Bài giảng Kỹ thuật cảm biến - Chương 5: Cảm biến tự phát nguồn - Đào Đức Thịnh (Phần 1)

Đào Đức Thịnh - BM Kỹ thuật đo và THCN
Kỹ thuật cảm biến
Cảm biến tự phát nguồn
Đào Đức Thịnh - BM Kỹ thuật đo và THCN
Cảm biến điện thế cực (pH)
z Hiện tượng điện thế cực: khi nhúng một kim 
loại vào dung dịch thì giữa điện cực và dung 
dịch sẽ xuất hiện một hiệu điện thế.
z Khi nồng độ dung dịch nhỏ các ion kim loại đi 
vào dung dịch và kim loại có điện thế âm hơn 
dung dịch.
z Khi nồng độ dung dịch cao thì ngược lại.
Đào Đức Thịnh - BM Kỹ thuật đo và THCN
Cảm biến điện thế cực (pH)
z Hiện tượng này còn đúng với cả các á kim (ví
dụ như Hidro). Đây là điện cực chuẩn.
Đào Đức Thịnh - BM Kỹ thuật đo và THCN
Cảm biến điện thế cực (pH)
Đào Đức Thịnh - BM Kỹ thuật đo và THCN
Cảm biến điện thế cực (pH)
Đào Đức Thịnh - BM Kỹ thuật đo và THCN
Cảm biến điện thế cực (pH)
z Dung dÞch A-xÝt hay Base hßa tan trong n−íc 
®Òu ph©n ly ra c¸c I-on H+ vµ OH- .Nång ®é
c¸c I-on H+ vµ OH- ®Æc tr−ng cho tÝnh ho¹t 
®éng cña dung dÞch ®iÖn ph©n ®ã. 
Đào Đức Thịnh - BM Kỹ thuật đo và THCN
Cảm biến điện thế cực (pH)
z Độ pH được tính bằng:
Đào Đức Thịnh - BM Kỹ thuật đo và THCN
Cảm biến điện thế cực (pH)
z §é pH ®−îc ®o b»ng c¸ch sö dông ®iÖn cùc 
pH ( th−êng lµ ®iÖn cùc thñy tinh ) vµ mét 
®iÖn cùc chuÈn ( th−êng sö dông ®iÖn cùc 
Calomen)
Đào Đức Thịnh - BM Kỹ thuật đo và THCN
Cảm biến điện thế cực (pH)
Đào Đức Thịnh - BM Kỹ thuật đo và THCN
Cảm biến điện thế cực (pH)
Đào Đức Thịnh - BM Kỹ thuật đo và THCN
Cảm biến điện thế cực (pH)
Đào Đức Thịnh - BM Kỹ thuật đo và THCN
Cảm biến điện thế cực (pH)
z Mèi quan hÖ gi÷a hiÖu ®iÖn thÕ gi÷a hai ®iÖn 
cùc víi ®é pH t¹i ®−îc biÓu diÔn theo c«ng 
thøc sau:
Trong ®ã:
- R h»ng sè chÊt khÝ.
- T nhiÖt ®é Kelvin
- n Hãa trÞ cña I-on
- F lµ h»ng sè Faraday
pH
nF
RTEEpH 303.20 +=
Đào Đức Thịnh - BM Kỹ thuật đo và THCN
Cảm biến điện thế cực (pH)
z Trong ®ã E0 còng phô thuéc vµo nhiÖt ®é vµ
ta cã thÓ viÕt l¹i c«ng thøc trªn nh− sau: 
( pH trong kho¶ng tõ -7 pH ®Õn 7 pH )
pHTSLOPEEEpH ×+= )('0
Đào Đức Thịnh - BM Kỹ thuật đo và THCN
0.1846100
0.189295
0.193890
0.198285
0.202680
0.206975
0.211070
0.215165
0.219160
0.223055
0.226850
0.230445
0.234140
0.237635
0.241130
0.244425
0.247820
0.251015
0.254210
0.25695
0.25980
Saturated KCl
[ V ]
T
[ 0C]
Đào Đức Thịnh - BM Kỹ thuật đo và THCN81.00135
74.04100
72.0590
70.0780
68.0970
67.0965
66.1060
65.1155
64.1250
63.1345
62.1340
61.1435
60.1530
59.1625
58.1720
57.1715
56.1810
55.195
54.200
SLOPE
[ mV/pH ]
T
[ 0C]
Đào Đức Thịnh - BM Kỹ thuật đo và THCN
Cảm biến điện thế cực (pH)
Đào Đức Thịnh - BM Kỹ thuật đo và THCN
Cảm biến điện thế cực (pH)
z Cảm biến đo độ pH của các dung dịch để xác 
định tính cất của dung dịch đó.
Đào Đức Thịnh - BM Kỹ thuật đo và THCN
Mạch đo 
Đào Đức Thịnh - BM Kỹ thuật đo và THCN
Mạch đo 
z Yêu càu có R vào lớn.
z Bù thay đổi do nhiệt độ gây ra với E0 và
Slope.
z Chống nhiễu 
z chống dòng rò.
Đào Đức Thịnh - BM Kỹ thuật đo và THCN
Mạch đo 
Đào Đức Thịnh - BM Kỹ thuật đo và THCN
Mạch đo 
Đào Đức Thịnh - BM Kỹ thuật đo và THCN
Mạch đo