工业pH测量与控制中的电气干扰



pH值看似简单。但是,为了可靠的阅读,需要考虑许多因素。pH电极最重要的特性是其非常高的阻抗,约为109欧姆。嘈杂的工厂环境以及电极和控制器之间的距离过长会加剧这种情况。

典型的pH测量设备通常配置为以单端模式(也称为非对称模式)运行。这意味着参考电极将连接到放大器的接地电位。只要环境在电子上无噪音,此配置就可以很好地工作。在工业环境中不是这种情况。很常见的是,pH控制器的读数会突然波动,甚至达到超量程或超量程条件。例如,当混合电机打开时,就会出现这种情况。旧的泄漏电动机可能会将1到2伏的电干扰注入到要监视其pH值的液体中。pH和参比电极都会吸收这种常见的噪声信号。由于在非对称模式下 如果参比电极接地,则电噪声仅存在于pH电极上。该噪声将与pH信号一起放大,从而导致读数波动。如果电噪声来自直流电源(通常类似于电镀槽中的电源),那么问题就不会是读数波动大而稳定但值不正确的问题。

解决此问题的一种简单方法是将输入重新配置为浮动差分模式。换句话说,不要将参比电极接地。因此,pH和参比电极上均会出现电干扰。因此,它成为共模信号,因此很容易被运算放大器拒绝。然而,这导致必须使用通常称为电势匹配引脚的附加接地电极。
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