JPS6210382B2 - - Google Patents
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- JPS6210382B2 JPS6210382B2 JP54070490A JP7049079A JPS6210382B2 JP S6210382 B2 JPS6210382 B2 JP S6210382B2 JP 54070490 A JP54070490 A JP 54070490A JP 7049079 A JP7049079 A JP 7049079A JP S6210382 B2 JPS6210382 B2 JP S6210382B2
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- adder
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- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000001139 pH measurement Methods 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
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- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
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- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は温度表示部を具備するPH測定装置に関
する。
する。
周知のように、ガラス電極法によるPH測定にお
いて、被測定液のPHに対応する膜起電力は温度の
関数であるので、PH測定装置に温度補償手段を具
備する必要がある。
いて、被測定液のPHに対応する膜起電力は温度の
関数であるので、PH測定装置に温度補償手段を具
備する必要がある。
一方、PH測定に際し、被測定液の温度も測定し
たいという要望が強く出されている。
たいという要望が強く出されている。
そこで、本発明の第１の目的は、温度表示部を
具備するPH測定装置を提供するにある。
具備するPH測定装置を提供するにある。
本発明の第２の目的は、PHおよび温度両方とも
精度良く表示する装置を提供するにある。
精度良く表示する装置を提供するにある。
本発明の第３の目的は、構成が簡単で、かつ安
価な温度表示部を具備するPH測定装置を提供する
にある。
価な温度表示部を具備するPH測定装置を提供する
にある。
以下、図を参照し、本発明について詳しく説明
する。
する。
第１図は、本発明の一実施例による装置の構成
説明図である。
説明図である。
第１図において、被測定液のPHに対応する信号
は増巾器１の出力信号V1として、また、温度補
償用信号は加算部３の出力信号V3として得て、
後段に送出されるようになつている。信号V1は
ガラス電極８と比較電極９との電極間電位Vi
を、インピーダンス変換および信号反転機能を有
する増巾器１を介して得るもので(1)式の関係があ
る。
は増巾器１の出力信号V1として、また、温度補
償用信号は加算部３の出力信号V3として得て、
後段に送出されるようになつている。信号V1は
ガラス電極８と比較電極９との電極間電位Vi
を、インピーダンス変換および信号反転機能を有
する増巾器１を介して得るもので(1)式の関係があ
る。
V1＝K1Tx (1)
但し、K1は定数
Ｔは絶対温度
ｘ＝ｙ−７（ｙ…PH値）
また、信号V3は、後述する温度検出部の出力
信号−Ｖbeおよび定電圧源１３の出力信号Ｖkを
加算部３の入力とし、それら二つの信号個々に係
数を掛け、加算をして得ている。したがつて、信
号V3は(2)式の関係となる。
信号−Ｖbeおよび定電圧源１３の出力信号Ｖkを
加算部３の入力とし、それら二つの信号個々に係
数を掛け、加算をして得ている。したがつて、信
号V3は(2)式の関係となる。
V3＝α3Vk−β3Vbe (2)
但し、α３およびβ３は係数（定数）温度検出
