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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik pH-Messung mit Elektrometerverstärker


Autor: Thomas Steier (thsteier)
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Hallo,

ich sitze gerade über einer Projektarbeit zum Thema Abwasserüberwachung. 
Unter anderem geht es dabei um die Bestimmung des pH-Wertes. Zu dem 
Thema gibt es zwar (gerade auch aus der Aquaristik-Ecke) schon einige 
Schaltungen mit JFET-OPVs, aber a) soll ich mir ja selbst Gedanken 
machen und nicht nur irgendwas Fertiges nachbauen, und b) ist bei diesen 
"Standardschaltungen" der Abgleich meist umständlich, da sich die 
Einstellungen für Verstärkung und Offset gegenseitig beeinflussen.

Als Eingang werkelt ein Elektrometerverstärker INA116 
(http://www.ti.com/lit/gpn/ina116). Das Eingangssignal (-59mV/pH) des 
Meßkette wird um den Faktor 5 verstärkt und mit einem Offset von -2,1V 
versehen, so daß pH1=0V und pH14=-4,2V. IC2B arbeitet als invertierender 
Verstärker mit G=0.6 und liefert damit ein Ausgangssignal von pH1=0V bis 
pH14=2,5V zur Weiterverarbeitung an den µC. Wobei es da passieren kann, 
daß ich noch einen Trennverstärker (IL300 o.ä.) einfügen muß, falls sich 
die einzelnen Messungen gegenseitig beeinflussen...

Soweit (zumindest, solange ich bis hier nicht schon einen Denkfehler 
drin habe) die Theorie. Was mit in der Praxis noch Kopfzerbrechen macht, 
ist unter anderem folgendes:

- Gibt es einen Trick, die Eingangssignale zuverlässig zu entstören? Der 
INA selbst sollte eh' eine Metallhaube auf der Platine bekommen. Nur: 
das Datenblatt empfielt, beide Adern in einem geschirmten Kabel zu 
führen. Das Problem ist nur, daß handesübliche (bzw bezahlbare) 
pH-Sonden einen BNC-Anschluß haben (sprich, das negative Eingangssignal 
ist gleichzeitig der Schirm...) und das Anschlußkabel in Verbindung mit 
der Eingangsimpedanz eine perfekte Antenne abgibt. Das ware dann zwar 
ein Gleichtaktsignal und damit theoretisch ohne Einfluß - aber kann das 
wirklich funktionieren?

- Hat schon jemand mit dem INA116 gearbeitet und kann mir sagen, wie 
empfindlich die Eingänge gegen ESD sind? Es gibt zwar eine integrierte 
Schutzschaltung, aber da zumindest einer der Eingänge direkt zugänglich 
auf der BNC-Buchse (siehe oben) liegt, bin ich doch etwas nervös.

- Macht es Sinn, noch einen aktiven Tiefpaß einzufügen, um Störungen zu 
reduzieren?

Der INA116 ist leider nicht wirklich steckbrett-tauglich (der reagiert 
da praktisch schon auf Wind und Mondphase), daher versuche ich soviel 
wie möglich im Voraus zu klären, bevor ich mich ans Platinenbasteln 
mache.

Viele Grüße,
Thomas

Autor: MaWin (Gast)
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Dem INA116 2 LM324 bei Seite zu stellen, einer davon um DemAusgang noch 
zusätzlich einen Offset beizufügen, dem anderen um die Referenzspannung 
von der 5V Betriebsspannung per Spannungsteiler herzuleiten, das ist 
jetzt nicht dein Ernst. oder ?


Erstens mal ist die pH-Spannung temperaturabhängig. So lange du keine 
Temperaturkompensation machst, brauchst du dir um die Genauigkeit deiner 
Formel keine Gedanken machen. Daher enthalten die meisten 
professionellen pH-Sonden einen Temperaturfühler.

