CN110530953A - 测定装置以及测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及测定装置和测定方法。在具备离子感应元件的测定装置中，抑制漂移现象所引起的输出变动。测定装置包含：离子感应元件；参照电极，其以在与离子感应元件之间夹设测定对象物的状态而配置；以及控制部，其按每规定期间形成使电流流过离子感应元件的第一状态，并在形成了第一状态之后到下一次形成第一状态为止的各期间内，形成使离子感应元件与参照电极之间的电位差比第一状态下的离子感应元件与参照电极之间的电位差大的第二状态。

Description

测定装置以及测定方法

技术领域

本发明涉及具备离子感应元件的测定装置以及测定方法。

背景技术

作为具备离子感应元件的测定装置涉及的技术，已知有以下的技术。例如，在专利文献1记载了具备：支承基板；多个单元，它们对检体的离子进行感应；多个晶体管，它们读出并转送与各单元感应出的离子量对应的信号；以及模拟/数字转换电路，其将从晶体管转送来的模拟信号转换为数字的离子传感器。

另外，在非专利文献1记载了作为离子感应元件的ISFET(Ion Sensitive FieldEffect Transistor：离子感应性场效应晶体管)中的漂移补偿技术。

专利文献1：日本特开2017－110978号公报

非专利文献1：IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS，VOL.34，NO.3，MARCH2013 DavidWelch，Sahil Shah，Sule Ozev，and Jennifer Blain Christen“Experimental andSimulated Cycling of ISFET Electric Fields for Drift Rese”

具备离子感应元件的测定装置输出表示作为表示测定对象的酸性或者碱性的程度的物理量的氢离子指数(以下称为pH值)的电信号。在具备离子感应元件的测定装置中，输出随着时间经过而变动的漂移现象成为问题。

图1是表示在使用具备了ISFET的测定装置来测定pH6.86的标准液的pH值的情况下的、输出电压的从初始值开始的变动量ΔVo的时间推移的一个例子的图表。如图1所示，在具备ISFET的测定装置中，虽然测定对象的pH值恒定，但测定装置的输出随着时间经过变动。将该现象称为漂移现象。

具备离子感应元件的测定装置例如被用作用于获取在农场管理中重要的土壤环境信息的土壤传感器。作为土壤传感器的利用方式，例如假定将土壤传感器埋设于土壤，定期地获取土壤的pH值，并通过无线通信将获取的数据发送给网络上的服务器这样的IoT(Internet of Things：物联网)土壤环境监视。在假定这样的利用方式的土壤传感器中，要求遍及在长期间(例如一年)，持续地定期测定准确的pH值，所以希望消除漂移现象所引起的输出变动的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述的点而完成的，目的在于在具备离子感应元件的测定装置中，抑制漂移现象所引起的输出变动。

本发明所涉及的测定装置包含：离子感应元件；参照电极，其以在与上述离子感应元件之间夹设测定对象物的状态进行配置；以及控制部，其按每规定期间形成使电流流过上述离子感应元件的第一状态，并在形成了上述第一状态之后到下一次形成上述第一状态为止的各期间内，形成使上述离子感应元件与上述参照电极之间的电位差比上述第一状态下的上述离子感应元件与上述参照电极之间的电位差大的第二状态。

本发明所涉及的测定方法是使用包含离子感应元件和以在与上述离子感应元件之间夹设测定对象物的状态而配置的参照电极的测定装置测定上述测定对象物的特性的测定方法，按每规定期间形成使电流流过上述离子感应元件的第一状态，并在形成了上述第一状态之后到下一次形成上述第一状态为止的各期间内，形成使上述离子感应元件与上述参照电极之间的电位差比上述第一状态下的上述离子感应元件与上述参照电极之间的电位差大的第二状态。

