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【请教】PH计 电路,常见的有哪些方案呀?我找到了一个TI的 INA116,但价格比较高。好像AD

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出0入0汤圆

发表于 2011-7-27 17:42:17 | 显示全部楼层 |阅读模式
PH计 电路,常见的有哪些方案呀?我找到了一个TI的 INA116,但价格比较高。好像ADI也有,也是比较贵。不知道市场上那些那么便宜的PH计是什么方案做的?

淘宝上看,便宜的PH笔,零售才160左右。这个价格包括了生产商家的利润、商家的利润

探头肯定是比较差的,便宜的了。同样,测量电路肯定是不可能用高价格的测量方案的,不知道他们是怎么做的?

阿莫论坛20周年了!感谢大家的支持与爱护!!

如果想吃一顿饺子,就得从冰箱里取出肉,剁馅儿,倒面粉、揉面、醒面,擀成皮儿,下锅……
一整个繁琐流程,就是为了出锅时那一嘴滚烫流油的热饺子。

如果这个过程,禁不住饿,零食下肚了,饺子出锅时也就不香了……《非诚勿扰3》

出0入0汤圆

发表于 2011-7-27 17:43:44 | 显示全部楼层
感觉这个东西主要是传感器吧。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2011-7-27 17:47:33 | 显示全部楼层
回复【1楼】titrwh
感觉这个东西主要是传感器吧。
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是的。传感器占了成本的一大部分

现在是想找找看有没有便宜点的测量电路方案

出0入0汤圆

发表于 2011-7-27 17:54:01 | 显示全部楼层
回复【2楼】STM32_Study
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传感器有了就是放大与AD了,一个运放加单片机就搞定了。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2011-7-27 17:55:23 | 显示全部楼层
回复【3楼】titrwh
回复【2楼】stm32_study  
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传感器有了就是放大与ad了,一个运放加单片机就搞定了。
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AD还好解决

重点是放大部分,PH探头的阻抗非常高的。所以一般的运放不行。要偏置电流非常小的才可以。在TI、ADI找到的都挺贵的

出75入4汤圆

发表于 2011-7-27 17:56:14 | 显示全部楼层
问题是ph电极的输出阻抗比较高,200M,一般的运放可不行。误差较大。

出0入0汤圆

发表于 2011-7-27 19:04:01 | 显示全部楼层
不知道我淘宝里的水质检测仪算不算PH计,貌似也可以测。我去年拿货才几十块钱一个(还不是从厂家拿货,是从经销商那里拿的)。我这边一个一个的已经不卖了,所以不算是打广告吧。我可以告诉你哪家公司做的,你可以直接去拿样品分析。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2011-7-28 00:01:30 | 显示全部楼层
回复【5楼】taishandadi
问题是ph电极的输出阻抗比较高,200m,一般的运放可不行。误差较大。
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是的。所以说这个运放不好找

回复【6楼】vnuo
不知道我淘宝里的水质检测仪算不算ph计,貌似也可以测。我去年拿货才几十块钱一个(还不是从厂家拿货,是从经销商那里拿的)。我这边一个一个的已经不卖了,所以不算是打广告吧。我可以告诉你哪家公司做的,你可以直接去拿样品分析。
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不知道这种测试笔的原理跟常见的玻璃电极的原理是否一致的

如果一致,实在无法想象,几十块是怎么做出来的

出0入0汤圆

发表于 2011-7-28 10:05:59 | 显示全部楼层
我觉得最好的研究方法,就是拆解一只研究!

出0入0汤圆

发表于 2011-9-19 14:34:18 | 显示全部楼层
回复【楼主位】STM32_Study
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楼主你好,我也正在做这个东西,不知道你的进展如何了?可以一起讨论一下。我也打算用INA116来做放大。

出0入8汤圆

发表于 2011-10-23 04:00:07 | 显示全部楼层
使用运放搭建一个该输入阻抗的仪表放大电路,然后再加上AD采集电路,分析用的PH计在使用前都是需要用标准溶液进行定位的,这种PH计也不便宜,精度越高越贵(AD位数使然)。