Dann hast du selbst erkannt, macht ein Schirm (der an Masse liegt und 
nicht freischwebend wäre wie bei dir) es nicht notwendig, einen 
Instrumentenverstärker einzusetzen. Es tut ein normaler hochohmiger 
OpAmp. Je sauberer das Wasser ist, um so hochohmiger muss man Messen, 
bei Abwasser ist also auch das recht unkritisch, jeder CMOS-OpAmp tut's 
da. Dessen Schutzdioden leiten genug ab, so eine Sonde ist ja kein 
ESD-Funke.

Eine Referenzspannung heisst aber Referenzspannung weil sie eben nicht 
durch einen Spannungsteiler aus der Betriebsspannung gewonnen wird. Nimm 
was ordentliches, mindestens einen LM385, besser MC1403, letztlich etwas 
mit genau dem Temperaturverlauf den du zur Kompensation brauchst.

Schau halt einfach mal im Netz nach erprobten Schaltungen, die 
Application Notes der Chiphersteller von Elektrometerverstärkern sind 
voll davon.

Zumindest wenn man teflonsisolierte Kabel und teflonisolierte 
BNC-Buchsen nimmt, schliesst man ungern einen Kondensator zur Filterung 
von Störungen zwischen Sonde+ und Sonde-, das müsste schon ein sehr gut 
isolierender Kondensator sein, man nimmt lieber einen Ferritkern, durch 
den man die Zuleitung wickelt, um Hf-Störungen fernzuhalten.

Das Hauptproblem im Abwasser ist aber, dass die Sonde, wenn sie lange in 
der Pampe steckt, altert. Wichtiger als der elektronische Aufbau ist 
also letztlich der mechanische Teil, damit die Sonde nicht versifft und 
regelmässig gereinigt und neu kalibriert wird.

Autor: aha (Gast)
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Nein, ein normaler OpAmp fuer den pH sensor tut nicht. Sobald man Strom 
zieht, stimmt erstens der gemessene Wert nicht mehr, und zweitens wird 
die pH Sonde abgenutzt. Die Lebensdauer wird rabiat verkuerzt. Nein. Der 
INA116 muss sein. Das Koaxkabel kann immer noch isoliert sein. zB im 
Falle eines isolierten Steckers. Wenn man zb den Koaxstecker auf das 
Gehaeuse legt, so kann Strom zwischen dem gehaeusepotential und der zu 
Messenden fluessigkeit fliessen, was wie oben beschrieben die Messung 
verfaelscht, und den Sensor beschaedigt.
Eine meogliche Antennenwirkung kann man unterdruecken durch je einen 
Kondensator, zB 1nF von beiden Anschluessen nach dem Metallgehaeuse. Die 
Caps sollten dann natuerlich Low-Leackage sein. zB keramisch, oder 
Propylenfilen.

Autor: Thomas Steier (thsteier)
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Hallo Manfred,

klare Worte, das. ;-)

> Dem INA116 2 LM324 bei Seite zu stellen, einer davon um DemAusgang
> noch zusätzlich einen Offset beizufügen, dem anderen um die
> Referenzspannung von der 5V Betriebsspannung per Spannungsteiler
> herzuleiten, das ist jetzt nicht dein Ernst. oder ?

Ok, die Bauteilwahl ist unglücklich. Zur Referenzsspannung: siehe weiter 
unten.

> Erstens mal ist die pH-Spannung temperaturabhängig. So lange du
> keine Temperaturkompensation machst, brauchst du dir um die Genauigkeit
> deiner Formel keine Gedanken machen.

Stimmt. Da hätte ich dazuschreiben sollen, daß das in Software passiert. 
Die Temperatur wird gesondert per Pt-100 erfaßt und dient dann auch 
gleich zur Kompensation anderer Werte (z.B. Redox-Potential).

> Je sauberer das Wasser ist, um so hochohmiger muss man Messen,
> bei Abwasser ist also auch das recht unkritisch, jeder CMOS-OpAmp
> tut's da.

