数字式PH计线路分析与示值调整方式

    数字式PH计是目前使用较多的用于测量溶液PH值的电极电位的仪器。常用的有:PHS一3C型、PHS一25型、PHS一29A型等，下面对数字式PH计的主要线路进行分析，阐述PH示值的调整方法。

    1PH计基本线路

    数字式PH计的线路结构主要是由阻抗转换、比例放大、模数变换、显示部分和电源部分组成，其框图如下:

    1.1阻抗转换与比例放大

    阻抗转换就是将高内阻的电极信号转换成低内阻的电压信号。数字式PH计大多采用场效应管或高输人阻抗运算放大器作为阻抗转换。常用信号有AD515、CA313O、CA3140。

    由上二式可见，电极转换系数K与溶液温度有关。实际上，电极转换系数往往低于理论值。所以，仪器板面都没有温度补偿调节器和斜率调节器。

    数字式PH计比例放大的一个共同特点是:将不同温度下的被测溶液的一个单位PH值的电极电位放大为100 mV。当补偿温度为0℃时，比例放大器的增益为:

    (4)式中的A，是当电极转换系数等于理论k值时放大器的增益。此时，斜率调节器为100%。当电极转换系数低于理论k值时，斜率调节小于100%，放大器的增益大于(4)式中的A₁。

    比例放大器大多采用运算放大器构成。典型线路为图2、图3所示的同相放大器和反相放大器。

    1.2模数转换(A/D)

    模数转换的作用就是将比例放大器输出的模拟电压信号变为数字量。现在生产的数字式PH计大多采用大规模CMOS集成块。常见的有:ICL7107、ICL7106、MC14433。

    1.3数字显示

    大多采用液晶(LCD)显示和发光二极管(LED)显示。

    2数字式PH计的示值调整

    根据PH计的上述特点，其测量的整个电路都是电压测量。这就是与指针式PH计的不同之处。基本调整方法的步骤是:mV档—PH档—温度补偿。这样将很快地完成调整工作，否则将越调越乱。

    2.1 电计mV值的调整

    对于双积分型模拟转换，调整时，用电位差计或PH检定仪向电计输人+1.900V电位，调节A/D的基准电压EN，使电计示值为+1900mV±δ然后输人-1.900V电位，调节EN，仪器示值为一1900mV±δ.δ值根据仪器mV档允许示值误差而定。

    对于CMOS单片模拟转换器，调整时可用数字电压表测量其基准电压Vref对模拟地)，调节电位器使Vref = 1. 000V。也可采用上述方法，不同之处就是单片A/D是单一基准电源，对于正、负输人只需调整一次。

     2.2电计PH值的调整

    mV档示值调整准确后，PH值的示值误差取决于比例放大器。如果PH示值误差不大，可采用移动温度补偿器的刻度来达到调整PH示值的目的。