基于高集成度电化学方案的气体与水质检测( 二 ) 企查查数据显示

pH值是衡量水溶液中氢离子和氢氧化物离子相对量的一项指标，是常用的水质监测测量方法。pH探针是由玻璃电极和参考电极组成的电化学传感器。将pH探针插入溶液中时，测量电极会产生一个电压，该电压取决于溶液的氢离子活性，然后该电压与内部参比电极的电位进行比较。将pH探针插入溶液中时，测量电极会产生一个电压，该电压取决于溶液的氢离子活性，然后该电压与内部参比电极的电位进行比较。温度变化也可能改变测量电极的灵敏度，进而引起测量误差。该误差是可预测的，并且可通过全温度范围内的探针校准和后续测量期间的温度校正来解决。温度传感器通常集成到pH探针中。温度传感器可以是负温度系数(NTC)热敏电阻或RTD ，如PT100或PT1000 。

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液体PH值测试电路设计
解决电化学传感器检测挑战的高集成度平台方案
环境监测中无论是气体监测还是水质监测，我们常用到的是电化学传感器方案，例如在水质检测应用中，用于测量PH、电导率、ORP等指标的传感器都属于电化学传感器。过去的传感器探查技术已在电化学领域使用了数十年，但这些测量所需的设备通常很昂贵且笨重，使用这种设备根本无法测试现场部署的大量气体或液体传感器。为了实现远程内置传感器健康状况分析，必须将诊断特性直接集成为信号链的一部分。借助集成的诊断功能，可以在无需人工干预的情况下自动测试传感器。
为解决上述挑战，并让客户设计出更智能、更精确、更具竞争力的气体检测系统， ADI公司推出了一种针对气体检测和水分析应用的单芯片电化学测量系统，即其超低功耗混合信号微控制器`ADuCM355 。
ADuCM355集成了两个电化学测量通道，一个用于传感器诊断的阻抗测量引擎，以及一个用于运行用户应用程序和传感器诊断补偿算法的超低功耗混合信号微控制器。作为一个高度集成的片内测量系统，其中包括：
?一个16位400 kSPS ADC
?两个双输出DAC ，用于产生电化学电池的偏置电压
?两个带TIA放大器的超低功耗、低噪声恒电位仪
?一个具有高速TIA的高速12位DAC
?支持诊断测量的模拟硬件加速器（波形发生器、数字傅立叶变换模块和数字滤波器）
?内部温度传感器
?26 MHz ARM Cortex-M3微控制器

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ADuCM355的简化功能框图
ADuCM355提供了克服电化学气体检测技术挑战的手段。两个测量通道不仅支持最常见的3电极气体传感器，还支持4电极传感器配置。第四个电极既可用于诊断目的，也可以在双重气体传感器中用作第二目标气体的工作电极。任一恒电位仪也可以配置为休眠模式以降低功耗，同时保持传感器偏置电压，从而减少传感器在正常运行之前可能需要的稳定时间。模拟硬件加速器模块支持传感器诊断测量，例如电化学阻抗谱和计时安培分析法。集成的微控制器可用于运行补偿算法、存储校准参数以及运行用户应用程序。
【基于高集成度电化学方案的气体与水质检测】来源：电子工程世界