部の構成は次のとおりである。温度センサである
トランジスタ１０を演算増巾器の帰還回路に設
け、そのコレクタに定電流源１２から一定電流Ｉ
cを供給して、演算増巾器１１の出力端にトラン
ジスタ１１０のベース・エミツタ間電圧−Ｖbeを
得る構成となつている。
部の構成は次のとおりである。温度センサである
トランジスタ１０を演算増巾器の帰還回路に設
け、そのコレクタに定電流源１２から一定電流Ｉ
cを供給して、演算増巾器１１の出力端にトラン
ジスタ１１０のベース・エミツタ間電圧−Ｖbeを
得る構成となつている。
(1)式および(2)式による信号V1およびV3は、加
算部２に与えられ、個々に係数を掛けて加算をな
し、信号V2（(3)式）を出力し、次段に除算演算
部に与えられる。
算部２に与えられ、個々に係数を掛けて加算をな
し、信号V2（(3)式）を出力し、次段に除算演算
部に与えられる。
V2＝α2V1＋β2V3 (3)
但し、α２およびβ２は係数（定数）
除算演算部６は、切換スイツチ１４を介して、
加算部２および加算部３の出力信号V2およびV3
を、又は、後述する加算部４および５の出力信号
V4およびV5を入力となし、(4)式又は(5)式の演算
をなして、表示部７に表示信号V6又はV6′を出力
する。
加算部２および加算部３の出力信号V2およびV3
を、又は、後述する加算部４および５の出力信号
V4およびV5を入力となし、(4)式又は(5)式の演算
をなして、表示部７に表示信号V6又はV6′を出力
する。
V6＝K6Ｖ２／Ｖ３ (4)
V6′＝K6′Ｖ４／Ｖ５ (5)
但し、K6およびK6′は定数
加算部４および５はともに、温度検出部の出力
信号−Ｖbeおよび定電圧源１３の出力信号Ｖkを
入力とし、それぞれ個々に係数を掛けて加算をな
し出力信号V4およびV5を得ている。したがつ
て、信号V4およびV5は(6)式および(7)式となる。
信号−Ｖbeおよび定電圧源１３の出力信号Ｖkを
入力とし、それぞれ個々に係数を掛けて加算をな
し出力信号V4およびV5を得ている。したがつ
て、信号V4およびV5は(6)式および(7)式となる。
V4＝α4Vkーβ4Vbe (6)
V5＝α5Vkーβ5Vbe (7)
但し、α４，α５，β４およびβ５は係数（定
数） 上記実施例において、信号V1，ＶkおよびＶbe
は通常アナログ量で得るので、表示部７にデジタ
ル指示計を具備する場合、アナログデジタル変換
の操作を必要とする。この場合、加算部２〜５ま
でアナログ演算方式で構成し、除算演算部６にア
ナログデジタル変換機能をもたせた方が、全体の
構成が簡単となるが、本発明はこれに限定するも
のではない。加算部２〜５および除算演算部６を
全てデジタル方式で構成することもできる。
数） 上記実施例において、信号V1，ＶkおよびＶbe
は通常アナログ量で得るので、表示部７にデジタ
ル指示計を具備する場合、アナログデジタル変換
の操作を必要とする。この場合、加算部２〜５ま
でアナログ演算方式で構成し、除算演算部６にア
ナログデジタル変換機能をもたせた方が、全体の
構成が簡単となるが、本発明はこれに限定するも
のではない。加算部２〜５および除算演算部６を
全てデジタル方式で構成することもできる。
次に、上記実施例の動作について以下説明す
る。温度検出部の出力信号ーＶbeはトランジスタ
のPN接合における拡散電流の理論から(8)式の関
係となる。
る。温度検出部の出力信号ーＶbeはトランジスタ
のPN接合における拡散電流の理論から(8)式の関
係となる。
Ｖbe＝Ｖgp−ｋＴ／ｑlnＫＴ〓／Ｉｃ (8)
但し、Ｖgpは０〓におけるシリコンのエネルギ
ギヤツプの外挿値（約1.2V） ｋはボルツマン定数 Ｔは絶対温度 ｑは電子の電荷 Ｋおよびγは温度に依存しない定数 Ｉcはコレクタ電流 (8)式の関係を(2)式に代入する。
ギヤツプの外挿値（約1.2V） ｋはボルツマン定数 Ｔは絶対温度 ｑは電子の電荷 Ｋおよびγは温度に依存しない定数 Ｉcはコレクタ電流 (8)式の関係を(2)式に代入する。
V3＝α3Vk−β3Vgp＋β３ｋＴ／ｑlnＫＴ〓／Ｉｃ(9)
(9)式において、lnT〓≪lnＫ／Ｉｃであるので、α3Vk
＝ β3Vgpとなるようにα３およびβ３を定めれば、
信号V3は(10)式で表わし得る。
＝ β3Vgpとなるようにα３およびβ３を定めれば、
