pH测量电路

在<<pH测量原理之玻璃电极与膜电位>>一文中我们,得到结论:

由于玻璃电极内外壁存在空穴,且空穴中的”氢离子团”呈现正电势,内外壁空穴中的”氢离子团”会在电荷力的作用下,相互排斥,导致外部H+浓度的改变,会影响到内部空穴中的“氢离子团”的电荷量,进而影响到内部电极上测量出的电势。

我们通常会用如下电路进行简单场合的pH测量

pH电极分为两部分,一部分是功能工作电极,一部分是参比电极;当两种电极都没有损坏时:
其中参比电极的电势相对与标准零电势的电位是恒定的,不会随着外部溶液改变而改变。
而工作电极我们在<<pH测量原理>>的一系列文章中分析过,其电势相对于标准零电势跟外部氢离子浓度成相关性。
所以工作电极的电势相对于参比电极的电势,也与外部氢离子浓度成相关性。
之所以要用参比电极而不是用标准零电势电极,是因为参比电极更容易制造。
同时,大部分电极厂家在制作电极的时候,会根据玻璃的成分比例,以及所选用的参比电极类型,调制相应的电极填充液,这种填充液能够让工作电极和参比电极,在pH为7.0的溶液中,两者的电势相等。
这样一来,当电极放置与pH<7的溶液时,工作电极电势>参比电极,电势差随着pH的降低而增大;

当电极放置于pH>7的溶液时,工作电极电势<参比电极,电势差随着pH的升高而增大;
下图为常见的参比电极电势

在单电源供电的电路中,没有办法处理负电压的情况,所以我们需要把参比电压抬高,需要保证无论工作电极的电压大于还是小于参比电极,最终进入运放的电压都是正电压。

R24/200K 和C20/0.1uf 构成了一个低通滤波器,截至频率为f= 1/2πRC,即8 Hz。

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