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[参考译文] LMP7721:寻找隔离环路电动 pH 测量的替代方案

Guru**** 2380860 points
Other Parts Discussed in Thread: LMP7721, LMC6062, OPA391
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1067017/lmp7721-looking-for-alternative-for-isolated-loop-powered-ph-measurement

部件号:LMP7721
“线程”中讨论的其它部件: LMC6062OPA391

您好,

我正在设计隔离回路供电 pH 测量电路,当我阅读 LMP7721数据表时,其出色的偏置电流非常适合 pH 测量。

但是,LMP7721的电源电流为1.1-1.5 mA,Vs=2.5V

考虑到环路中的其他组件,此电流偏高,您能否推荐适合我的应用的替代放大器(IQ 极低)

我指  的是“使用 pH 电极设计的安-1852”文档,我发现 LMC6062是一种替代产品,它是否可以与安-1852设计的电路相同?

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    你好,Onkar,

    是的,LMC6062可以工作,具体取决于探头的阻抗级别。 LMP7721是我们目前最低的输入偏置电流器件,最大规格为5 PA。在125C 时,LMC6062的典型输入偏置电流为10 PA (通常比较125C 时的偏置电流更容易,因为125C 下限也意味着室温下限)。  某些 PH 探头不需要 LMP7721的 IB 电平,通常最敏感的 PH 探头不用于极低功耗应用,它取决于探头本身的系列阻抗,这些阻抗可能取决于 Gohm 的顺序。  

    我建议您查看我们的一款名为 OPA391的新设备,它的偏置电流与 LMC6062在2.5 V 电源下相同,但偏移量(45 UV)和功率(24 uA)更低,带宽更宽(1 MHz)。

    希望这对我们有所帮助,
    迈克

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    迈克尔:

    感谢您的回复。

    OPA391 似乎是个不错的选择。 我会尝试使用这款。

    考虑到 PH 探针的阻抗,不幸的是,客户端没有它的确切值,但我认为它应该是在 Gohms 中。
    如何测量探头的输出阻抗? 有什么想法吗?

    谢谢,
    Onkar

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    你好,Onkar,

    我不能说我已经测量了一个 Ph 探测器本身的阻抗,但已经测量了许多其他因素的阻抗;通常,您需要用已知电流更改探测器输出并测量电压变化,然后 RO 将改变电压/电流变化。  您能做到这一点的准确程度取决于您对某些仪器或设备的访问权限,最简单的方法是 SMU 能够 在 PA 范围内获取/吸收电流,在这种情况下,您可以使用10 PA 和20 PA 等方式为电池加载电流, 测量两种情况下的电压,并将增量电压除以10 PA。  Keithley 6220这样的工具看起来能够提供当前采购/减少到100 FA。  进行电压测量的仪器也需要极高的输入阻抗(即 Agilent 3458的模式> 10 G)。

     一种更简单的方法是使用已知的高值电阻(即 100莫姆电阻器),将 电阻器的另一端连接到电压源,然后测量探头输出电压。  在电压源上使用两种不同的电压,并测量探头输出电压。 然后,电流是已知的,因为您知道电阻器的电压,Ro 可以使用探测器的 Δ V /Δ I 重新计算

    此致,
    迈克

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    迈克尔:

    这是一个非常复杂的过程,可能会跳过它。  电阻器方法可以很容易做到。
    但感谢您提供详细信息。

    此致,
    Onkar

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    你好,Onkar,

    好的,让我知道,如果你得到任何结果,我很好奇你的计算结果。

    此致,
    迈克

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    你好,Onkar,

    典型 PH 探头的源阻抗范围为大约1M 到1G 以上。 它取决于许多因素,如温度,存储条件,老化等

    请非常小心,即使测量电流或负载电流的尺寸非常小,也很容易损坏 PH 探针。

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    你好,Onkar,

    pH 电极与[H+](氢离子)浓度是一种差压测量,其中 ES - Ex 差分输出 通过运算放大器测量(以 mV 表示在下一图中的垂直轴上)。pH (S)是一种典型的标准中性水溶液,其中氢离子的浓度[H+]= 0M, 通常校准的溶液为 ph=7。 感应方程中最重要的变量是温度和(ES - Ex)测量,需要精确测量。pH 参考缓冲液(用于校准和线性检查)相当稳定,不会随时间变化。   

    我认为,在您的应用中,没有任何意义可以测量已知且正常工作的 pH 电极的阻抗。 其原因是 pH 阻抗将随时间和时间的变化而变化,您可能只能获得近似数值。 阻抗基于离子阻抗,它将随温度,溶液浓度,频率,测量设备应用的测量电位等变化(Kai 建议的困难测量)。 直流电阻抗在您的电路中没有太大的含义,因为它在 MΩ Ω GΩ Ω 范围内将会很高(H+交换率将在亚 Hz 或 MHz 范围内)。  

    正如您和迈克指出的,该应用程序确实需要非常低的 I_BIAS 运算放大器,最好是在 FA 或不小于 PA 范围内。 差分电流非常低,pH 电势测量在测量过程中不应“过载”pH 电极。 如果 pH 电极在电势测量过程中过载,它会改变您的结果,(例如-ex)与 pH 值图解不会是线性关系。  

    如果您还有其他问题,请告诉我们。  

    最佳

    雷蒙德