根据本发明，在具备离子感应元件的测定装置中，起到能够抑制漂移现象所引起的输出变动这样的效果。

附图说明

图1是表示使用具备ISFET的测定装置对测定对象的pH值进行测定的情况下的、输出电压从初始值开始的变动量的时间推移的一个例子的图表。

图2是表示本发明的实施方式所涉及的测定装置的构成的一个例子的剖视图。

图3是表示本发明的实施方式所涉及的测定装置的电构成的一个例子的图。

图4A是表示本发明的实施方式所涉及的测定对象的测定状态的一个例子的图。

图4B是表示本发明的实施方式所涉及的测定装置1的更新状态的一个例子的图。

图5是表示本发明的实施方式所涉及的控制部的硬件构成的一个例子的图。

图6是表示本发明的实施方式所涉及的测定处理的流程的一个例子的流程图。

图7A是表示本发明的实施方式所涉及的测定时序的一个例子的图。

图7B是表示本发明的实施方式所涉及的测定时序的其它的例子的图。

图8是表示在本发明的实施方式所涉及的测定装置中，对测定对象的pH值进行测定时的输出电压的从初始值开始的变动量的时间推移的一个例子的图表。

图9是表示本发明的实施方式所涉及的测定处理的流程的一个例子的流程图。

图10A是表示本发明的实施方式所涉及的测定时序的一个例子的图。

图10B是表示使更新期间为固定期间的情况下的测定时序的一个例子的图。

图11是表示本发明的实施方式所涉及的测定装置的电构成的一个例子的图。

图12是表示本发明的实施方式所涉及的控制部的硬件构成的一个例子的图。

图13是表示本发明的实施方式所涉及的表格的构成的一个例子的图。

图14是表示本发明的实施方式所涉及的测定处理的流程的一个例子的流程图。

图15是表示本发明的实施方式所涉及的测定装置的构成的一个例子的剖视图。

图16是表示本发明的实施方式所涉及的测定装置的电构成的一个例子的图。

图17是表示本发明的实施方式所涉及的测定处理的流程的一个例子的流程图。

图18是表示本发明的实施方式所涉及的表格的构成的一个例子的图。

图19是表示测定对象的温度与漂移现象所引起的输出电压的每单位时间的变动量的关系的一个例子的图表。

附图标记说明

1、1A、1B…测定装置，20…参照电极，30…ISFET，31…离子感应膜，41…控制部，43、44…电源，45…电流源，50A、50B…开关，60…温度传感器，100…测定对象，401…CPU，407…测定程序。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式的一个例子进行说明。此外，在各附图中对相同或者等效的构成要素以及部分附加相同的参照附图标记。

[第一实施方式]

图2是表示本发明的实施方式所涉及的测定装置1的构成的一个例子的剖视图。测定装置1具有输出表示测定对象的pH值的电信号的功能。

测定装置1具有收纳在框体10的内部的参照电极20。参照电极20通过包含收纳内部液21的容器22、设置在容器22的前端的液络部23、以及其一部分浸渍到容器22内的内部液21的内部电极24而构成。作为内部液21，例如能够使用氯化钾(KCl)溶液或者氯化钠(NaCl)溶液。液络部23例如由多孔质的玻璃构成。收纳在容器22内的内部液21从液络部23渗出到测定装置1的外部。内部电极24例如通过包含银(Ag)或者氯化银(AgCl)而构成。

测定装置1具有安装于框体10的传感器基板25，在传感器基板25上设置有作为离子感应元件的一个例子的ISFET30。ISFET30具备离子感应膜31(参照图3)，通过根据测定对象的离子活度产生的离子感应膜31的表面电位控制漏极－源极间电流。

在容器22的上面安装有控制基板40。在控制基板40搭载有控制部41、模拟数字转换器42、电源43、44等。内部电极24贯通控制基板40，且其前端部到达控制基板40的上面。

图3是表示测定装置1的电构成的一个例子的图。测定装置1对测定对象100的pH值的测定在使参照电极20和ISFET30的离子感应膜31与测定对象100接触的状态下进行。参照电极20与电源43连接，在参照电极20经由内部电极24施加有从电源43输出的参照电压Vr。

在ISFET30的源极－漏极间设置有开关50A。通过使开关50A为接通状态，ISFET30的源极－漏极间短路，通过使开关50A为断开状态，开放ISFET30的源极－漏极间。在ISFET30的漏极连接有开关50B。开关50B有选择地将ISFET30的漏极与电源44或者地线连接。在ISFET30的源极连接有电流源45以及模拟数字转换器42。

控制部41通过输出控制信号Sc，进行开关50A以及50B的切换控制以及电流源45的接通断开控制。此外，开关50A、50B以及电流源45搭载于传感器基板25或者控制基板40的任意一个。另外，连接图3所示的各构成要素的布线由形成在传感器基板25以及控制基板40的导体图案(未图示)、以及连接传感器基板25与控制基板40的线束等构成。

