淺談酸度計(jì)溫顯電路及故障處理

淺談酸度計(jì)溫顯電路及故障處理
摘要：本文通過酸度計(jì)測(cè)量原理，闡明被測(cè)溶液溫度在pH值測(cè)量中的重要性。淺顯分析常用的pHS一3B型酸度計(jì)溫度顯示電路及 其故障分析處理。

pH(酸度)計(jì)是在科學(xué)研究、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最為廣泛 應(yīng)用的化學(xué)分析儀器之一。pH計(jì)是由電計(jì)、電極(玻璃 電極、甘汞電極)兩部分組成，由電極和被測(cè)溶液組成了 化學(xué)原電池，通過電極把溶液中的氫離子活度轉(zhuǎn)化為電 位信號(hào)(化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能)，該電位信號(hào)經(jīng)過電計(jì)電路 處理、放大、轉(zhuǎn)換以后，即可由電表顯示出被測(cè)溶液的pH 值。對(duì)于pH計(jì)來說，被測(cè)溶液pH值的顯示和被測(cè)溶液 溫度關(guān)系極大，如果溶液的溫度在20℃ 時(shí)，lpH 可轉(zhuǎn)換 為58．165mV，而溶液的溫度在30℃ 時(shí)，lpH可轉(zhuǎn)換為 60，149mV，從中可以看出不同溫度的同一溶液轉(zhuǎn)換的電 位不同，但要酸度計(jì)不受被測(cè)溶液溫度的影響，而要顯示 的pH值不變，這就要通過電計(jì)的溫度補(bǔ)償電路加以處 理，即加大溫度補(bǔ)償電路運(yùn)算放大器的負(fù)反饋量，這樣運(yùn) 算放大器的閉環(huán)增益就減小，使運(yùn)算放大器的輸出電壓 下降，從而起到溫度補(bǔ)償作用。如何既快又準(zhǔn)確的得到 分析數(shù)據(jù)，既能顯示pH值、mV值，又能準(zhǔn)確顯示被測(cè)溶 液的溫度值，溫度值對(duì)于從事化學(xué)分析人員來說，顯得十 分重要。因此這種帶有溫度自動(dòng)顯示功能的pH計(jì)得到 廣泛的應(yīng)用。

1 pH計(jì)溫度顯示電路分析
現(xiàn)以上海雷磁儀器廠生產(chǎn)的pHS一3B型pH計(jì)溫 度顯示電路為例，作一分析：它的溫度顯示電路由溫度傳 感器及其電路組成，溫度傳感器采用的是有源半導(dǎo)體器 件ADS90，由于AD590的響應(yīng)溫度從絕對(duì)零度開始，即 溫度為0’E時(shí)的工作電流為零，以后每增加1℃ 電流上升 1 ，儀器溶液溫度為0～100℃，因此采用四運(yùn)放324集 成電路，來抵消由于零度溫度產(chǎn)生的電流在電阻上的壓 降，同時(shí)又能調(diào)節(jié)0～100"(2,整個(gè)跨度的線性，使酸度計(jì) 在0～100℃ 內(nèi)都能保持±0，5的精度。四運(yùn)放的具體作 用為：第一級(jí)放大倒相；第二級(jí)調(diào)節(jié)0~C顯示值，抵消零 度在電阻上壓降；第三級(jí)為倒相器，輸出電壓為數(shù)碼管的 溫度顯示值；第四級(jí)輸出0～100"(2的溫度控制電壓到 mV—t混合電路，而mV—t混合電路由雙運(yùn)算747、 SM200對(duì)管組成，為使SM200工作在最佳區(qū)域，第一級(jí) 把高阻模塊(前置級(jí))輸出的mV值縮小10倍左右，第二 級(jí)相應(yīng)擴(kuò)大10倍左右，這樣就能使高阻模塊輸入的mV 值信號(hào)從0mV～ ±421mV，也就是說輸出在0～100*C的 溫度范圍內(nèi)的OpH～14pH都能呈線性變化。這樣就保 證了pH誤差控制在0．01范圍內(nèi)。為減少溫度變化對(duì) 電路所產(chǎn)生的影響，同樣也是采用了一只SM200對(duì)管。

2 一般故障
(1)選擇pH計(jì)開關(guān)至“溫度”檔，插入溫度傳感器至 溶液，分別傳感器入熱水(60℃)和冷水(0℃)的冰水，如 果pH計(jì)溫度顯示分別快速上升和下降，說明傳感器和 四運(yùn)放324集成電路工作正常。
(2)如果顯示不正常，則拔掉溫度傳感器，用萬用表 去量324集成電路7腳電壓，同時(shí)調(diào)節(jié)“溫度”電位器，7 腳電壓大約從一1V～ 一2V左右變化，9腳到地電壓從 0V～1V之間變化，1腳到地電壓從0V～ 一1V之間變 化，14腳到地電壓約為0V～ 一0，5V之間變化。
(3)電極插座接入所附Qq短路插頭，置“mV”檔，用 萬用表電壓檔測(cè)高阻模塊的接地與3腳之間電壓約為0 ±lmV；置“pH”檔，調(diào)節(jié)“定位”電位器，該點(diǎn)電壓應(yīng)有約 ±200mY的變化。
(4)測(cè)747雙運(yùn)放集成電路l0腳到地電壓，它應(yīng)隨 “定位”電位器調(diào)節(jié)而變化，變化范圍約為一500mV～一 900mV之間。
(5)如把溫度傳感器插上，溫度顯示正常，去掉溫度 傳感器，調(diào)節(jié)溫度電位器顯示不正常或在pH檔數(shù)值不 穩(wěn)定，很有可能是溫度插座接觸不好。
(6)pH計(jì)數(shù)字顯示不正常或缺筆畫，可能為數(shù)字板 插座接觸不好。