Mal abgesehen davon, daß das Wasser (Auslauf einer Kläranlage mit 
biologischer Nachklärung) relativ sauber sein sollte - ich habe mir 
erklären lassen (aber leider keine belastbare, sprich schriftliche 
Quelle dazu), daß die "Standard-OPV-Schaltungen" langfristig die Sonde 
schädigen. Irgendwie soll es da wohl zu Kreisströmen und ungewollten 
Elektrolyseerscheinungen kommen. Ob's stimmt (bzw. das im Verhältnis zur 
"normalen" Alterung durch Umgebungseinflüsse keine große Rolle spielt), 
kann ich allerdings nicht sagen. Aber ich wollte halt auf der sicheren 
Seite bleiben.

Falls das aber mit einer "herkömmlichen" OPV-Schaltung auch kein Problem 
sein sollte - hättest Du Vorschläge für die Bauteilwahl? Der LMC6001 zB 
sieht IMHO perfekt aus, aber da erschreckt mich der Preis etwas :-(

> Dessen Schutzdioden leiten genug ab, so eine Sonde ist ja kein
> ESD-Funke.

Mir ging es eher um den Fall, daß jemand beim Anschließen oder Wechseln 
der Sonde auf die Buchse faßt.

> Eine Referenzspannung heisst aber Referenzspannung weil sie eben
> nicht durch einen Spannungsteiler aus der Betriebsspannung gewonnen
> wird.

Hm... Das mit der Referenzspannung mittels Spannungsteiler und 
OPV-Puffer stammt (ok, ohne meinen vorsätzlichen Offset) aus dem "The 
Instrumentation Amplifier Handbook" von Burr-Brown. Ich hatte erst an 
einen TL431 gedacht, das aber dann wieder verworfen.

> Schau halt einfach mal im Netz nach erprobten Schaltungen, die
> Application Notes der Chiphersteller von Elektrometerverstärkern
> sind voll davon.

Und ich offenbar zu doof zum Suchen :-( Ich komme immer wieder beim 
INA116 raus - egal ob mit englischen oder deutschen Suchbegriffen.

> Das Hauptproblem im Abwasser ist aber, dass die Sonde, wenn sie
> lange in der Pampe steckt, altert. Wichtiger als der elektronische
> Aufbau ist also letztlich der mechanische Teil, damit die Sonde nicht
> versifft und regelmässig gereinigt und neu kalibriert wird.

Das wird in der Tat noch ein Problem, auch bei Leitwert- und 
Redox-Sonde. Spätestens, wenn sich Algen & Co häuslich niederlassen. Es 
wird wohl (falls niemand eine bessere Idee hat) darauf hinauslaufen, die 
Sonden regelmäßig "händisch" zu reinigen.

Aber nochmal zur eigentlichen Schaltung: Ich möchte auf jeden Fall den 
Offset- vor dem Verstärkungsabgleich durchführen, um das gegenseitige 
Beeinflussen auszuschließen. Da könnte ich IMHO auch den Referenzeingang 
des INA auf 0V legen (oder halt einen CMOS-OPV in einer Schaltung mit 
fester Verstärkung verwenden) und einen weiteren OPV nachschalten, der 
einen variablen Offset addiert. Anschließend die kalibrierbare 
Verstärkerstufe, und dann Tiefpass und/oder Ausgangspuffer. Macht das in 
Deinen Augen Sinn?

Viele Grüße,
Thomas

Autor: Thomas Steier (thsteier)
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Ups, man sollte beim Schreiben doch öfters reloaden...

@aha (Gast):

> Sobald man Strom zieht, stimmt erstens der gemessene Wert nicht mehr,
> und zweitens wird die pH Sonde abgenutzt. Die Lebensdauer wird rabiat
> verkuerzt.

Ich hatte es in der ersten Antwort gerade geschrieben - das mit dem 
negativen Einfluß auf die Lebensdauer wurde mir auch so erklärt. Wobei 
mir aber ehrlich gesagt nicht ganz klar ist, wo der Unterschied zwischen 
0.5pA Bias-Strom bei einem INA oder einem "normalen" CMOS-/JFET-OPV ist 
oder ob das Phänomen nur bei herkömmlichen bipolaren OPV aufgetreten und 
mit der FET-Technologie obsolet ist.