图4A是表示对测定对象100的pH值进行测定的情况下的、测定装置1的状态(以下，称为测定状态)的一个例子的图。控制部41通过使开关50A为断开状态，将开关50B切换为电源44侧，并使电流源45为接通状态，来使测定装置1的状态为测定状态。另外，在测定状态下在参照电极20施加有从电源43输出的参照电压Vr。在测定状态下，若经由参照电极20对测定对象100施加参照电压Vr，则测定对象100所包含的氢离子(H⁺)聚集到ISFET30的离子感应膜31的表面。由此，离子感应膜31的表面电位成为与测定对象100的pH值对应的大小，而在ISFET30流过测定电流Im。其结果，ISFET30的源极电压的电平成为与测定对象100的pH值对应的电平。ISFET30的源极电压通过模拟数字转换器42将表示测定对象100的pH值的输出电压Vo转换为数字值并从输出端子46输出。控制部41通过按每规定期间，形成图4A所示的测定状态，进行按每规定期间测定测定对象100的pH值的控制。此外，只要在测定状态下，形成在ISFET30流过测定电流Im，从而能够得到与测定对象100的pH值对应的输出的状态即可，测定状态下的电路连接的方式并不限定于图4A。

这里，在具备ISFET30的测定装置1中，输出电压Vo随着时间经过变动的漂移现象(参照图1)成为问题。由于离子感应膜31的表面电位的变化持续而产生漂移现象。因此，在测定装置1中，通过使离子感应膜31的表面电位更新为初始状态来缓和漂移现象的影响。

图4B是表示使离子感应膜31的表面电位更新的情况下的测定装置1的状态(以下，称为更新状态)的一个例子的图。控制部41通过使开关50A为接通状态，将开关50B切换为地线侧，并使电流源45为断开状态，来使测定装置1的状态为更新状态。在更新状态下，对参照电极20施加有与测定状态下的电平相同的电平的参照电压Vr。在更新状态下，ISFET30的源极和漏极的电位成为地线电位，所以ISFET30与参照电极20之间的电位差比测定状态下的ISFET30与参照电极20之间的电位差高。其结果，离子感应膜31的表面电位被更新为初始状态，抑制漂移现象所引起的输出电压Vo的变动。此外，只要在更新状态下，形成ISFET30与参照电极20之间的电位差比测定状态下的ISFET30与参照电极20之间的电位差大的状态即可，更新状态下的电路连接的方式并不限定于图4B所示的方式。

图5是表示控制部41的硬件构成的一个例子的图。控制部41例如由微型计算机构成，通过包含CPU(Central Processing Unit：中央处理器)401、作为暂时存储区域的主存储装置402、非易失性的辅助存储装置403、受理来自外部的信号的接口部(I/F部)404、以及输出控制信号Sc的输出部405而构成。CPU401、主存储装置402、辅助存储装置403、I/F部404以及输出部405分别与总线406连接。在辅助存储装置403储存有记述了测定装置1中的测定处理的顺序的测定程序407。控制部41通过由CPU401执行测定程序407来进行测定处理。

图6是表示在进行测定对象100的pH值的测定的情况下，在控制部41中实施的测定处理的流程的一个例子的流程图。

在步骤S1中，控制部41通过使开关50A为断开状态，将开关50B切换到电源44侧，并使电流源45为接通状态，来形成测定状态(参照图4A)。由此，表示测定对象100的pH值的输出电压Vo被模拟数字转换器42转换为数字值并从输出端子46输出。

在步骤S2中，控制部41判定测定对象100的pH值的测定是否完成。控制部41在判定为测定对象100的pH值的测定完成的情况下，使处理移至步骤S3。

在步骤S3中，控制部41通过使开关50A为接通状态，将开关50B切换到地线侧，并使电流源45为断开状态，来形成更新状态(参照图4B)。在更新状态下，ISFET30与参照电极20之间的电位差比测定状态下的ISFET30与参照电极20之间的电位差高。其结果，离子感应膜31的表面电位被更新为初始状态，抑制漂移现象所引起的输出电压Vo的变动。

在步骤S4中，控制部41判定是否从形成更新状态开始经过了规定期间。形成更新状态所带来的输出电压Vo的变动的抑制效果根据更新状态的持续期间(以下，称为更新期间)而变化。上述规定期间被设定为能够得到充分抑制输出电压Vo的变动的效果的期间。控制部41若判定为从形成更新状态开始经过了规定期间，则使处理返回到步骤S1。

