рН метрия, програмная составляющая процесса

[pimass]

И так, в свете темы Тема для "Чуваков с паяльниками в одном месте" (с) Hippo был собран вот такой

рН усилитель для работы с микроконтроллером Arduino, да и все бы хорошо, кроме одного момента, экземпляр рабочий, но момент калибровки удручает, калибровка производится с помощью дух подстроечных резисторов. На сколько мне известно, в том же контроллере Юсупова, калибровка производится автоматически. Кто может надоумить, логикой этого процесса.

Буду весьма признателен всем принявшим участие в обсуждении.

[Xимик_UA]

Математика простая - точка 1 - х1 мВ - у1 рН, точка 2 - х2 мВ - у2 рН - линейная зависимость...
При калибровке по 3 точкам - полином...

[pimass]

Xимик_UA, То есть при калибровке по двум точкам, по сути пропорция? если рН=4, выход на ноге =5вольт? так получается? Самый главный вопрос, на сколько я понимаю при старении электрода, его показатели на выходе меняются, относительно исходных? Соответственно как учесть старение электрода как таковое?

[Xимик_UA]

pimass, В идеале калибровка - характеристика электродов, а не усилителя... потому рН4 - 5В - ни о чем не говорят.

[pimass]

Xимик_UA, Хорошо, а как тогда это можно оформить программно? Не могу уловить суть процесса

[Xимик_UA]

pimass, Перед усилителем есть напряжение - около 100-300 мв, наклон прямой - 55-60 мВ/рН, если усиление линейное - просто вводите коэффициент... Впрочем, в части электроники я не силен - получил 300мВ - рН1, 200 мВ - рН2 - какнить в Екселе разберусь... а механизм получения этой циферки в мВ - интересует слабо - есть КИПовцы для этого...

[sae74]

Xимик_UA, Как пересчитать мВ в ПШ с учетом коэффициента усиления я понял.
Но вопрос такой: как использовать поправочные значения при калибровки и как их вычислить? Что бы не крутить резисторы подстроечные.

[Володя Череп]

Допис від sae74

как использовать поправочные значения при калибровки и как их вычислить?

Допис від Xимик_UA

Математика простая - точка 1 - х1 мВ - у1 рН, точка 2 - х2 мВ - у2 рН - линейная зависимость...

Пусть y1 и y2 - заранее известные значения pH двух калибровочных растворов, а x1 и x2 - ЭДС электрода в милливольтах при погружении электрода в эти растворы. Тогда коэффициенты можно рассчитать по формулам:
k1 = (x2 - x1) / (y1 - y2)
k2 = k1 * y1 + x1

После вычисления коэффициентов k1 и k2 можно определить pH любого другого раствора. Пусть x - ЭДС электрода в милливольтах при погружении электрода в этот раствор. Тогда
pH = (k2 - x) / k1

В случае использования нового исправного электрода и растворов комнатной температуры значение k1 должно находиться в диапазоне 55-60.

Вместо ЭДС электрода в милливольтах можно использовать напряжение на выходе усилителя или значение регистра АЦП, но в этих случаях значение k1 будет лежать в другом диапазоне.

[sae74]

Володя Череп, Это уже открыло мне глаза! Спасибо!

[Xимик_UA]

Если учитывать поправку на температуру, то зависимость будет немного сложнее. Пример, для электрода с изопотенциальной точкой 4,25рН (изопотенциальная точка - значение рН, при котором потенциал электрода не зависит от температуры)