關(guān)于酸度計(jì)等電位的請(qǐng)教

在上海精科pHSJ-3F型酸度計(jì)說(shuō)明書(shū)上看到：“測(cè)量一般水溶液的pH測(cè)量選用等電位點(diǎn)pH7.00；測(cè)量純水和超純水溶液的pH測(cè)量選用等電位點(diǎn)pH12.00；測(cè)量含有氨水溶液的pH測(cè)量選用等電位點(diǎn)pH17.00。”

這與我原有對(duì)等電位點(diǎn)的認(rèn)識(shí)相矛盾！我原以為對(duì)于特定的離子，不同溫度下測(cè)得E=f（pX）曲線的交點(diǎn)就是等電位點(diǎn)，它只與離子種類(lèi)有關(guān)。如pH等電位點(diǎn)為pH7.00、pNa等電位點(diǎn)為pNa2.00。而現(xiàn)在說(shuō)對(duì)于H+離子活度的負(fù)對(duì)數(shù)值的等電位還可以選用，不能理解！甚至懷疑是否錯(cuò)了！

懇請(qǐng)高手指教，為什么會(huì)是這樣！

回復(fù) 7# ofooo


   

雖然“根據(jù)輸入電流計(jì)算公式：I=ΔpH*k/R*10-3(其中ΔE=ΔpH*k)，這個(gè)公式與輸入阻抗計(jì)算方法沒(méi)什么區(qū)別，所以我也看不出兩者本質(zhì)的區(qū)別和意義，最多是檢定步驟上有所不同。”

    但是兩者生成的原因不同，或者說(shuō)本質(zhì)不同。酸度計(jì)規(guī)程中“輸入電流”是指：當(dāng)電計(jì)輸入為零時(shí)，由于其輸入端元件的失調(diào)生成的電流，在串入高阻上生成的壓降（即電壓），是先有電流，后有電壓，再換算成電流；而電工電子學(xué)中的輸入電流，在我們酸度計(jì)檢定的原理圖中是指：當(dāng)在電計(jì)的輸入端施加電壓時(shí)，由于該電壓導(dǎo)致的流經(jīng)電計(jì)的電流，該電流等于該電壓除以電計(jì)的輸入阻抗，對(duì)于該輸入電流是是先有電壓，后有電流，如果沒(méi)有外施的電壓就沒(méi)有該電流。而酸度計(jì)規(guī)程中的“輸入電流”就不同，即使沒(méi)有外施的電壓，僅僅是在電計(jì)的輸入端串接一個(gè)高阻，該電流就出現(xiàn)了。

“但是對(duì)于檢定輸入阻抗時(shí)，輸入阻抗后先調(diào)定位，再輸入pH+6的意義何在，我不太理解，不知道您是怎么想的？”
    之所以“輸入阻抗后先調(diào)定位，再輸入pH6”，就是要在串入高阻后，還沒(méi)有施加電壓之前（即沒(méi)有輸入pH6之前），先將“零輸入電流”在串入高阻上產(chǎn)生的壓降消除掉（即定位為pH7.00），之后再加電壓（即輸入pH+6），才能真正反映出電計(jì)輸入阻抗的大小。

是的“如果在輸入阻抗后，分別在定位和調(diào)斜率”，就反映不出電計(jì)輸入阻抗的大小，而誤認(rèn)為電計(jì)的輸入阻抗無(wú)窮大。

而你說(shuō)的“我覺(jué)得此時(shí)阻抗對(duì)測(cè)量的影響就可以抵消了，因?yàn)槲艺J(rèn)為酸度計(jì)的實(shí)際測(cè)量過(guò)程是：ΔpH=ΔE*(pH2-pH1)/(ΔE2-ΔE1)，其中pH2和pH1為校準(zhǔn)的量標(biāo)準(zhǔn)溶液點(diǎn)，如果此時(shí)有阻抗，則電計(jì)實(shí)際分壓為ΔE=ΔE總*r/(r+R)，這在計(jì)算ΔpH時(shí)，上下式可抵消，即只要校準(zhǔn)是在阻抗條件下進(jìn)行的，則測(cè)量也能得到準(zhǔn)確值。”
很是值得思考，當(dāng)然我們可以肯定的是：當(dāng)被測(cè)的溶液正好等于標(biāo)準(zhǔn)溶液的pH值，則電計(jì)輸入阻抗的大小完全不影響測(cè)量的結(jié)果，當(dāng)被測(cè)的溶液不正好等于標(biāo)準(zhǔn)溶液的pH值，好象還是有影響吧？
   