图7A是表示实施了图6所示的测定处理的情况下的测定时序的一个例子的图。根据本实施方式所涉及的测定处理，按每规定期间形成测定状态，测定对象100的pH值的测定按每规定期间进行。另外，在形成了测定状态之后到下一次形成测定状态为止的各期间内，形成更新状态。即，在测定后并在开始下一次测定之前，更新离子感应膜31的表面电位。因此，在下一次测定中，能够在缓和了漂移现象的影响的状态下进行测定对象100的pH值的测定。

图8是表示在测定装置1中，测定了pH6.86的标准液的pH值的情况下的、输出电压Vo的从初始值开始的变动量ΔVo的时间推移的一个例子的图表。在图8中，实线与实施了图6所示的测定处理的情况，即与在测定后并在下一次测定之前形成更新状态的情况对应，虚线是比较例，与不形成更新状态的情况对应。在不形成更新状态的情况下，输出电压Vo的变动量ΔVo随着时间经过而增大。另一方面，根据本发明的实施方式所涉及的测定装置1，在形成了测定状态之后到下一次形成测定状态为止的各期间内，形成更新状态，所以在测定前更新离子感应膜31的表面电位。由此，能够减小随着时间经过的输出电压Vo的变动量ΔVo。即，根据测定装置1，能够抑制漂移现象所引起的输出变动。

图7B是表示测定时序的其它的例子的图。如图7B所示，也可以使到即将开始测定为止的规定期间为更新期间。即，控制部41也可以在到即将形成测定状态为止的规定期间形成更新状态。在测定装置1中，从解除更新状态到移至测定状态为止的期间为待机状态。在待机状态下，ISFET30的源极和漏极以及参照电极20从电路断开，分别成为浮置状态。在该待机状态下，输出电压Vo的变动也由于漂移现象而发展。另外，该待机状态的持续期间(以下，称为待机期间)越长，输出电压Vo的变动量越大。如图7B所示，通过使到即将开始测定为止的规定期间为更新期间，与将上述的规定期间作为待机期间的情况相比较，能够抑制输出电压Vo的变动。

本发明的实施方式所涉及的测定装置1例如能够用作用于获取土壤环境信息的土壤传感器。在使用测定装置1作为土壤传感器的情况下，测定装置1被埋设于土壤，并定期地获取土壤的pH值。也可以由测定装置1获取的数据通过搭载于测定装置1的通信模块(未图示)，通过无线通信发送给网络上的服务器。根据测定装置1，能够抑制漂移现象所引起的输出变动，所以能够在长期间(例如一年)持续地测定准确的pH值。

[第二实施方式]

图9是表示在控制部41中实施的本发明的第二实施方式所涉及的测定处理的流程的一个例子的流程图。

在步骤S11中，控制部41获取对测定对象100的pH值进行测定的测定间隔。测定间隔相当于在形成了测定状态之后到下一次形成测定状态为止的期间。测定间隔记述于测定程序407，控制部41通过将测定程序407展开在主存储装置402，获取测定间隔。此外，控制部41也可以获取通过用户操作输入的测定间隔。

在步骤S12中，控制部41基于在步骤S11中获取的测定间隔，导出更新期间的长度。控制部41以更新期间限制在相当于测定间隔的期间内的方式导出更新期间的长度。例如，控制部41也可以以相对于测定间隔的更新期间的比例成为规定值的方式导出更新期间的长度。另外，控制部41也可以以在更新期间的结束后到开始下一次测定为止的期间比规定期间短的方式导出更新期间的长度。控制部41也可以参照按照测定间隔记录了测定间隔与更新期间的组合的表格，来导出与测定间隔对应的更新期间的长度。

在步骤S13中，控制部41通过使开关50A为断开状态，将开关50B切换到电源44侧，并使电流源45为接通状态，来形成测定状态(参照图4A)。由此，表示测定对象100的pH值的输出电压Vo被模拟数字转换器42转换为数字值并从输出端子46输出。

在步骤S14中，控制部41判定测定对象100的pH值的测定是否完成。控制部41在判定为测定对象100的pH值的测定完成的情况下，使处理移至步骤S15。

在步骤S15中，控制部41通过使开关50A为接通状态，将开关50B切换到地线侧，并使电流源45为断开状态，来形成更新状态(参照图4B)。在更新状态下，ISFET30与参照电极20之间的电位差比测定状态下的ISFET30与参照电极20之间的电位差高。其结果，离子感应膜31的表面电位被更新为初始状态，抑制漂移现象所引起的输出电压Vo的变动。

