【技术实现步骤摘要】
本申请涉及溶液参数检测领域，具体涉及一种应用于ph传感器的温度补偿实验方法及系统。
技术介绍
1、ph传感器是一种用于测量溶液ph值的工具，其测量原理为：基于能斯特方程，以溶液的电动势与ph值的换算关系得到溶液的ph值。但是当溶液温度发生变化时，溶液中的氢离子浓度近似不变，即溶液ph真实值保持不变，而溶液的电动势能将随温度变化呈线性变化，会带来ph测量值的变化。因此在使用ph传感器进行测量时，需要进行温度补偿以抵消温度对测量结果的影响。
2、相关技术中，温度补偿的方式为：在整个温度量程内，设定一个恒定的温度补偿系数来进行补偿，该种补偿补偿方式仍然存在较大的误差，难以反应真实的溶液ph值。
3、因此，实有必要提供一种应用于ph传感器的温度补偿实验方法及系统以解决上述问题。
技术实现思路
1、本申请提供一种应用于ph传感器的温度补偿实验方法及系统，通过设置系统误差补偿模型和温度补偿模型，分别对ph传感器系统的数据处理误差和溶液温度误差进行补偿，同时在温度补偿模型中，针对不同的温度区间设置不同的温度补偿系数，可以提高补偿的准确性，进而减小ph测量值与ph真实值之间的误差。
2、为解决上述技术问题，本申请的技术方案在于：
3、本申请提供一种应用于ph传感器的温度补偿实验方法，包括如下步骤：
4、s10：将0-14的ph量程按一定梯度划分为9个区间，并在各个区间内各取一份已知ph真实值eci,25的ph标准液，将每份ph标准液均分为
5、s20：将所述ph标准液放置于25℃的恒温环境中，利用ph传感器系统测量得到第i(i＝1，2···9)个ph区间内的ph标准液的ph测量值ei,25，构建系统误差补偿模型的基本式，通过测得的ph测量值ei,25与ph真实值eci,25拟合出系统误差补偿模型中各项的系数，完成系统误差补偿模型的构建；
6、s30：将-20℃-70℃以10℃为阶梯划分区间，利用ph传感器系统测量得第i(i＝1，2···9)个ph区间内的ph标准液在第j(j＝1，2···10)个温度区间下的ph测量值ei,j，在每个温度区间内调整溶液的温度值多次测量，以ph标准液在25℃下的ph真实值ei,25为基准值，构建温度补偿模型的基本式，利用ph测量值ei,j与溶液温度tj拟合出温度补偿模型中各项的系数，完成温度补偿模型的构建，遍历10个温度区间，得到不同温度区间下的温度补偿模型；
7、s40：针对任意温度下任意溶液的ph值测量，首先测定该溶液的温度，根据温度值确定所处的温度区间，基于该温度区间的温度补偿模型进行温度补偿，然后基于系统误差补偿模型进行系统误差补偿，得到在25℃温度条件下的ph真实值，完成ph测量过程。
8、优选的，所述ph传感器系统包括依次连接的ph电极、adc模块、mcu模块及上位机，述ph电极放置于溶液内，用于采集溶液内的电势差信号，并将采集的信号发送给所述adc模块，所述adc模块用于实现模数转换，然后将转换后的信号发送给所述mcu模块，所述mcu模块用于对信号进行解析处理，得到溶液的ph测量值，所述上位机用于显示ph测量值，实现人机交互。
9、优选的，所述步骤s20中的拟合过程具体为：
10、构建平面直角坐标系，其中横轴表示ph真实值，纵轴表示ph测量值，将每份ph标准液的ph真实值eci,25与ph测量值ei,25组合形成坐标点标注于平面直角坐标系中，构建系统误差补偿模型的基本式，调整所述系统误差补偿模型中各项的系数，使尽量多的坐标点位于系统误差补偿模型曲线上，拟合得到的系统误差补偿模型表示为：
11、
12、式中，k0、k1、k2均表示拟合得到的标定系数。
13、优选的，所述温度补偿模型表示为：
14、ei,j＝ei,25+ei,25αi(tj-25)+ei,25βi(tj-25)2；
15、式中，αi、βi均表示温度补偿系数。
16、本申请还提供一种应用于ph传感器的温度补偿实验系统，包括：
17、ph传感器系统，所述ph传感器系统包括依次连接的ph电极、adc模块、mcu模块及上位机，所述ph电极放置于溶液内，用于采集溶液内的电势差信号，并将采集的信号发送给所述adc模块，所述adc模块用于实现模数转换，然后将转换后的信号发送给所述mcu模块，所述mcu模块用于对信号进行解析处理，得到溶液的ph测量值，所述上位机用于显示ph测量值，实现人机交互；
18、试验平台，所述试验平台包括容器、恒温箱及温度计，所述容器用于盛放待测ph值的溶液，所述恒温箱用于提供恒定的温度环境，所述温度计用于测定溶液的温度；
19、所述试验平台的数量为两套，其中一套试验平台用于执行步骤s20中的步骤，得到的系统误差补偿模型存储于所述mcu模块中；另一套试验平套用于执行步骤s30中的步骤，得到的温度补偿模型也存储于所述mcu模块中。
20、本申请的有益效果在于：
21、(1)通过设置系统误差补偿模型和温度补偿模型，分别对ph传感器系统的数据处理误差和溶液温度误差进行补偿，两次补偿相比于单次补偿的方式，可以提升测量的精度；
22、(2)在系统误差补偿模型中，通过选择不同酸碱性环境的ph标准液来进行测量，进而拟合出系统误差补偿模型，由于综合考了整个ph量程内的数据，因此得到的系统误差补偿模型对于不同ph区间的溶液具有普遍适用性；
23、(3)在温度补偿模型中，针对不同的温度区间设置不同的温度补偿系数，可以提高温度补偿的准确性，进而减小ph测量值与ph真实值之间的误差。
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1.一种应用于PH传感器的温度补偿实验方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的应用于PH传感器的温度补偿实验方法，其特征在于，所述PH传感器系统包括依次连接的PH电极、ADC模块、MCU模块及上位机，述PH电极放置于溶液内，用于采集溶液内的电势差信号，并将采集的信号发送给所述ADC模块，所述ADC模块用于实现模数转换，然后将转换后的信号发送给所述MCU模块，所述MCU模块用于对信号进行解析处理，得到溶液的PH测量值，所述上位机用于显示PH测量值，实现人机交互。
3.根据权利要求1所述的应用于PH传感器的温度补偿实验方法，其特征在于，所述步骤S20中的拟合过程具体为：
4.根据权利要求1所述的应用于PH传感器的温度补偿实验方法，其特征在于，所述温度补偿模型表示为：
5.一种应用于PH传感器的温度补偿实验系统，其特征在于，包括：
【技术特征摘要】
1.一种应用于ph传感器的温度补偿实验方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的应用于ph传感器的温度补偿实验方法，其特征在于，所述ph传感器系统包括依次连接的ph电极、adc模块、mcu模块及上位机，述ph电极放置于溶液内，用于采集溶液内的电势差信号，并将采集的信号发送给所述adc模块，所述adc模块用于实现模数转换，然后将转换后的信号发送给所述mcu模块，所述mcu...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨阳，戴奕昕，
申请(专利权)人：湖南工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：
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