pHメーターに関する知識を広める

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pH メーターは溶液の酸性度またはアルカリ度を測定します。ほとんどの生物は生き続けるために適切な pH レベルを必要とします。pH の測定は、化学処理、パルプおよび紙、食品、飲料、医薬品など、多くの分野で非常に重要です。

pHメーターの主な用途は何ですか?
pH メーターは、液体の pH 値を測定するために使用される電子機器です (半固体物質を測定するための特別なプローブもあります)。物質の酸性度またはアルカリ性度を確認できます。一般的な pH メーターは、pH 値を測定して表示する電圧計に接続された特別な測定プローブ (ガラス電極) で構成されています。

プローブは pH を測定します。これは、先端の周りの薄壁ガラス シェル内の水素イオンの活動です。pH メーターは、このプローブによって生成される小さな電圧 (約 0.06 pH 単位ボルト) を測定して表示します。

pH メーターの回路は電圧計に似ていますが、電圧ではなく pH 値を示します。ガラス電極の抵抗が高い (20~1000MΩ) ため、入力信号は非常に大きくなければなりません。したがって、単純な pH メーターの回路には通常、合計電圧ゲインが約 -17 倍の反転構成のオペアンプが含まれています。反転アンプは、プローブによって生成された小さな電圧 (+0.059 V/pH) を pH 値に変換します。インジケータに pH 値を表示するには、通常、結果に 7V を追加します。たとえば、中性 pH 溶液では、プローブの出力電圧は 0V です。pH メーターの表示値は 0×17+7 =7 です。

アルカリ溶液では、プローブの出力電圧範囲は {{0}} ～ 0.41V (7×{{10}}.059=0.41) です。したがって、pH=10 (中性溶液より 3 単位高い pH 値)、3×0.059=0.18V のサンプルの場合、pH メーターの読み取り値は 0.18×17+7=10 です。酸性溶液では、プローブの出力電圧範囲は -0.41V ～ 0V です。したがって、pH=4、-3×0.059=-0.18V のサンプルの場合、pH メーターの読み取り値は -0.18×17+ 7=4 です。