在步骤S16中，控制部41判定从形成更新状态开始是否经过了在步骤S12中导出的长度的更新期间。控制部41若判定为经过了更新期间，则使处理返回到步骤S13。

图10A是表示实施了图9所示的测定处理的情况下的测定时序的一个例子的图。根据本实施方式所涉及的测定处理，与第一实施方式所涉及的测定处理相同，按每规定期间形成测定状态，对象100的pH值的测定按每规定期间进行。另外，在形成了测定状态之后到下一次形成测定状态为止的各期间内，形成更新状态。另外，根据本实施方式所涉及的测定处理，基于测定间隔决定更新期间的长度。

这里，图10B是表示使更新期间为固定期间的情况下的测定时序的一个例子的图。在使更新期间为固定期间的情况下，在测定间隔比较长的情况下，如图10B所示，有在更新期间的结束后到开始下一次测定为止的待机期间比较长的情况。该情况下，如上述那样，由于漂移现象所引起的输出电压Vo的变动在待机期间也发展，所以有损害更新效果的顾虑。另一方面，根据本实施方式所涉及的测定处理，由于基于测定间隔决定更新期间的长度，所以能够缩短待机期间。因此，能够抑制在更新期间的结束后到下一次开始测定为止的期间内的输出电压Vo的变动的发展。

[第三实施方式]

图11是表示本发明的第三实施方式所涉及的测定装置1A的电构成的一个例子的图。测定装置1A使电源43的输出电压可变，由此，使施加给参照电极20的参照电压Vr可变。参照电压Vr的电平被从控制部41输出的控制信号Sc控制。

图12是表示本发明的第三实施方式所涉及的控制部41的硬件构成的一个例子的图。在辅助存储装置403除了测定程序407之外还储存有表格408。

图13是表示表格408的构成的一个例子的图。表格408是将在更新状态下施加给参照电极20的参照电压Vr的电平与更新期间的长度建立对应关系进行记录的数据库。表格408构成为更新期间的长度越短，参照电压Vr的电平越高。

图14是表示在控制部41中实施的本发明的第三实施方式所涉及的测定处理的流程的一个例子的流程图。

在步骤S21中，控制部41获取对测定对象100的pH值进行测定的测定间隔。测定间隔相当于在形成测定状态之后到下一次形成测定状态为止的期间。

在步骤S22中，控制部41基于在步骤S21中获取的测定间隔，导出更新期间的长度。控制部41以更新期间的长度限制在相当于测定间隔的期间内的方式导出更新期间的长度。

在步骤S23中，控制部41参照表格408(参照图13)，导出与在步骤S22中导出的更新期间的长度对应的参照电压Vr的电平。

在步骤S24中，控制部41通过对电源43供给控制信号Sc，将参照电压Vr的电平控制为预先决定的测定用的标准电平。

在步骤S25中，控制部41通过使开关50A为断开状态，将开关50B切换到电源44侧，并使电流源45为接通状态，来形成测定状态(参照图4A)。由此，表示测定对象100的pH值的输出电压Vo被模拟数字转换器42转换为数字值并从输出端子46输出。

在步骤S26中，控制部41判定测定对象100的pH值的测定是否完成。控制部41在判定为测定对象100的pH值的测定完成的情况下，使处理移至步骤S27。

在步骤S27中，控制部41通过对电源43供给控制信号Sc，将参照电压Vr的电平控制为在步骤S23中导出的电平。

在步骤S28中，控制部41通过使开关50A为接通状态，将开关50B切换到地线侧，并使电流源45为断开状态，来形成更新状态(参照图4B)。由此，ISFET30的源极和漏极与地线电位连接，在参照电极20施加有在步骤S23导出的电平的参照电压Vr。在更新状态下，ISFET30与参照电极20之间的电位差比测定状态下的ISFET30与参照电极20之间的电位差高。其结果，离子感应膜31的表面电位被更新为初始状态，抑制漂移现象所引起的输出电压Vo的变动。ISFET30与参照电极20之间的电位差成为与参照电压Vr的电平对应的大小。

