带电极内阻和输入阻抗补偿的ＰＨ计制造技术

一种带电极内阻和输入抗补偿的ｐＨ计，它是在电极和高输入阻抗模拟放大器之间，附加一个测准电极内阻和输入阻抗的测量电路，测量出电极内阻和输入阻抗，再用微型单片机对测量值进行补偿，提高了测试精度，解决了在低温、潮湿环境下测量精度降低之难题。特别适用于海洋、生物、医学、化学、化工等方面要求精确测定ｐＨ值之场合。（*该技术在1997年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种带电极内阻和输入阻抗补偿的PH计，特别适于海洋、生物、医学、化学、化工等方面要求精确测定PH值之场合使用。PH计实质上就是一台具有高输入阻抗的毫伏计。由于插入溶液的一对电极(玻璃电极和甘汞电极)，在一定的PH计值下，具有一个对应的电位差，通过测准此电位差而专利技术了PH计，一般是由高输入阻抗的模拟放大器和指示或显示等部分组成，上述PH计尽管在某一标准状态下，能达到该种PH计的设计测量精度，但由于其电极内阻过高，然而仪器的输入阻抗又难于提高到与其相匹配的1012Ω以上之值，且都随环境的温、湿度变化而变化，致使测量产生较大误差，国内外技术界曾在降低电极内阻和提高仪器输入阻抗方面进行过许多努力，企图以此来达到提高PH计测量精度之目的，但都进展不大，即使有的能达到0.03％的高精度，其制造成本也相当高，如从国外进口一台同样精度的PH计需要4－5千美元且与其相配套使用的玻璃电极也很昂贵(百美元／支)，同时使用寿命也较短，若换用普通的玻璃电极与之配套使用，则将导致该PH的测试精度降到与国产一般PH计的同等水平。本技术针对上述PH计存在的缺点，设计一种不受环境温、湿度等因素变化影响的高测试精度的PH计，且成本低，并能与国产普通玻璃电极配套使用，不降低其测试精度。本技术的技术方案，是在PH计的电极和高输入阻抗模拟放大器之间，附加一个测准电极内阻和输入阻抗的电路，通过随时测准电极内阻和输入阻抗，再用单片微型机对测出的电位差值进行补偿，进而求出正确的电位差值，提高了PH计的测量精度。所述的测准电极内阻的电路，是由电极内阻r和电极电位差E；继电器J1和电阻RS1；继电器J2和电阻RS2分别串接后，相互形成并联支路，其两端共同分别经过A1与JA接于高输入阻抗模拟放大器的输入端和经过B1与JB接于高输入阻抗模拟放大器的参比端构成。在非工作状态时，J1，J2，JA，JB继电器都处于开路状态；测量时上述各支路与输入阻抗R呈并联状态，在测量的第一状态时，JA与A1点，JB与B1点，闭合成通路，测出J2闭合时的E1′值，测量的第二状态J1和J2同时闭合，测出E2′值求出电极内阻r，再通过单片微型机进行补偿。所述的测准输入阻抗的电路，是由继电器J3，电阻R1，基准电压源ES，B2点与继电器J3，A2点与继电器JA串接起来，两端分别接高输入阻抗模拟放大器的输入端和参比端，在非工作状态时，J3，JA和JB继电器均处于开路状态；在测试时R1与ES的串联路和输入阻抗R形成并联电路，且继电器J3，JA，JB均处于闭合通路状态，测出输入阻抗R后通过单片微型机进行补偿。本技术与现有技术相比，具有测试精度高(可达0.03％)，环境适应性好，在潮湿，低温情况下不降低其测量精度，同时实施容易，成本低廉，仅为进口同样精度的PH计的1／4，并且用普通玻璃电极(5元／支)与其配套使用，即可保证其测量精度，因此说社会效益显著。附图1为PH计测量系统方框图模拟放大器1、单片微型机2、显示键盘3。附图2为本技术的电路原理图。附图3为本技术测准输入阻抗的等效电路。附图4为本技术测准电极内阻的等效电路。结合附图对本技术的实施例加以说明，本技术是在PH计的电极和高输入阻抗模拟放大器之间，附加一个测准电极内阻和输入阻抗的电路，然后通过单片微型机进行补偿。