Viele Grüße,
Thomas

Autor: .!. (Gast)
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Ah. Ja. ein pH sensor ist ein galvanisches Element, mit einer gewissen 
Menge an Ionen, die machen eine feste Ladungsmenge aus. wenn die Ladung 
weg ist, war's das. Diese Ladungsmenge ist nicht sehr gross. Daher will 
man messen ohne Strom zu ziehen.
Ja, es gibt spezielle Low-bias OpAmps , wie der INA116 (3fA), welcher 
ein Instrumentenverstaerker ist, resp dem LM6001 (25fA), welcher ein 
opAmp ist. Es gibt noch die LMC662(2fA) und den LPC661 (2fA). Die ersten 
zwei sind preislich nicht so verschieden. Die beiden letzteren sind 
guenstiger, da der Offset groesser ist.
Ein normaler OpAmp zieht schon leicht 1000 mal mehr, was eine um den 
Faktor 1000 niedrigere Lebenserwartung bedeutet. Dabei geht es nicht um 
die 100 Euro fuer die pH Probe, eher um den Servicefall, da muss jemand 
hin, den Sensor wechseln, Report schreiben, usw.

Autor: ph-Meter-Experte (Gast)
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Tja, selbst LF353 uralt Normal Opamp reicht für so eine  Schaltung 
bequem aus.

Soviel zum Thema ein Normal-Op-Amp funktioniert hier nicht.

Autor: Thomas Steier (thsteier)
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Na ja, irgendwie funktionieren würde vermutlich sogar, wenn man eins von 
diesen 5€-Boden-pH-"Meßgeräten", die es im Baumarkt gibt, an den ADC 
frickelt... ;-)

Klar geht es bei einer pH-Messung grundsätzlich "nur" darum, eine 
Spannung bei hohem Eingangswiderstand (und der LF353 ist ja ein 
JFET-Typ) zu verstärken. Was mich dabei aber wirklich noch interessiert, 
sind so Dinge wie Störsicherheit, Linearität, Langzeitkonstanz, 
Genauigkeit (nicht mit Auflösung zu verwechseln) - und nicht zuletzt der 
(bislang hypothetische) Einfluß des Meßstromes auf die Lebensdauer der 
Sonde.

Ansonsten (bzw. wenn es nur um ein Bastelprojekt für's heimische 
Aquarium ginge) hätte ich einfach eine Meßschaltung wie zB 
http://www.aquarix.de/de/diy/phmeter.asp oder 
http://www.ibdoerre.com/aqua/norbert/technik/steue... 
nachgebaut und wäre längst fertig. Aber ich fürchte, damit käme ich 
nicht durch - also lasse ich mir lieber hier den Kopf waschen und sammle 
Ideen.

Viele Grüße,
Thomas

Autor: HO-Meter (Gast)
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Auch mit LM 363H-500 gemacht (1982).
Außer 2x100 Öhmer + 1 kleines C zwischen die Eingänge hat es nichts 
gebraucht.

Autor: .!. (Gast)
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Im 1982 hat es noch keine EMV gegeben, keine Mobiltelephone neben der 
elektronik, usw.
Also, die EMV Probleme, zumindest die Einstahlung haelt man sich von der 
Elektronik mit je einem 1nF gegen das Gehaeuse.

Autor: MaWin (Gast)
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> Diese Ladungsmenge ist nicht sehr gross. Daher will
> man messen ohne Strom zu ziehen.

Quark.

Und wenn die Ladungsmenge aufgebraucht ist, ist der pH-Wert 7 und man 
hat die Suppe neutralisiert ?

Du siehst, dass das wohl Unsinn ist.

Man misst hochohmig, weil die Leitfähigkeit schlecht ist, aber in 
Salzwasser tut es auch ein batterieloses Zeigermessinstrument
http://www.blumen-garten-pflanzen.de/Geraete/bodentester.htm

Thomas will sicher was professionelleres, leider wissen wir nichts über 
seine gewünschte Genauigkeit.