在步骤S29中，控制部41判定从形成更新状态开始是否经过了在步骤S22中导出的长度的更新期间。控制部41若判定为经过了更新期间，则使处理返回到步骤S24。

如以上那样，根据本发明的第三实施方式所涉及的测定处理，基于更新期间的长度，控制更新期间内的参照电压Vr的电平，即ISFET30与参照电极20之间的电位差。在更新期间，参照电压Vr的电平越高，即ISFET30与参照电极20之间的电位差越大，越促进漂移现象所引起的输出电压Vo的变动的抑制效果。

这里，假定在测定间隔比较短的情况下，难以确保足够缓和漂移现象的影响的长度的更新期间。根据本实施方式所涉及的测定处理，控制为更新期间的长度越短，更新期间内的参照电压Vr的电平越高。由此，即使在根据测定间隔而更新期间较短的情况下，也能够通过参照电压Vr的电平控制补偿输出电压Vo的变动的抑制效果。

此外，虽然在本实施方式中，例示了使用表格408进行更新期间内的参照电压Vr的电平的导出的情况，但并不限定于该方式。例如，也可以使用表示更新期间的长度与参照电压Vr的电平的关系的函数，来导出更新期间内的参照电压Vr的电平。另外，也可以控制为在基于测定间隔导出的更新期间在预先决定的下限期间以下的情况下，相对于标准电平提高更新期间内的参照电压Vr的电平。另外，虽然在本实施方式中，例示了基于根据测定间隔导出的更新期间，进行参照电压Vr的电平控制的情况，但也可以使更新期间固定并基于测定间隔进行参照电压Vr的电平控制。该情况下，优选控制为测定间隔越短，参照电压Vr的电平越高。

[第四实施方式]

图15是表示本发明的第四实施方式所涉及的测定装置1B的构成的一个例子的剖视图。图16是表示测定装置1B的电构成的一个例子的图。测定装置1B具备温度传感器60。如图15所示，温度传感器60在传感器基板25上，设置为与ISFET30相邻。在使参照电极20、离子感应膜31、以及温度传感器60与测定对象100接触的状态下进行通过测定装置1B的pH值的测定。温度传感器60检测测定对象100的温度，并将表示检测出的温度的温度检测信号Dt供给至控制部41。

图17是表示在控制部41中的实施的本发明的第四实施方式所涉及的测定处理的流程的一个例子的流程图。

在步骤S31中，控制部41获取对测定对象100的pH值进行测定的测定间隔。测定间隔相当于在形成测定状态之后到下一次形成测定状态为止的期间。

在步骤S32中，控制部41获取从温度传感器60输出的温度检测信号Dt。温度检测信号Dt经由I/F部404输入到CPU401(参照图12)。

在步骤S33中，控制部41基于在步骤S31获取的测定间隔、以及在步骤S32获取的温度检测信号Dt所示出的测定对象100的温度，导出更新期间的长度以及更新期间内的参照电压Vr的电平。控制部41也可以例如参照图18所示的表格409导出更新期间的长度以及更新期间内的参照电压Vr的电平。表格409是将更新期间的长度以及更新期间内的参照电压Vr的电平的组合与测定间隔以及测定对象100的温度的组合建立对应关系进行记录的数据库。表格409构成为测定对象100的温度越高，更新期间的长度越长，并且参照电压Vr的电平越高。另外，表格409构成为测定间隔越长，更新期间的长度越长。表格409储存于构成控制部41的微型计算机的辅助存储装置403(参照图12)。

在步骤S34中，控制部41通过对电源43供给控制信号Sc，将参照电压Vr的电平控制为预先决定的测定用的标准电平。

在步骤S35中，控制部41通过使开关50A为断开状态，将开关50B切换到电源44侧，并使电流源45为接通状态，来形成测定状态(参照图4A)。由此，表示测定对象100的pH值的输出电压Vo被模拟数字转换器42转换为数字值并从输出端子46输出。

在步骤S36中，控制部41判定测定对象100的pH值的测定是否完成。控制部41在判定为测定对象100的pH值的测定完成的情况下，使处理移至步骤S37。

在步骤S37中，控制部41通过对电源43供给控制信号Sc，将参照电压Vr的电平控制为在步骤S33中导出的电平。

在步骤S38中，控制部41通过使开关50A为接通状态，将开关50B切换到地线侧，并使电流源45为断开状态，来形成更新状态(参照图4B)。由此，在ISFET30的源极和漏极连接有地线电位，在参照电极20施加有在步骤S33中导出的电平的参照电压Vr。在更新状态下，ISFET30与参照电极20之间的电位差比测定状态下的ISFET30与参照电极20之间的电位差高。其结果，离子感应膜31的表面电位被更新为初始状态，抑制漂移现象所引起的输出电压Vo的变动。ISFET30与参照电极20之间的电位差成为与参照电压Vr的电平对应的大小。

