phメーターの基本構造と動作原理を分析する
溶液の pH を測定する機器は、pH の実際の定義に従って設計された酸性度計 (pH メーターとも呼ばれます) です。 溶液中の測定対象イオンの活性（濃度）を測定する機器がイオンメーターです。 酸性度計は内部抵抗の高い化学電池の2つの電極間の起電力を測定するため、構造原理は基本的に同じであり、同じ機器にpHとpXを測定できる機能とmVを測定できる機能が複数搭載されていることがよくあります。
1. 機器の基本構造:
実験室で使用される酸性度計やイオン計には多くのモデルがありますが、その構造は一般的に電極システムと高インピーダンスミリボルト計の 2 つの部分で構成されています。 電極と試験対象の溶液は一次電池を形成し、電極間の電位差がミリボルトメーターで測定されます。 その電位差を増幅回路で増幅した後、電流計やデジタル管で表示します。 pHガラス電極や各種イオン選択性電極（イオン選択性電極）の特性により、酸性度計やイオン計には高インピーダンス、プラス極性、マイナス極性があり、検査液のプラスイオン、マイナスイオンを測定できることが求められます。 したがって、機器の入力部では、入力インピーダンスの高い電界効果トランジスタで差動ペア回路を構成し、双三極管で構成した定電流源で差動ペアの動作点を固定しています。信号のドリフトを減らすため。 楽器の中央には高周波信号の干渉を防ぐフィルター回路があります。 温度補償ネットワークの機能は、電極信号が温度変化による影響を受けるのを防ぐことです。 濃度直読機能を備えたイオンメーターには、pX値を測定イオンの濃度値に変換し、直接ディスプレイに表示するアンチログアンプも追加されています。
2. 装置の動作原理
酸性度計の化学電池は、指示極がpHガラス電極、参照極が飽和カロメル電極です。 現在、酸性度計はこれら 2 つを組み合わせた pH 複合電極を使用することがほとんどです。
イオンメータの化学電池では、指示極には各種イオン選択性電極が使用され、参照電極には飽和カロメル電極が使用されることが多い。 どちらの機器も同じ原理で動作します。 測定時、本器の化学電池から発生する電位信号は、差動対で構成されるソースフォロワに入りインピーダンス変換され、低インピーダンス信号となった後、演算器の非反転端子に入力されます。抵抗で増幅し、オペアンプで増幅します。 最後に、出力信号は機器のmVブロック、pHブロック、pXブロック（一般的な汎用イオンメータはこの3つの機能を持っています）を通過し、ソースフォロワの電界効果トランジスタのゲートを通過します。フィードバック回路を経てオペアンプに入ります。 回路の反転入力端子は電圧直列負帰還を形成します。 したがって、mV、pH、pX同相入力の各ギアでそれぞれ増幅された電極信号が得られます。 電気化学プロセスでは、温度が変化すると、オペアンプの出力信号は温度補償ネットワークを通過した後に補正されます。 減算器の機能により、温度補償された電極信号がフィルタリングされます。 機器モデルの「定格電位値」を満たす整数部分は、レンジエクステンダーによって減算されて表示されます。 「定格潜在値」より小さい仮数値は、ディスプレイのヘッダーに表示されます。
pH計の特徴：
ph メーターは、高精度、高信頼性、設置とメンテナンスが容易であるという利点があります。 また、汚染の影響を受けやすいため、頻繁に校正する必要があります。 通常、校正は1～1ヶ月半ごとに行われ、電極は2年ごとに交換されます。 pH 電極上のガラスは時間の経過とともに徐々に劣化し、勾配が低下し、安定した電位に達するまでに長い時間がかかります。 一般的な電極の耐用年数は 2 年に達します。 また、温度も老化に大きく影響し、100℃で数週間保管した場合の老化度は、温室内で1年間保管した場合の老化度に相当します。