作為電子測(cè)量?jī)x器（我們這里的電計(jì)），人們都希望它輸入阻抗高，這樣才能對(duì)其信號(hào)源（由電極與被測(cè)溶液構(gòu)成的電池）影響小。如果說(shuō)因我們上述的推理可以證明：規(guī)程中的輸入阻抗的檢測(cè)沒(méi)有意義，還是不好說(shuō)。您能接受嗎？

當(dāng)然我對(duì)規(guī)程也有一些不同的看法，這也是我寫(xiě)上述該文的原因。但這樣的文章，出自我這樣的小人物之手，自然是難登大雅之堂，注定是要被退稿，而只能是在《計(jì)量與測(cè)試技術(shù)》發(fā)表。

Ofooo:
你好！我也從網(wǎng)上找到了一資料（見(jiàn)附件），真的是正如你所說(shuō)，等電位隨不同種類(lèi)的電汲而不同，看來(lái)上海精科的PHSJ-3F說(shuō)明書(shū)，只是說(shuō)得精煉了些。言下之意：測(cè)量一般水溶液的pH，應(yīng)選擇測(cè)量選用65－1型玻璃電極，其等電位點(diǎn)pH7.00；測(cè)量純水和超純水溶液的pH，應(yīng)選用不同的對(duì)應(yīng)電極，其等電位點(diǎn)為pH12.00；測(cè)量含有氨水溶液的pH，則應(yīng)另一不同的對(duì)應(yīng)電極，其等電位點(diǎn)為pH17.00。

附件：玻璃電極的輸出電動(dòng)勢(shì)與pH和溫度有關(guān).從圖4可知測(cè)量元件電動(dòng)勢(shì)不僅隨pH值變化而變化，并與溫度有關(guān)。通過(guò)計(jì)算，溫度每改變1℃時(shí)，電動(dòng)勢(shì)E要改變0.2mV,溫度升高電動(dòng)勢(shì)增大，溫度下降時(shí)則減小。電動(dòng)勢(shì)和pH關(guān)系的直線斜率 與溫度亦有關(guān)，但這些直線均相交于O點(diǎn)，稱為等電位點(diǎn)或固定電動(dòng)勢(shì)點(diǎn)，這一點(diǎn)隨不同種類(lèi)的電汲而不同。65－1型玻璃電極的等電位點(diǎn)在pH＝7±1處，65-A型復(fù)合電極的等電位點(diǎn)在pH=2±1處，由于等電位點(diǎn)與零電位相近，所以，上述兩種電極的零電位分別也為7±1 pH和2±1 pH處。 來(lái)源：東海儀表網(wǎng)

回復(fù) 2# 劉彥剛
根據(jù)pH計(jì)的原理
E=Eo+(RT/F)pH
零電位點(diǎn)的不同是由于參考電位Eo不同引起的，而不論什么電極其斜率應(yīng)該都是相同為RT/F
但是目前我還接觸過(guò)你說(shuō)的另外幾種電極，所以也不知道它們那么設(shè)計(jì)的意義何在。
還有，你說(shuō)的酸度計(jì)輸入電流的誤差意義我不太清楚，能否解釋一下，畢竟沒(méi)怎么接觸過(guò)電學(xué)儀器，對(duì)這些術(shù)語(yǔ)和意義不是很理解，網(wǎng)上也沒(méi)搜索到滿意的答復(fù)

圖1 檢定原理圖.rar (3.21 KB, 下載次數(shù): 74)

2010-5-2 16:57 上傳

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好的，我將我的關(guān)于酸度計(jì)術(shù)語(yǔ)一文貼于此，請(qǐng)你指導(dǎo)一下，應(yīng)該能對(duì)酸度計(jì)中的“輸入電流”有些了解。 酸度計(jì)規(guī)程中術(shù)語(yǔ)的探討.rar (19.91 KB, 下載次數(shù): 88)

2010-5-2 16:51 上傳

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回復(fù) 4# 劉彥剛

sorry，可能我比較笨，看了以后還是沒(méi)有明白輸入電流的檢定意義和輸入阻抗有什么差別，能否用更通俗的例子解釋一下？

回復(fù) 5# ofooo


   

