电脑式pH(酸度)计电计的检测探讨与验证
一、简 介
国内外各种型号的pH(酸度)计,大体上都可分为二个种类。一类为手调式pH(酸度)计,属于普通型(现规程适用);另一类为近期发展的带单片机结构的电脑式pH计。至于前一种机型,大家都比较熟悉,这里不再介绍。而电脑式pH计,由于增加了单片机结构等技术,具有校准记忆、检测时间定时等功能,使pH计的使用更加方便灵活,准确可靠,重复性更好。由此赢得广大用户的喜爱。
二、pH计电极的使用和校准
pH(酸度)计用的电极有复合电极和玻璃电极等,在使用一段时间后,会慢慢老化,而且酸性斜率S1和碱性斜率S2经常不一致,即酸碱性斜率不成一直线。因此,手调式pH(酸度)计分别测量酸性溶液和碱性溶液时必须重新校准,否则会带来一定的误差。而电脑式pH计由于具有校准记忆等功能,不但能记忆电极的酸碱性斜率,还能对温度变化自动补偿。因此,只要pH电极的短期稳定性好,电脑式pH计在短期时间内使用可不必经常校准,当然,测量酸碱性溶液时也不必反复校准,而能保持较高的准确度。
三、电脑式pH计电计的检测探讨
1·电计示值误差的检测
由于电脑式pH(酸度)计电计具有上述的结构和特性,当我们对它进行检测时,就会发现:检定仪输入给它的电位为零(称零电位)时,pH计电计显示值并不为等电位pH值(7·00pH值),而是为其附近某个值,无法手调到7·00pH值,这是存在的一个问题;当检定仪输给经温度补偿的若干个标准pH值时,pH计电计由于斜率因素,显示的pH值增减量也无法对应输入的若干个pH值,这是另一个问题。由于这两个问题的存在,根据现规程无法对电脑式pH计电计示值误差等进行检定,从而无法对其进行计量性能的周期评定。
本文通过对电脑式多种型号的pH计多次检测实践,探讨摸索出简单实用,并经过验证可行的检测方法和数据处理方法,供同行参考。现以电脑式pHS-9D型电计检测为例,介绍如下:
(1)把电脑式pH计电计(以下简称电计)和pH计检定仪(或电位差计)连接好(有的接口不匹配,可用其他信号线连接),通电预热适当时间,保持电计温度显示值(一般去掉温度传感器,多数电计设定显示为25·0℃)与检定仪一致。如果电计无法设定为25·0℃,请保持pH计检定仪温度设定值与电计一致。
(2)检定仪分别给电计输入测量示值范围内的标准pH值信号,并对电计作相应的示值记录,分别作二次,取平均值。
(3)根据电计示值的平均值,分别计算出酸性斜率S1和碱性斜率S2(酸性斜率S1取标准值为4·00pH和7·00pH值时的电计示值的平均值计算;碱性斜率S2取标准值为7·00pH和10·00pH值时的电计示值的平均值计算),见表1。根据S1和S2就可简单算出电计的酸碱性参考值(酸性参考值的计算是以电计零电位示值为准,作为参考值,每减少一个标准pH值,参考值减去一个酸性斜率S1的数据。同理,碱性参考值的计算也以电计零电位示值为准,作为参考值,每增加一个pH值,参考值增加一个碱性斜率S2的数据)。则电计的示值平均值与参考值之差为电计示值误差值。
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