随着社会的高速化发展，城市人口的不断扩张，我们赖以生存的地球正在日趋地被污染和破坏，尤其是水资源面临很严重的污染问题。水质检测已成为监控和治理水资源的一种重要解决方法，而以电导率为核心的水质检测尤其突出。通过溶液的电导率值反应水污染情况，在农业、工业、医药卫生、科学研究等领域有很广泛的应用。如何研制出既能准确有效，又能方便、快捷测量的电导率电极一直是科学人员关心的事情。本课题通过查阅有关电导率的测量原理及电极发展现状的相关文献，参考国内外一些主流的电极仪器，针对这些电极所具有的优缺点，设计出一种非线性电导率电极。通过对其电导池结构的设计、电导池材料的选择、电导池加工工艺以及电极形状和材料的选择，按照设计流程逐一优化性能指标，并且对比出测量精度最高的电极。本实验设计的电极工作稳定性强、造价费用低、抗污染能力强；具有微型结构，能够测量空间狭小的水体，能较好地消除极化现象；电导池采用开放式结构，能够提高电极探头的抗污染能力，并且减少定标次数，延长电极使用寿命，希望能够达到与主流电导率电极精度相当的性能指标。在电导率测量系统方面，通过分析常用测量方法的优缺点，基于交流频率法，提出了一种双频率正弦测量法，这种方法能够较好地消除电容效应。系统以STC12C4052为核心控制器，通过单片机控制各模块。采用基于DDFS工作原理的ML2035芯片产生正弦激励信号，通过A/D电路将电压信号和电极端输出信号进行模数转换，将模拟信号转换成单片机可识别的数字信号；采用RS-485通信接口与计算机以串行通讯方式进行连接，通信接口采用电磁信号隔离技术，使各部分电路不受干扰；之后对测量系统进行标定，检验测量系统的精度。对测量数据进行处理时，采用MATLAB进行数据拟合和误差修正，通过拟合曲线和拟合公式进行标定。标定结果表明本课题设计的电导率电极，其温度误差为±0.89℃，电导率相对误差在±1%内，具有良好的测量稳定性。