信号V3は(10)式で表わし得る。
V3＝β３ｋＴ／ｑlnＫ／Ｉｃ＝K3T (10)
但し、K3＝β３・ｋ／ｑlnＫ／Ｉｃ（一定）
また、(3)式に(1)式および(10)式を代入して(11)式を
得る。
得る。
V2＝α2K1T（ｙ−７）＋β2K3T (11)
(11)式において、β2K3＝７α2K1となるようにα
２およびβ２を定めれば、信号V2は(12)式で表わ
し得る。
２およびβ２を定めれば、信号V2は(12)式で表わ
し得る。
V2＝α2K1Ty (12)
したがつて、切換スイツチ１４の切換えによつ
て、信号V2およびV3を除算演算部に与えて得る
信号V6は(4)式の関係から次のようになる。
て、信号V2およびV3を除算演算部に与えて得る
信号V6は(4)式の関係から次のようになる。
V6＝K6α２Ｋ１／Ｋ３ｙ (13)
(13)式において、α２、K1、K3およびK6は定数
とみなし得るので、表示部７への信号V6はPH値
に比例したものとなり、温度に無関係な信号とな
つている。
とみなし得るので、表示部７への信号V6はPH値
に比例したものとなり、温度に無関係な信号とな
つている。
次に、切換スイツチ１４を切換えて信号V4お
よびV5を除算演算部６に与えたときについて説
明する。このときは、(5)式に基く演算がなされ、
その結果、温度検出部の出力信号Ｖbe（(8)式の関
係）の非直線性の項kT／qlnT〓を直線化して、
信号V6′は温度に比例した信号を得ることができ
る。この点について、第２図を参照し、より詳し
く説明する。
よびV5を除算演算部６に与えたときについて説
明する。このときは、(5)式に基く演算がなされ、
その結果、温度検出部の出力信号Ｖbe（(8)式の関
係）の非直線性の項kT／qlnT〓を直線化して、
信号V6′は温度に比例した信号を得ることができ
る。この点について、第２図を参照し、より詳し
く説明する。
第２図は、第１図における加算部２〜５をより
具体的に示したものである。ここでの説明におい
て、加算部２および３（抵抗R6〜R9で構成）は
直接関係ないので詳しい説明は省略する。
具体的に示したものである。ここでの説明におい
て、加算部２および３（抵抗R6〜R9で構成）は
直接関係ないので詳しい説明は省略する。
信号V4は、温度検出部の出力信号−Ｖbeと基準
電圧１３の出力信号Ｖkとを抵抗R1およびR2で加
算して得ている。そして、係数α４およびβ４は
抵抗R1およびR2との間に(14)式の関係が成り立
つ。
電圧１３の出力信号Ｖkとを抵抗R1およびR2で加
算して得ている。そして、係数α４およびβ４は
抵抗R1およびR2との間に(14)式の関係が成り立
つ。
α４＝Ｒ１／Ｒ１＋Ｒ２、β４＝Ｒ２／Ｒ１＋Ｒ２(1
4) 一方、信号V5は上記信号−ＶbeおよびＶkを抵
抗R3、R4およびR5で加算して得ている。そし
て、係数α５およびβ５は抵抗R3、R4およびR5
との間に(15)式の関係が成り立つ。
4) 一方、信号V5は上記信号−ＶbeおよびＶkを抵
抗R3、R4およびR5で加算して得ている。そし
て、係数α５およびβ５は抵抗R3、R4およびR5
との間に(15)式の関係が成り立つ。
α５＝Ｒ３Ｒ５／Ｒ３Ｒ４＋Ｒ４Ｒ５＋Ｒ５Ｒ３、
β５＝Ｒ４Ｒ５／Ｒ３Ｒ４＋Ｒ４Ｒ５＋Ｒ５Ｒ３(1
5) したがつて、(5)式に(6)式、(7)式および(18)式を
代入し、(14)式および(15)式の関係を用いて、信
号V6′を表わすと(16)式となる。
5) したがつて、(5)式に(6)式、(7)式および(18)式を
代入し、(14)式および(15)式の関係を用いて、信
号V6′を表わすと(16)式となる。
(16)式において、いま、α5Vk−β5Vgp＞lnＫ／Ｉｃ
≫ lnT〓が成り立つので、α4Vk−β4Vgp＝０となる
ように、α４およびβ４（抵抗R1およびR2の
値）を選べば、(16)式は(17)式となる。
≫ lnT〓が成り立つので、α4Vk−β4Vgp＝０となる
ように、α４およびβ４（抵抗R1およびR2の
値）を選べば、(16)式は(17)式となる。
V6′＝K6′Tｋ２＋ｋ３ｌｎＴ／Ｅ１＋ｋ１Ｔ (17)
但し、E1＝α5Vk−β5Vgp，k1＝β５ｋ／ｑlnＫ／Ｉ