出0入0汤圆

发表于 2011-10-23 08:46:57 | 显示全部楼层
做仪表,核心就是传感器

出0入0汤圆

发表于 2011-10-23 09:11:22 | 显示全部楼层
回复【7楼】STM32_Study  
回复【5楼】taishandadi
问题是ph电极的输出阻抗比较高,200m,一般的运放可不行。误差较大。
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是的。所以说这个运放不好找
回复【6楼】vnuo
不知道我淘宝里的水质检测仪算不算ph计,貌似也可以测。我去年拿货才几十块钱一个(还不是从厂家拿货,是从经销商那里拿的)。我这边一个一个的已经不卖了,所以不算是打广告吧。我可以告诉你哪家公司做的,你可以直接去拿样品分析。
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不知道这种测试笔的原理跟常见的玻璃电极的原理是否一致的
如果一致,实在无法想象,几十块是怎么做出来的
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其实200M的输出阻抗算是很小了。我们以前做过一款PH计,传感器的输出阻抗是2G,用linear的coms运放,输入阻抗1000G,失调为1PA。
所以楼主可以找TI的COMS运放,价格不贵的。主要考虑温度漂移。温度漂移有失调电压的温度漂移,和失调电流的温度漂移。coms运放的失调电压温度漂移一般比较大,有3-4uV每度以上。不过我们用的传感器灵敏度比较大,每0.01PH的变化量有几十uV,这样算得话,漂移也没啥。COMS运放的失调电流的温度漂移大一些。一般在30度一下,几乎保持不变,但是温度高了,失调电流就会指数上升。这是COMS的特性。
PH测量的精度和线性度主要靠传感器。我们用的传感器就很贵。原电池原理,但是里面的电解液要专门运到瑞士的一家公司灌注。是人家的专利。至于淘宝里面的便宜货,用的传感器肯定是非常便宜的,精度和线性度也就一般般了。一般用用也无所谓。如果想做精品的话,就得有莫老大的精神。细节决定成败。模电要想做得好,要注意的细节太多了。
我也是做仪器仪表的,很乐意和同行交流。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2011-10-23 09:30:29 | 显示全部楼层
回复【12楼】ecd909090
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非常感谢 ecd909090

我对精度和线性度要求不高。精度能达到0.1pH就可以了。

请问有合适的运放和电路推荐吗?

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2011-10-23 10:21:11 | 显示全部楼层
我刚刚查了一下,好像有一种探头是可以直接 4-20MA 接口输出的。不知道比普通的贵多少

出0入0汤圆

发表于 2011-10-23 11:31:37 | 显示全部楼层
回复【13楼】STM32_Study  
回复【12楼】ecd909090
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非常感谢 ecd909090
我对精度和线性度要求不高。精度能达到0.1ph就可以了。
请问有合适的运放和电路推荐吗?

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如果对成本要求高的话,可以用Microchip的MCP6002.两路,一路跟随1/2VCC,产生模拟地,另一路正比例放大,这样能同时测量7.0以上和7.0以下的电压信号。
如果可以的话,楼主可以把你用的PH传感器资料贴出来,大家可以一起研究一下。

出0入42汤圆

发表于 2011-10-23 12:31:26 | 显示全部楼层
关键是运放的输入要高阻抗。有个参数要pa级
推荐几个输入偏置电流很低的运放:LMP7717,LMP7704

以前找的一些资料
http://www.ph-meter.info/pH-meter-construction
点击此处下载 ourdev_687708B7G3E0.pdf(文件大小:189K) (原文件名:ph220.pdf)
点击此处下载 ourdev_687709GS9VT1.pdf(文件大小:38K) (原文件名:AN34[1].pdf)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2011-10-24 11:45:47 | 显示全部楼层
回复【15楼】ecd909090
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感谢 ecd909090

请问常规的探头是通用的吗?

我目前没有选定哪款探头,我看到淘宝价格区间挺大的。几十块到上千块都有。

我的应用就是普通水的在线监测。



回复【16楼】canback
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感谢 canback

你发的资料很有用,我仔细看看

出0入0汤圆

发表于 2011-11-2 16:18:18 | 显示全部楼层
TLC27L2 手持仪表用的比较多

出0入0汤圆

发表于 2011-11-8 23:31:28 | 显示全部楼层
上图说

(原文件名:S8000249.JPG)


(原文件名:S8000257.JPG)


(原文件名:S8000253.JPG)
另外一种型号使用的。

(原文件名:S8000256.JPG)
还有一种在线使用的PH表,看看放大器的型号。

(原文件名:S8000255.JPG)

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2011-11-9 00:17:00 | 显示全部楼层
非常感谢 xiongbao

使用TLC27L2 测量PH ,有什么讲究吗?

有没有成熟的相关电路?

出0入0汤圆

发表于 2011-11-9 00:28:36 | 显示全部楼层
用PSOC3来做,内置有运放和高精度20BIT的AD,单芯片的解决方案,成本可以降下来,有需要请联系QQ:535552254  CYPRESS代理`

出0入0汤圆

发表于 2011-11-9 09:37:25 | 显示全部楼层
回复【18楼】xiongbao
tlc27l2 手持仪表用的比较多
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能不能上几张在线仪表的图片呀?你这样的仪表有没有测量tds或者电导的呀?

