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| LinkedIn | 支持RF无线传输的pH传感器参考设计 Erbe Reyta和Mark Ochoco ADI公司 例如，pH值为5的溶液，其酸度是pH值为6的溶液的10倍，是pH值 摘要 为8的溶液的1000倍。 如果系统精度、效率和可靠性至关重要，设计传感器节点 pH指示器 无线数据传输以用于远程监控会是一个相当大的挑战。溶 有很多办法可测量水溶液的pH值，包括通过石蕊试纸指示器或 液的pH值是许多行业需要考虑的一种测量，例如农业或医 使用玻璃探针。 疗领域。本文的主要目的是评估pH玻璃探针的特性，从而 解决硬件和软件设计的不同挑战，并提出一种利用射频收 石蕊试纸 发器模块从探针无线传输数据的解决方案。 石蕊试纸指示器通常由从地衣提取的染液制成，可用来指示pH 水平。一旦与溶液接触，试纸就会发生化学反应，导致其颜色改 变，由此指示pH水平。这一类大体上包括两种方法：一种是将已 知pH值对应的标准颜色与利用缓冲溶液浸入测试液体的指示器 简介 颜色进行比对；另一种是将pH试纸先浸没在指示器中，然后浸入 本文第一部分介绍pH探针，然后探讨与前端信号调理电路相关 测试液体中，将其颜色与标准颜色进行比对。虽然上述两种方法 的各种设计挑战，以及如何实现低成本、高精度、高可靠性的数 很容易实现，但是温度和测试溶液中的杂质很容易引起误差。 据转换。为了提高数据处理的精度，讨论中还会涉及校准技术， pH玻璃探针 例如一般多项式拟合，即利用最小二乘法逼近分散的预定义数 据来校准pH值。本文最后一部分提供一种无线监控系统参考电 最常用的pH指示器是pH探针。它由一个玻璃测量电极和一个参 路设计。 比电极构成。典型玻璃探针由玻璃薄膜及其中封入的盐酸(HCl) 溶液组成。外壳内部有一根镀AgCl 的银线，其充当参比电极并与 了解pH探针 HCL溶液接触。玻璃膜外部的氢离子扩散通过玻璃膜，置换相应 pH值定义 数量的钠离子(Na+) ，多数玻璃中一般都存在钠离子。这种正离子 水溶液可分为酸性、碱性和中性三类。在化学中，酸碱度通过一 很敏锐，大部分限定在玻璃表面上浓度较低的一侧薄膜上。Na+ 种数值尺度来衡量，称为pH值。依据嘉士伯基金会的定义，pH值 的多余电荷在传感器输出端产生一个电压。 代表氢离子浓度。此尺度是一个对数尺度，范围为1到14。pH值的 数学表达式为： = –log( +)。因此，如果氢离子浓度为1.0 × 10–2 pH H 摩尔/升，则 = –log(1.0 × 10–2) = 2 。蒸馏水等水溶液的pH值为 pH 7，这是一个中性值。pH值小于7的溶液为酸性溶液，大于7的溶液 为碱性溶液。对数尺度反映了一种溶液相对于另一种溶液的酸 性程度。 请访问：/cn 2 支持RF无线传输的pH传感器参考设计 探针类似于一块电池。当把探针置于溶液中时，测量电极产生 表2. 缓冲溶液温度改变之后的稳定时间 一个电压，其大