Das ist aber auch nicht das Problem mit seiner Schaltung, sondern der 
unnötige Instrumentenverstärker. Seine selbst ausgegrabenen Schaltungen 
zeigen, daß es ein normaler OpAmp tut. Das Beispiel im Datenblatt des 
INA106 ist ja auch ein pH-Differenzmesser, um irgendwie künstlich eine 
Notwendigkeit für den Differenzverstärker zu begründen.

Der Klassiker für pH-Meter, der OPA128 (Schaltplan im Datenblatt), wäre 
10 mal genauer (das scheint hier aber gar nicht benötigt zu sein), und 
billiger. Aber es tut auch locker ein TLC279. Ich glaube, da muß man 
sich nicht so viel Gedanken um unzerstörbare Eingänge machen, ein 1 
Mega-Ohm Widerstand seriell vor dem Eingang hat keinerlei Leckströme in 
die falsche Richtung und beeinflusst die Messung nicht. Schlimmer sind 
da schon Kondensatoren.

Aber noch fragwürdiger sind die mit LM324 an den INA drangestrickte 
Funktionen. Dafür braucht man doch keinen OpAmp. Erst verstärkt Thomas 
die Spannung um den Faktor 5, nur um sie dann wieder um den Faktor 0.6 
zu verkleinern, an statt dass er gleich den Faktor 3 nimmt und sich den 
324 als Folger komplett spart. Was soll an einem 324-Ausgang besser 
sein, als an eine INA-Ausgang? Dann hat der INA einen Ref-Eingang um 
einen Offset als Bezug festzulegen, da braucht ein keinen extra 324, 
sondern erst mal eine stabile Referenzspannung. Er will 1.25V, da täte 
es ein LM385-1.2 sicher perfekt, er gleicht wie wir inzwischen wissen 
hinterher eh in Software ab. Noch einfacher wäre es aber, die Referenz 
seines sicher folgenden A/D-Wandlers per 2:1 Spannungsteiler 
mitzuverwenden, dann kompensieren sich Unterschiede von selbst.

Ohne seine Genauigkeitsanforderung zu kennen, ein TLC279 (274) und 
Mitverwendung der A/D-Referenz reicht als Bauteilanzahl, ist genauer als 
das was er derzeit hat, und billiger.

Autor: Fick_The_MaWin (Gast)
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Was damit sehr treffend gesagt wurde: Das Projekt des TE ist vollkommen 
überzogen in seiner Denke.

Der LF353, von anderer Seite genannt, läuft in Tausenden von ph bei 
Herstellern wie Metriso, ETW, etc mit Industrie-LAngzeitanforderungen.

Also bau es damit oder spintisier weiter.

Autor: Thomas Steier (thsteier)
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Bitte keinen Bürgerkrieg meinetwegen! ;-)

So langsam bin ich auch überzeugt davon, daß ein normaler CMOS-OPV 
reicht. Es geht ja nicht darum, den Laborinstrumenten von FLUKA & Co 
Konkurrenz zu machen.

> Thomas will sicher was professionelleres, leider wissen wir nichts über
> seine gewünschte Genauigkeit.

Reproduzierbar 0,1 pH wäre schon ausreichend - wobei die Betonung auf 
reproduzierbar liegt, von der Elektrodenalterung mal abgesehen.

Aber vermutlich muß ich etwas weiter ausholen. Das Gerät soll - so wir 
alles wie geplant zum Laufen bekommen - im Freiland eingesetzt werden. 
Ein IP67-Gehäuse mit Solar- (oder notfalls Akku-) versorgung, das 
temporär am jeweiligen Vorfluter montiert wird. Ok, wie wir das Gerät 
bzw die Sensoren davor bewahren, lange Beine zu bekommen, ist noch ein 
ganz anderes Thema... Und von daher rechne ich vorsichtshalber mit mehr 
oder zumindest unkalkulierbareren Störeinflüssen als in einem 
Aquarienkeller und versuche, sie im Vorfeld zu berücksichtigen. Sind 
Überlandleitungen in der Nähe? Gibt's um die Ecke einen elektischen 
Weidezaun? Wie groß sind die zu erwartenden Temperaturschwankungen im 
Gerät selbst (wenn der Bias-Strom temperaturbedingt von 50 auf 
meinetwegen 100pA steigt, macht das beim Innenwiderstand der Sonde schon 
gute 25mV, also 0,6 pH, aus)? Was kann eventuell rückwärts (z.B. µC-Takt 
und Oszillator der Leitwertmessung) einstreuen?
Kann natürlich auch sein, daß ich einfach nur paranoid bin...