ｃ k2＝β４ｋ／ｑlnＫ／Ｉｃ，k3＝β４ｋ／ｑγ (17)式を温度Ｔについて微分すると、 ∂／∂Ｔ・Ｖ６′／Ｋ６′＝ （ｋ２＋ｋ３）Ｅ１＋ｋ１ｋ３Ｔ＋ｋ３Ｅ１ｌｎＴ
／Ｅ１ ２＋２ｋ１Ｅ１Ｔ＋ｋ１ ２Ｔ２(18) となり、lnTをテーラ展開すると(19)式のように
なる。
ｃ k2＝β４ｋ／ｑlnＫ／Ｉｃ，k3＝β４ｋ／ｑγ (17)式を温度Ｔについて微分すると、 ∂／∂Ｔ・Ｖ６′／Ｋ６′＝ （ｋ２＋ｋ３）Ｅ１＋ｋ１ｋ３Ｔ＋ｋ３Ｅ１ｌｎＴ
／Ｅ１ ２＋２ｋ１Ｅ１Ｔ＋ｋ１ ２Ｔ２(18) となり、lnTをテーラ展開すると(19)式のように
なる。
(19)式において、ｔ／To≪１，k1T／E1≪１と
すると、 となる。よつて、 k2＋k3k4−PE1＝０ (21) ｋ１ｋ３／Ｅ１＋ｋ３／Ｔ０−2k1P＝０ (22) 但し、Ｐは表示数値を満足するようにk1，k2，
k3，k4，P1，E1を選定すれば、 ∂／∂Ｔ Ｖ６′／Ｋ６′＝Ｐ (23) となり、V6′は温度Ｔに比例し、非直線誤差は充
分に小さくなる。そして、定数k4、ＰおよびE1
は既知の値であるので、(21)式および(22)式よ
り、k1，k2およびk3が算出でき、その結果、(17)
式の但し書きの関係式より、定数α４，β４，α
５およびβ５の値、すなわち、抵抗R1〜R5の値
を求めることができる。いま、Ｖk＝1.23V、Ｔ＝
273.15〓としたとき、各抵抗の値をR1＝220K
Ω、R2＝120KΩ、R3＝1.6MΩ、R4＝160KΩ、
R5＝27KΩに選べば、非直線誤差は第３図の実線
に示すように、測定温度範囲−40℃〜100℃で0.1
℃以下となり、非直線誤差を補正しない場合の第
３図の点線に比して著しく小さくできた。
すると、 となる。よつて、 k2＋k3k4−PE1＝０ (21) ｋ１ｋ３／Ｅ１＋ｋ３／Ｔ０−2k1P＝０ (22) 但し、Ｐは表示数値を満足するようにk1，k2，
k3，k4，P1，E1を選定すれば、 ∂／∂Ｔ Ｖ６′／Ｋ６′＝Ｐ (23) となり、V6′は温度Ｔに比例し、非直線誤差は充
分に小さくなる。そして、定数k4、ＰおよびE1
は既知の値であるので、(21)式および(22)式よ
り、k1，k2およびk3が算出でき、その結果、(17)
式の但し書きの関係式より、定数α４，β４，α
５およびβ５の値、すなわち、抵抗R1〜R5の値
を求めることができる。いま、Ｖk＝1.23V、Ｔ＝
273.15〓としたとき、各抵抗の値をR1＝220K
Ω、R2＝120KΩ、R3＝1.6MΩ、R4＝160KΩ、
R5＝27KΩに選べば、非直線誤差は第３図の実線
に示すように、測定温度範囲−40℃〜100℃で0.1
℃以下となり、非直線誤差を補正しない場合の第
３図の点線に比して著しく小さくできた。
以上詳しく説明したように、本発明の装置によ
れば、温度補償をなすPH測定系を構成する除算演
算部と温度測定系の直線化手段を構成する除算演
算部を共用する構成となしているので、装置の構
成が簡単で、かつ安価なものとなる。しかも、PH
測定値は被測定液の温度の影響を受けず、また、
温度測定値は直線化された信号として得るので、
いずれも精度の良い測定値を得ることができ、そ
の分野での効果は大なるものがある。
れば、温度補償をなすPH測定系を構成する除算演
算部と温度測定系の直線化手段を構成する除算演
算部を共用する構成となしているので、装置の構
成が簡単で、かつ安価なものとなる。しかも、PH
測定値は被測定液の温度の影響を受けず、また、
温度測定値は直線化された信号として得るので、
いずれも精度の良い測定値を得ることができ、そ
の分野での効果は大なるものがある。
第１図は、本発明の一実施例による装置の構成
説明図、第２図は、第１図の構成の一部詳細説明
図、第３図は、本発明の一実施例による装置の動
作説明図である。 １…増巾器、２〜５…加算部、６…除算演算
部、７…表示部、８…ガラス電極、９…比較電
極、１０…トランジスタ、１１…演算増巾器、１
２…定電流源、１３…定電圧源。
説明図、第２図は、第１図の構成の一部詳細説明
図、第３図は、本発明の一実施例による装置の動
作説明図である。 １…増巾器、２〜５…加算部、６…除算演算
部、７…表示部、８…ガラス電極、９…比較電
極、１０…トランジスタ、１１…演算増巾器、１
２…定電流源、１３…定電圧源。
Claims (1)
- １ 被測定液のPHに対応する信号を入力となし信