在步骤S39中，控制部41判定从形成更新状态开始是否经过了在步骤S33中导出的长度的更新期间。控制部41若判定为经过了更新期间，则使处理返回到步骤S34。

图19是表示测定对象100的温度与漂移现象所引起的输出电压Vo的每个单位时间的变动量ΔVo的关系的一个例子的图表。如图19所示，本发明者们明确漂移现象所引起的输出电压Vo的每个单位时间的变动量ΔVo相对于测定对象100的温度上升以指数函数的方式增加。因此，在假设不考虑测定对象100的温度，而设定了更新期间的长度以及参照电压Vr的电平的情况下，有不能够充分地抑制漂移现象所引起的输出电压Vo的变动的情况。根据本实施方式所涉及的测定装置1B，由于控制为测定对象100的温度越高，更新期间的长度越长并且参照电压Vr的电平越高，所以能够有效地抑制漂移现象所引起的输出电压Vo的变动。

此外，虽然在本实施方式中，例示了使用表格409进行更新期间内的参照电压Vr的电平的导出的情况，但并不限定于该方式。例如，也可以使用表示更新期间的长度、温度以及参照电压Vr的电平的关系的函数，导出更新期间内的参照电压Vr的电平。另外，也可以控制为在基于测定间隔和温度导出的更新期间在预先决定的下限期间以下的情况下，相对于标准电平提高更新期间和温度下的参照电压Vr的电平。另外，虽然在本实施方式中，例示了基于根据测定间隔和温度导出的更新期间，进行参照电压Vr的电平控制的情况，但也可以使更新期间固定并基于测定间隔和温度进行参照电压Vr的电平控制。该情况下，优选控制为测定间隔越短，或者温度越高，参照电压Vr的电平越高。

此外，测定状态是本发明中的第一状态的一个例子。更新状态是本发明中的第二状态的一个例子。相当于测定间隔的期间是本发明中的第一期间的一个例子。更新期间是本发明中的第二期间的一个例子。

Claims (7)

1.一种测定装置，其中，包含：

离子感应元件；

参照电极，其以在与上述离子感应元件之间夹设测定对象物的状态而配置；以及

控制部，其按每规定期间形成使电流流过上述离子感应元件的第一状态，并在形成了上述第一状态之后到下一次形成上述第一状态为止的各期间内，形成使上述离子感应元件与上述参照电极之间的电位差比上述第一状态下的上述离子感应元件与上述参照电极之间的电位差大的第二状态。

2.根据权利要求1所述的测定装置，其中，

上述控制部遍及在到即将形成上述第一状态为止的规定期间，形成上述第二状态。

3.根据权利要求1或者权利要求2所述的测定装置，其中，

上述控制部基于在形成了上述第一状态之后到下一次形成上述第一状态为止的期间亦即第一期间的长度，控制维持上述第二状态的期间亦即第二期间的长度。

4.根据权利要求3所述的测定装置，其中，

上述控制部基于上述第一期间的长度或者上述第二期间的长度，控制在上述第二期间中施加给上述参照电极的电压的电平。

5.根据权利要求3或者权利要求4所述的测定装置，其中，

还包含温度传感器，

上述控制部基于上述第一期间的长度以及通过上述温度传感器检测出的温度，控制上述第二期间的长度以及在上述第二期间中施加给上述参照电极的电压的电平。

6.根据权利要求1～5中任意一项所述的测定装置，其中，

上述离子感应元件是离子感应性场效应晶体管。

7.一种测定方法，是使用包含离子感应元件和以在与上述离子感应元件之间夹设测定对象物的状态而配置的参照电极的测定装置测定上述测定对象物的特性的测定方法，其中，

按每规定期间形成使电流流过上述离子感应元件的第一状态，并在形成了上述第一状态之后到下一次形成上述第一状态为止的各期间内，形成使上述离子感应元件与上述参照电极之间的电位差比上述第一状态下的上述离子感应元件与上述参照电极之间的电位差大的第二状态。