15.4 Составление измерительной системы

Электрическая цепь из стеклянного (СЭ) и каломельного вспомогательного (КЭ) показана на рисунке 197.

Рисунок 198 – Электрическая цепь измерительной ячейки pH - метра

Внутри стеклянного электрода помещается вспомогательный контактный электрод, чаще всего хлорсеребряный, служащий для создания электрической цепи ячейки. Таким образом, электрическая цепь измерительной ячейки складывается из нескольких самостоятельных элементов, каждый из которых влияет на величину ее суммарной ЭДС:

где - разность потенциалов на границе ртуть - каломель во вспомогательном каломельном электроде, - диффузионный потенциал на границе между контролируемым раствором и вспомогательным электродом, - разность потенциалов между контролируемым раствором и наружной поверхностью стеклянной мембраны электрода, являющаяся функцией измеряемой величины ; - разность потенциалов между внутренней поверхностью измерительной стеклянной мембраны и раствором соляной кислоты, залитым в корпус стеклянного электрода; - разность потенциалов между серебром и хлористым серебром у вспомогательного контактного электрода.

, (333)

где

Величина является функцией от активных ионов

Системы из измерительного и вспомогательного электродов совместно с арматурой подразделяют на

1. проточные – для измерения pH в потоке (трубопроводе)

2. погружные – для измерения pH в оборудовании (ёмкости)

Экзаменационный билет № 2

1. Схемы включения тензорезисторов.

В варианте использования транзистора для измерения механических величин он наклеивается на упругий элемент и вкупе с ним являет собой первичный преобразователь деформации (сил, давлений, ускорений, перемещений).

Одна из распространенных форм упругого элемента – упругая балка. Последняя представляет собой пластину, один конец которой жестко крепится к корпусу прибора (имеет жесткую заделку), а ко второму прикладывается измеряемое усилие возможно через посредство ряда механических жестких (по сравнению с тензобалкой) элементов. Возможен вариант тензобалки с двумя опорами на концах. В этом случае усилие прикладывается в промежутке между опорами. Обязательным требованием является работа тензобалки в упругой области во всем диапазоне изменения измеряемой величины. Тензорезисторы приклеиваются на тензобалку в области максимальной чувствительности системы.

	Вид А
а)	б)
1 – упругий элемент; 2 – корпус прибора Рисунок 20 – Одноопорная балка: а) вид сбоку б) вид сверху

На рисунке 20 показана одноопорная балка, на которую наклеены четыре тензорезистора. К концу балки прикладывается усилие Р, при этом сопротивления и увеличиваются, а и - уменьшаются.

Данную балку можно представить в виде схемы моста следующего вида:

Рисунок 21

Будем считать, что в недеформированном состоянии . Такое допущение оправдано, так как обычно на один упругий элемент наклеивают тензорезисторы из одной партии и из одной упаковки. В пределах одной партии характеристики тензорезисторов характеризуются небольшим разбросом. Напряжение на выходе моста можно представить как разность потенциалов точек 2 и 4 относительно одной из точек 1 или 3. В качестве опорной точки возьмем точку 1 и примем ее потенциал за нулевой, тогда:

(89)

(90)

(91)

Из схемы видно, что

Тогда

, (92)

где - напряжение питания.

(93)

, (94)

где - коэффициент тензочувствительности

(95)