Измерительные преобразователи рН-метров

Устройство приборов, предназначенных для измерения ЭДС электродной системы, определяется ее значительным внутренним сопротивлением и ограничением по величине протекающего через электроды тока, который для исключения поляризации электродов не должен превышать 10 Ом. Таким сопротивлением обладают приборы с высокоомным входом, основанные на компенсационном методе измерения (см. рисунок 7.1).

Рисунок 7.1 - Схема измерительного преобразователя рН-метра

Сигнал от электродной системы Ех при большом коэффициенте усиления усилителя практически полностью компенсируется напряжением Uab и Ubc. Первое снимается с резистора R3, его величина зависит от положения движков переменных резисторов R1 и R2. Их взаимное смещение устанавливается таким, чтобы Uab=Eu, компенсируя сигнал электродной системы в изопотенциальной точке. Сигнал отрицательной обратной связи ООС снимается с цепи, включающей Rt и переменный резистор R4, с помощью последнего производится настройка прибора при отклонениях крутизны градуировочной характеристики электродной системы. Медный резистор Rt погружен в анализируемый раствор и осуществляет температурную компенсацию. При увеличении t° раствора возрастает Ех, но при этом также возрастает Rt, благодаря чему при том же выходном токе обеспечивается соответствующее изменение сигнала компенсации Ubc.

В изопотенциальной точке Ех = Еu = -Uab и сигнал ООС Ubc должен быть равен нулю при наличии тока на выходе усилителя У. Выполнение этого условия обеспечивает исключение влияния изменений Rt в изопотенциальной точке. R2 служит для настройки на изопотенциальную точку рНu. R1 – на потенциал Eu.

На рисунке 7.2 приведена градуировочная характеристика электродной системы. Результирующая ЭДС, развиваемая электродной системой, зависит от числа рН раствора и его t°. В точке (И) ЭДС не зависит от t°, в связи с чем она называется изопотенциальной.

Проверкой правильности настройки преобразователя на координаты изопотенциальной точки является отсутствие изменений выходного тока в изопотенциальной точке при изменении Rt.

t=60C

Ех, мВ t=100C

t=0C

Еи - - - - - - - - - - И

рНи рН

Рисунок 7.2 – График градуировочной характеристики

электродной системы

К числу наиболее распространенных отечественных рН-метров относятся приборы рН-201 и рН-261. Их измерительные преобразователи имеют выходные сигналы по постоянному U=0¸ 50мВ, и I=0¸ 5мА.

Прибор рН-201 имеет 5 диапазонов: 1; 2, 5; 5; 10; 15 рН.

Предельная допустимая погрешность - ±1% от диапазона измерения.

Список литературы

1. Анцыферов С.С. Общая теория измерений. - М., 2007.

2. Бекалай Н.К., Джаманкулова Н.О. Теплотехнические измерения и контроль. Методические указания к выполнению лабораторных работ (для студентов всех форм обучения теплотехнических специальностей). – Алматы: АИЭС, 2005.

3. Гафанович М.Д. Измерение расхода газа в промышленности. – М.: Энергия, 1975.

4. Иванова Г.М., Кузнецова Н.Д., Чистяков В.С. Теплотехнические измерения и приборы. – М.: Энергоиздат, 2005, - 232 с.

5. Классен К.Б. Основы измерений. Электронные методы и приборы в измерительной технике. - М.: Постмаркет, 2000.

6. Мурин Г.А. Теплотехнические измерения. - М.: Энергия, 1979, - 424 с.

7. Попов А.Н. Датчики систем управления. –М., 2000.

8. Преображенский В.П. Технологические измерения и приборы. – М.: Энергия, 1978, - 704 с.

9. Промышленные приборы и средства автоматизации: Справочник/ под общ.ред. В.В.Черенкова. – Л.: Машиностроение, Ленингр.отд-ние, 1987.

10. Раннев Г.Г. Методы и средства измерений.- М., 2008.

11. Садовский Г.А. Теоретическиеосновы информационно-измерительной техники.- М., 2008.

12.Справочник инженера по контрольно-измерительным приборам и автоматике./Под ред. А.В.Калиниченко. – М., 2008.

13. Тартаковский Д.Ф. Метрология, стандартизация и технические средства измерений.- М., 2008.

14. Хан С.Г. Теплотехнические измерения и приборы. Методические указания к выполнению расчетно-графических работ для студентов всех форм обучения специальности 050702 – Автоматизация и управление.- Алматы: АИЭС, 2007, – 22 с.

15. Хан С.Г. Технологические измерения и приборы. Конспект лекций для для студентов всех форм обучения специальности 050702 – Автоматизация и управление.- Алматы: АИЭС, 2008, –62 с.

16. Хан С.Г. Метрология, измерения и техническое регулирование: Уч.пособие. - А.: АИЭС, 2009, - 120с.

17. Харт Х. Введение в измерительную технику/ перевод с нем. – М.: Мир, 1999.- 392 с.

18. Чистяков С.Ф., Радун Д.В. Теплотехнические измерения и приборы. – М.: Высшая школа, 1972, - 397 с.

19. Шишмарев В.Ю. Технические измерения и приборы.-М.: «Академия», 2010.