出0入0汤圆

发表于 2011-11-9 10:44:27 | 显示全部楼层
TIC27L2主要是高阻、微功耗,功耗在微瓦级,单电源。所以用在手持表。具体使用就是放大器的普通要求,不同的就是输入端是没有焊接在电路板上的(大家看图),是用高绝缘的材料悬浮起来,搭棚连接的,而且在正+输入端串接一个100兆~300兆左右的电阻接电极,其他没什么特殊性。对了,还有温度补偿的电路。
回复22楼的,最后一张图就是在线仪表的,你可能没注意看文字,这个是发送器端的,经过INA116放大,(注意输入端的搭棚接法)然后将信号远传到显示仪表或变送器。 电导的和TDS有时间去拆解照好照片再发上来。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2011-11-24 10:53:45 | 显示全部楼层
回复【23楼】xiongbao
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谢谢 xiongbao

能给一个 TLC27L2 的Ph计 电路图吗?

非常感谢~~

出0入0汤圆

发表于 2011-11-24 13:22:37 | 显示全部楼层
你真的打算自己做一个啊?电路很简单,关键是11楼说的,电极才是关键,80%的成本在电极上。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2011-11-24 15:00:44 | 显示全部楼层
回复【25楼】xiongbao
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是的。打算自己做着玩一玩

电极我去买现成的。国产的

谢谢 xiongbao

出0入0汤圆

发表于 2011-11-24 16:40:58 | 显示全部楼层
先弄清PH是怎么回事,我看你也是模电高手,然后自己设计吧。

(原文件名:dianji.jpg)
对应的PH是0.00——14.00

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2011-11-24 17:36:07 | 显示全部楼层
回复【27楼】xiongbao
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谢谢xiongbao,这份资料很实用

我对模电也是一知半解,实在称不上是高手

这种高阻输入的放大电路,我之前也没做过。不知道有没有什么特殊的讲究?

我看到你发的图片,有两个绝缘子,这个是起到什么作用的?另外,你说在输入端要串一个100M~300M的电阻,这个是什么作用呢?


(原文件名:QQ截图未命名.gif)



如图所示,这样的放大电路合适吗?

出0入0汤圆

发表于 2011-11-24 18:17:34 | 显示全部楼层
关于为什么输入端要串一个100M~300M的电阻,一两句话讲不清楚,参看http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20100508/2543082/
那两个绝缘垫主要是防止产生分布电容,输入脚没有和PCB在一个平面上,可以减少干扰。
你的图,同相放大器电路没问题。就是放大倍数=(R1+R2)/R2,你给的参数放大7.9倍。如果按我说的放大1.69倍,R1应该是6.9K 。R1作为斜率调整。





你的图加个1K的输出电阻吧

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2011-11-24 18:30:15 | 显示全部楼层
回复【29楼】xiongbao
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汗,那个电阻值标错了。


(原文件名:S8000256.JPG)

这个图是没有用绝缘垫的,只需要把引脚翘起来,搭桥焊接,把那电极的BNC口输入的信号接到这里来就行了,是吗?


BNC的接地端要特殊处理吗?直接就近接地就可以了吧?

出0入0汤圆

发表于 2011-11-24 20:19:10 | 显示全部楼层
可以,你先慢慢照我的那个方案做吧。表头淘宝上多得很,满度2v的,买液晶显示的,比较省电。

(原文件名:o1.JPG)
基准电压源用LM385,1.2V的那种,用W1分压得到700.0MV,W1用来作为表计的定位(实际上是调零,就是当PH=7时,电极的点位为0V,但是需要显示7.00,调整W1,使减法器输出700MV,也就是在表头上显示7.00)

出0入0汤圆

发表于 2011-11-24 20:53:53 | 显示全部楼层
校准要用到定位液的,一般就是先将电极放入6.86的定位液,调整W1进行定位(因为6.86的定位液接近于7,没办法,没有7.00的定位液),使示值为6.86 。   然后将电极用试剂水洗干净后,放入9.2的定位液,调整你的图上的R1,进行斜率调整(没办法,也没有14.00的定位液),),使示值为9.20 。  然后重复一次以上的定位,基本上就可以使用了。以上是两点校对。当然还有一种4.2的定位液,如果使用上,可以进行三点校对。

出0入0汤圆

发表于 2011-11-24 21:51:44 | 显示全部楼层
电路的成本,元器件加上表头,也就30——50元,电极质量好点的,原装正品要几千元呢,而且寿命一般就1——2年,然后就老化了,反应迟钝,产生的电位差也变小了。平时保养也很麻烦,还要加1摩尔的氯化钾内充液,不用时要泡在定位液中。定位液虽然有卖的,一小包一小包的固体,有配制说明,要用到试剂水和容量瓶,至少一周要定位一次吧。不知道这些东西大家都具备吗?
所以,业余者请谨慎选择PH表的制作和使用。

出0入0汤圆

发表于 2011-11-24 23:07:56 | 显示全部楼层
用那么复杂吗?找个ca3140结成跟随器,变换阻抗,再接个358,o了

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2011-11-25 09:55:03 | 显示全部楼层
非常感谢 xiongbao 的耐心指导~~

我去买相关的零件回来试试

我的精度要求不高的,能达到0.1pH就很好了~~

出0入0汤圆

发表于 2012-4-27 15:37:24 | 显示全部楼层
mark............

