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pH变送器阻抗要求及测量方法 　　摘 要 pH变松器是pH在线仪表检测的一种。通过对PH仪表的基本测量要求和技术指标以及仪表的介绍，了解到pH变送器的阻抗要求，同时根据PH值的测量原理，探讨了玻璃电极的测量方式，对pH值的测量方式提供了测量的经验。 　　关键词 pH变送器；阻抗要求；测量方法 　　中图分类号TM7 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）69-0088-02 　　pH在线测量仪表包括pH测量仪表和pH变送器。pH测量仪表和pH变送器在功能或结构上的主要区别在于是否需要信号隔离与远传作用。工业在线检测用的pH仪表，必须使用具有信号隔离作用的pH测量仪表，否则可能造成外参比电位旁路，使外参比电极极化，造成显示不稳，使测量误差增大。下面主要讨论工业在线pH测量仪表。 　　1 pH测量仪表的基本要求 　　根据声电极的特点，滴水计数水表对工业在线pH侧量仪表有下列墓本要求：计量特性，高输人阻抗，低输人电流，高稳定性，低漂移，低显示误差；调节特性：要求有零点（定位）调节，斜率（灵敏度）调节，温度补偿调节和等电位点调节；使用特性：要求有pH显示，信号隔离和电流或电压信号输出。 　　2 pH测量仪表的主要技术指标 　　2.1仪表的输入阻抗 　　玻璃pH电极内阻约几百兆欧，标准孔板微小电流流过电极就会引起显著的电压降。因此，pH测量仪表应有足够高的输人阻抗，所谓仪表输人阻抗是指跨接仪表输人端的等效电阻。为了保证测量误差小于1%。仪表输入阻抗应大于测量电池内阻（也即pH电极内阻）的999倍。 　　2.2仪表输人电流 　　仪表输人电流是由仪表输人端电子器件的泄漏电流所产生的，输人电流一般随输人端电压变化而变化，由于仪表输人电流会在测量电池等效电阻上产生额外电压，从而造成测量误差，例如当仪表输人电流为lxl。一”A时，将在电阻为1000M。的pH电阻敏感膜上产生ImV的额外电压，引起大约0.015pH的测量误差。虽然这一误差在电极标定及样品测量两次操作中可以抵消，但由于输人电流和电极内阻会随时间、温度等条件变化而变化、因此pH测量仪表的输人电流不得大于lx10-12A. 　　2.3仪表的稳定性 　　仪表的稳定性是一项综合性指标，温度对元器件的影响，电源引起的波动.仪表的抗干扰性等都将影响仪表的稳定性。仪表的不稳定，将直影响到读数的准确度和重现性，特别是用于连续或自动测量的pH测量仪表，对稳定性要求更高，性能良好的仪表当电源电压变化10%或连续使24个小时后，显示漂移在t2mV在以内，同时保持较好的精度要求。 　　2.4仪表的测量范围及分辨率 　　目前使用的pH仪表侧量范围基本上都设计成0-14pH单位，有些设计成分档可调式。对实验室使用的高精度pH仪表分辨率可达0.001pH；工业现场中使用的在线pH变送器，分辨率大都为0.01pH；因为工业现场影响测量pH准确度的因素主要不是仪表的分辨率，而是其他干扰。 　　2.5仪表的信号隔离及信号输出 　　工业现场中使用的pH测量仪表，必须具有信号隔离功能及信号输出远传的能力，标准信号输出电压为0V-5V（或1V~5V），或输出电流为0mA~10mA（或4mA~20mA）信号。 　　3 pH值与玻璃电极 　　pH所表示的是电极、参比电极以及第三电极和温度传感器以及被测试的溶液所构成的测量电池，所指示电极的电位将随着被测试溶液的PH值改变而改变。然而参比的电极电位将不会随着pH值的变化而发生改变。他们之间的关系符合相应专业方程中电极电位E与粒子获毒之间的相互关系。而第三电极作用于共模电压干扰以地电流所造成的干扰。仪器通过设置了稳定了定位调节器以及斜率的调节器，定位调节器主要用于抵消所测量电池的开始电位，从而使相应仪器所显示的值等于溶液的PH值。而斜率调节器是通过调节放大器的灵敏程度从而实现了pH值的整量化，并且通过温度传感器进行温度的自动补偿。 　　pH变送器以银-氯化银电极作为了参比电极，实际上也是基准电极，而使用玻璃电极作为了指示电极也就是基准的电极，玻璃电极在一定的宽度范围内，也就是pH值在2-9范围内时具有稳定的线性刮泥，同时也能在较强的酸碱溶液中稳定工作。实际上，玻璃电极内部为银-氯化银电极，也被称之为内电极，外部具有敏感玻璃泡所制成的玻璃外电极，内电极和外电极共同构成了总体的玻璃指示电极，内部充有氢离子的浓度为[H+]的缓冲溶液，实现了与外部电极相互来联系，缓冲溶液是弱酸与弱酸盐所构成的溶液，这种溶液的pH值较为恒定，由此也可称为PH值的测量溶液。 　　3 pH变送器应用过程中出现的问题 　　为了有效分析pH变送器中的仪表以及供电的阻抗的匹配问题，首先应了了解到pH便送器的基本工作原理。pH变送器通过单晶硅谐振式传感器上的两个H形的互感器通过转换压差、压力信号为频率信