号変換する増巾器と、温度センサであるトランジ
スタを演算増巾器の帰還回路に設け、該コレクタ
に一定電流を供給して演算増巾器の出力端にトラ
ンジスタのベース・エミツタ間電圧を得るように
した温度検出部と、該温度検出部の出力信号に所
望の係数を掛けて一方の入力となし、定電圧源の
出力信号に所望の係数を掛けて他方の入力となす
第１、第２および第３加算部と、前記増巾器の出
力信号に所望の係数を掛けて一方の入力となし、
前記第１加算部の出力信号に所望の係数を掛けて
他方の入力となす第４加算部と、該第４加算部の
出力信号および前記第１加算部の出力信号又は前
記第２加算部の出力信号および前記第３加算部の
出力信号を入力となし、該二つの信号の除算をす
る演算部と、該演算部の出力信号を入力となし、
被測定液のPH又は温度を表示することを特徴とす
る装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7049079A JPS55162053A (en) | 1979-06-04 | 1979-06-04 | Ph measuring device incorporating temperature display part |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7049079A JPS55162053A (en) | 1979-06-04 | 1979-06-04 | Ph measuring device incorporating temperature display part |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55162053A JPS55162053A (en) | 1980-12-17 |
| JPS6210382B2 true JPS6210382B2 (ja) | 1987-03-05 |
Family
ID=13433003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7049079A Granted JPS55162053A (en) | 1979-06-04 | 1979-06-04 | Ph measuring device incorporating temperature display part |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55162053A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63129958U (ja) * | 1987-02-19 | 1988-08-25 | ||
| JPH03161605A (ja) * | 1989-11-21 | 1991-07-11 | Nippon Solid Co Ltd | 浮上型階段護岸 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100441663B1 (ko) * | 2001-08-11 | 2004-07-27 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 온도센서를 구비한 수소이온농도 측정센서 및 그측정센서를 구비한 수소이온농도 측정장치 |
-
1979
- 1979-06-04 JP JP7049079A patent/JPS55162053A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63129958U (ja) * | 1987-02-19 | 1988-08-25 | ||
| JPH03161605A (ja) * | 1989-11-21 | 1991-07-11 | Nippon Solid Co Ltd | 浮上型階段護岸 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55162053A (en) | 1980-12-17 |
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