出0入0汤圆

发表于 2012-4-27 23:32:31 | 显示全部楼层
之前弄光传感器的时候,买过2片OPA121,倒是不贵。Bias Current标称最大为5pA。

出0入0汤圆

发表于 2013-3-18 22:29:19 | 显示全部楼层
好像 AD795的数据手册上就直接有一个ph探头的例子,20倍放大,带温度校正。

出0入0汤圆

发表于 2013-3-29 16:14:57 | 显示全部楼层
很不错的文章,不知道楼主的PH计做的怎么样了?

出0入0汤圆

发表于 2013-4-10 09:38:18 | 显示全部楼层
xiongbao 发表于 2011-11-24 16:40
先弄清PH是怎么回事,我看你也是模电高手,然后自己设计吧。

(原文件名:dianji.jpg)

在网上查电极参数都是E=59.16mV/PH,和你这个表也正好相符,但是上次问雷磁的客服E-201输出信号,她说是-1.8V——1.8V,晕了!不知道你的这个参数,PH电极是什么型号?谢谢!

出0入0汤圆

发表于 2013-8-22 23:07:14 | 显示全部楼层
我用的就是雷磁的,没啥问题。是正负500mv输出的。我现在就是想弄个单电源的PH,前端电路。双电源太麻烦了。虽然输入是12v。但是双电源需要变换,感觉还是很麻烦的。

出0入0汤圆

发表于 2014-10-28 10:35:25 | 显示全部楼层
lxy818 发表于 2011-11-24 23:07
用那么复杂吗?找个ca3140结成跟随器,变换阻抗,再接个358,o了

“ca3140结成跟随器,变换阻抗,再接个358,o了”       请问有没有您说的这个方案的原理图啊?

出0入0汤圆

发表于 2014-10-28 12:56:43 | 显示全部楼层
sharom 发表于 2014-10-28 10:35
“ca3140结成跟随器,变换阻抗,再接个358,o了”       请问有没有您说的这个方案的原理图啊? ...

没有,精度要求不高的话3140可以了。

出0入0汤圆

发表于 2018-7-2 09:28:04 | 显示全部楼层
xiongbao 发表于 2011-11-24 18:17
关于为什么输入端要串一个100M~300M的电阻,一两句话讲不清楚,参看http://bbs.instrument.com.cn/shtml/2 ...

感觉在高阻运放输入端串入一100M电阻后反而会增大运放输出的失调电压,是温漂对测量的影响更大

出0入0汤圆

发表于 2018-9-27 20:44:22 | 显示全部楼层
这种绝缘垫学名叫什么?找了半天没找到!

出0入4汤圆

发表于 2018-9-27 22:18:20 | 显示全部楼层
最近也要搞ph调理电路  学习下

出0入0汤圆

发表于 2018-9-28 07:53:03 来自手机 | 显示全部楼层
gtembeded 发表于 2018-9-27 20:44
这种绝缘垫学名叫什么?找了半天没找到!

特氟龙材质的,低漏电

出0入0汤圆

发表于 2018-9-30 14:58:39 | 显示全部楼层
scar 发表于 2018-9-28 07:53
特氟龙材质的,低漏电

有淘宝链接吗?

出0入0汤圆

发表于 2018-9-30 17:37:43 | 显示全部楼层
给LZ几个参考:
CN0326 带有温度补偿功能的隔离式低功耗pH监测仪带有温度补偿功能的隔离式低功耗pH监测仪  
Water Enclosure Condition Monitor
TIDA-00561  无线 pH 传感器发送器(兼容 SensorTag 2.0)参考设计
一个韩国的Blog
可以参考TI的LMP7721 芯片:
AN-1852 Designing With pH Electrodes
AN-1798 Designing with Electro-Chemical Sensors
电路板设计参考这里面LMP7721 Multi-Function Evaluation Board Users' Guide,注意等电位屏蔽,悬空搭接
不好意思,虽然知道这个东西,但是没机会用,所以....

出0入0汤圆

发表于 2018-9-30 18:52:34 | 显示全部楼层
放大电路在这个量级成本还是很低的,重点是探头和温度补偿标定

出0入0汤圆

发表于 2020-2-17 11:23:24 | 显示全部楼层
刚好要用到,标记一下,谢谢!
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