所述的测准电极内阻和输入阻抗的电路，如图2所示，由电极内阻r和电位差E，继电器J1和电阻RS1；继电器J2和电阻RS2分别串联后相互形成并联支路，其两端共同分别经过A1与JA接于高输入阻抗模拟放大器的输入端和过B1与JB接于高输入阻抗模拟放大器的参比端构成，在非工作状态时J1，J2，JA，JB继电器都处于开路状态；测量时上述各支路与输入阻抗R呈并联状态，并且除J1是开路外，其余均为闭合状态，测出E1′值；当在测量第二状态时，J1、J2、JA、JB都处于闭合状态，测出E2′值，即求出电极内阻r，再通过单片微型机对其值进行补偿。当在测量第一状态时有E1′＝ (RS2)/(r+RS2) ×E在测量第二状态时，有E2′＝ (RS)/(2r+RS) ×E，所以有r＝ (E1′-E2′)/(2E2′-E1′) ×RS式中RS1、RS2为电阻其值为500－2000MΩ本实施例中为RS1＝RS2＝RS＝500MΩ。E1′为在J1开路、J2闭合时测出的电位差值。E2′为在J2、J1同时闭合时测出的电位差值。测准输入阻抗的电路，如图2中所示，继电器J3，电阻R1，基准电压源ES，B2点与JB继电器；A2点与继电器JA串接起来，其两端分别接高输入阻抗模拟放大器的输入端和参比端，在非工作状态时，J3、JA和JB继电器均处于开路状态，在测试时，电阻R1与ES的串接路和输入阻抗R形成并联电路，且继电器J3、JA、JB均处于闭合通路状态。则有E′＝ (RS)/(R+R1) ×R输入阻抗R＝ (E′×R1)/(ES-E′)式中E′为测出的电位差值；R为仪器输入阻抗；ES为基准电压源；一般在2－10伏本例中为10伏；R1为电阻，其值为500－2000MΩ，本例中为15001500MΩ，求出输入阻抗R值之后，通过微型单片机进行补偿。上述实施例中为保证各元件之间及其各元件对地间均有很好的绝缘性能，所以将所有继电器J3，J1，J2，JA，JB及电阻R1，RS1，RS2等均封装在聚四氟乙烯的壳体内，与空气隔绝，以防潮湿空气降低其绝缘电阻，同时采用聚四氟乙烯作印刷线路的基板，J1、J2、J3、JA和JB均为特制的继电器，要求其开路电阻在1014Ω以上。上述电极内阻和输入阻抗的测量电路中的所有引出线，均不得直接焊在印刷线路板上，要采用聚四氟乙烯作为基板，焊后要清洗干净。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带电极内阻和输入阻抗补偿的ＰＨ计，是由高输入阻抗模拟放大器和指示或显示等部分构成，其特征是在ＰＨ计的电极和高输入阻抗模拟放大器之间，附加一个测准电极内阻和输入阻抗的电路，通过该电路随时测出的电极内阻和输入阻抗值，再用单片微型机进行补偿。

【技术特征摘要】
1.一种带电极内阻和输入阻抗补偿的PH计，是由高输入阻抗模拟放大器和指示或显示等部分构成，其特征是在PH计的电极和高输入阻抗模拟放大器之间，附加一个测准电极内阻和输入阻抗的电路，通过该电路随时测出的电极内阻和输入阻抗值，再用单片微型机进行补偿。2.根据权利要求1的PH计，其特征在于所述的测准电极内阻的测量电路，是由电极内阻r和电极电位差E；继电器J1和电阻RS1；继电器J2和电阻RS2分别串接后，相互形成并联支路，其两端共同分别经过A1与JA接于高输入阻抗模拟放大器的输入端和经过B1与JB接于高输入阻抗模拟放大器的参比端构成，在非工作状态时J1、J2、JA、JB继电器都处于开路状态；测量时上述各支路与输入阻抗R呈并联状态，在测量第一状态时，除J1是开路外，其余均为闭合状态；在测量第二状态时，J...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭世进，马泉，
申请(专利权)人：郭世进，
类型：实用新型
国别省市：21[中国|辽宁]