粘度是液体的重要物理性质之一,它反映流体流动行为的特征,是表征流体流动性质的重要参数。粘度的测量被广泛应用于石油、化工、涂料、食品和制药等工业部门,对生产环节的质量控制以及最终产品的性能评定起着重要作用。另外,在纺织、国防、医学等行业中的应用也非常广泛。因此,对于粘度实时、准确的测量,具有重要的经济和社会效益。随着工业现代化的发展,粘度测量正向着高精度、自动化、实时在线的方向发展,而诸如毛细管粘度计、旋转粘度计这样的传统粘度计有很多缺点,比如仪器笨重而不便于携带以及响应时间长而难以实现实时测量等。本课题根据浸入液体的石英晶片受到液体粘性阻力而使其等效阻抗增加的特点,设计了一种采用阻抗法的石英晶体液体粘度测量系统。该测量系统用恒定频率源激励石英晶片,从而克服了传统的采用差频法谐振式石英晶体传感系统在液体中不易起振、测量粘度低的缺点。利用石英晶体空载时的谐振频率去驱动传感器,从与石英晶体传感器串联的采样电阻上取得响应信号,根据响应信号的幅值与液体粘度的相关性,获得液体粘度信息。本文分析了差频法和阻抗法这两种利用浸入液体的石英晶体测量液体粘度的方法,并利用阻抗法设计了一种新型的恒定频率驱动下的石英晶体液体粘度传感器。根据由传感器采集的响应信号的幅值与液体粘度之间良好的相关性,设计了一个完整的粘度测量系统。在该粘度测量系统中,设计完成了①由集成运放构成的输出频率可微调的克拉泼振荡电路,以此作为传感器的外加驱动信号源;②对响应信号进行混频、低通滤波、多路选择及A/D转换的信号处理电路;③单片机硬件和软件系统,该单片机系统包含键盘控制及液晶显示,负责对完成A/D转换后得到的数据进行计算和处理并由液晶显示结果;④通过对不同标准粘度液进行实验并用合适的方法对实验数据进行曲线拟合,得到测量系统的工作曲线。用本课题设计的测量系统分别对标准粘度液和非标准粘度液进行测量液体粘度的实验并对实验数据进行误差分析。结果表明,用该测量系统对中低粘度范围内的液体进行粘度测量时,测量精度达到设计要求,为粘度测量提供了一种结构简单、可实时检测中低粘度液体的新型测量方法。