP核、液晶显示IP核等。各种IP核的使用,减轻软件方面的负担,而且软硬部分协同设计加快了开发的速度。将FPGA芯片、SDRAM和Flash芯片设计为核心板,方便硬件电路的升级。在电路系统中还应用了模数、数模转换技术、电源管理和隔离技术、可编程增益放大技术、通讯技术等。软件程序主要包括操作系统移植、键盘程序、显示程序、测量程序、通讯程序等部分,完成仪器状态的监控、工作模式选择、系统功能设置、故障检测、参数标定、数据维护、网络通信、文件管理等功能。盐度计采用18个键操作,以及液晶汉化显示和多级菜单显示结构,操作简单、方便,人机界面友好。