Ofooo：

你好！

要說(shuō)對(duì)不起的是我，因?yàn)槲覜](méi)有注意到文中并沒(méi)有說(shuō)：輸入電流的檢定意義和輸入阻抗有什么差別。只是說(shuō)了酸度計(jì)規(guī)程中“輸入電流”是指：“當(dāng)電計(jì)輸入為零時(shí)，由于其輸入端元件的失調(diào)電流在串入高阻上的壓降，并換算成電流。我們要求該性能指標(biāo)的目的：希望零輸入時(shí)的失調(diào)電流盡可能小，使得當(dāng)電計(jì)在接有電極時(shí)，上述失調(diào)電流在電極上形成的壓降盡可能小。”并指出：“根據(jù)上述分析，我們認(rèn)為電計(jì)在零輸入時(shí)的失調(diào)電流，稱之為電計(jì)零輸入電流更貼切些。”

而電工電子學(xué)中的輸入電流，在我們酸度計(jì)檢定的原理圖中是指：當(dāng)在電計(jì)的輸入端施加電壓時(shí)，由于該電壓導(dǎo)致的流經(jīng)電計(jì)的電流，該電流等于該電壓除以電計(jì)的輸入阻抗。可見(jiàn)此“輸入電流”與“電計(jì)的輸入阻抗”之間存在函數(shù)關(guān)系：輸入電流小即說(shuō)明輸入阻抗高，輸入電流大即說(shuō)明輸入阻抗低。對(duì)于該“輸入電流”，如果檢了“輸入電流”，又檢“輸入阻抗”，自然是無(wú)意義的重復(fù)。而酸度計(jì)規(guī)程中的“輸入電流”（我建議稱“零輸入電流”的）與“電計(jì)的輸入阻抗”沒(méi)有函數(shù)關(guān)系，所以規(guī)程規(guī)定：檢了“輸入電流”（我建議稱“零輸入電流”的），還要檢“電計(jì)的輸入阻抗”（當(dāng)然規(guī)程是用“輸入阻抗引起的示值誤差”來(lái)體現(xiàn)）。 圖1 檢定原理圖.rar (4.09 KB, 下載次數(shù): 21)

2010-5-3 08:11 上傳

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回復(fù) 6# 劉彥剛


  根據(jù)輸入電流計(jì)算公式：I=ΔpH*k/R*10-3


即ΔE=ΔpH*k


這個(gè)公式與輸入阻抗計(jì)算方法沒(méi)什么區(qū)別，所以我也看不出兩者本質(zhì)的區(qū)別和意義


最多是檢定步驟上有所不同。但是對(duì)于檢定輸入阻抗時(shí)，輸入阻抗后先調(diào)定位，再輸入pH+6的意義何在，我不太理解，不知道您是怎么想的？


如果在輸入阻抗后，分別在定位和調(diào)斜率，我覺(jué)得此時(shí)阻抗對(duì)測(cè)量的影響就可以抵消了，因?yàn)槲艺J(rèn)為酸度計(jì)的實(shí)際測(cè)量過(guò)程是：ΔpH=ΔE*(pH2-pH1)/(ΔE2-ΔE1)


其中pH2和pH1為校準(zhǔn)的量標(biāo)準(zhǔn)溶液點(diǎn)，如果此時(shí)有阻抗，則電計(jì)實(shí)際分壓為ΔE=ΔE總*r/(r+R)，這在計(jì)算ΔpH時(shí)，上下式可抵消，即只要校準(zhǔn)是在阻抗條件下進(jìn)行的，則測(cè)量也能得到準(zhǔn)確值


您意見(jiàn)如何？

回復(fù) 8# 劉彥剛


    這次終于明白了輸入電流的意義，謝謝！記得沒(méi)錯(cuò)的話，在電計(jì)部分的電路圖除了有一內(nèi)在r外，還有一個(gè)電容器

    當(dāng)初沒(méi)弄明白電容器的意義，現(xiàn)在有點(diǎn)明白了。是不是在零電壓時(shí)，輸入阻抗時(shí)，引起電容器上電荷轉(zhuǎn)移產(chǎn)生電流？就如您說(shuō)的，電流和電壓存在誰(shuí)先產(chǎn)生的問(wèn)題。

回復(fù) 9# ofooo


    是哦！如果真的只有純電阻的話，就不能稱為阻抗了！

回復(fù) 1# 劉彥剛


    測(cè)量純水，考慮對(duì)純水溶液的溫度系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。

請(qǐng)問(wèn)樓上的老師，酸度計(jì)檢定中高阻不合格，那在客戶實(shí)際使用時(shí)有何影響？

劉彥剛 發(fā)表于 2010-5-3 10:42
回復(fù) 7# ofooo

大神啊，理解的很深?yuàn)W，學(xué)習(xí)了

感謝各位大神的指導(dǎo)