Deswegen bin (bzw war) ich auch auf einen Instrumentenverstärker aus - 
da wirken sich (zumindest theoretisch) Störungen im Gleichtakt auf beide 
Eingänge aus und sollten automatisch eliminiert werden, während sich die 
Potentialdifferenz des eigentlichen Meßsignales nicht ändert.

> Erst verstärkt Thomas die Spannung um den Faktor 5, nur um sie dann
> wieder um den Faktor 0.6 zu verkleinern, an statt dass er gleich den
> Faktor 3 nimmt und sich den 324 als Folger komplett spart.
> Was soll an einem 324-Ausgang besser sein, als an eine INA-Ausgang?

Von der Sache her nichts, ich wollte das Ganze nur etwas entkoppeln bzw 
den INA mit fester Verstärkung und festem Offset fahren und die Justagen 
anschließend durchführen.

Wenn das nicht nötig ist, umso besser - aber ein IC mehr oder weniger 
ist dann auch nicht kostenentscheidend. Ich würde sagen, ich lasse den 
INA erstmal weg und baue eine der Beispielapplikationen auf Lochraster 
auf. Und die bekommt dann einen Datenlogger und das volle Programm an 
Störungen, das ich hinbekomme. Mal schauen, was passiert...

Viele Grüße,
Thomas


aus der Rubrik "mal wieder zu langsam":

> Der LF353, von anderer Seite genannt, läuft in Tausenden von ph bei
> Herstellern wie Metriso, ETW, etc mit Industrie-LAngzeitanforderungen.

Das ist doch mal eine klare Aussage. Ich habe leider nirgends Unterlagen 
oder gar Schaltpläne von industriellen Geräten finden können. Aber bei 
den Preisen konnte ich mir einfach nicht vorstellen, daß darin auch nur 
zwei, drei 0,50€-OPV am Werkeln sind.

> Also bau es damit oder spintisier weiter.

Sir! Jawohl, Sir! ;-)

Autor: Fick_The_idiotic_Steier (Gast)
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Weiter oben erzählst Du uns genau das Gegenteil....
faslst was von Interesse an Leangzeitkonstanz, etc.

geh, troll woanders

Autor: MaWin (Gast)
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> Gibt's um die Ecke einen elektischen Weidezaun?

Einsteuungen in extrem hochohmige Quellen wirken sich aus. Mein 
pH-Messgeraet z.B. bemerkt es, wenn man einfach nur mit der Hand 10cm 
von der Leitung entfernt in der Luft rumwedelt.
Aber das pendelt sich wieder ein, der uC kann den Mittelwert bilden.

> Wie groß sind die zu erwartenden Temperaturschwankungen im Gerät selbst

Das wissen wir nicht, das ahnst nur du. CMOS OpAmps werden bei wirklich 
hohen Temperaturen schlechter als JFET OpAmps.

> (wenn der Bias-Strom temperaturbedingt von 50 auf meinetwegen 100pA
>  steigt, macht das beim Innenwiderstand der Sonde schon gute 25mV,
> also 0,6 pH, aus)?

Kaum. So hochohmiges Wasser wirst du nicht haben.
In der Sonde selbst ist wohl 3mol KCl, die leitet wesentlich besser.

> Was kann eventuell rückwärts (z.B. µC-Takt
> und Oszillator der Leitwertmessung) einstreuen?

Dürfte vollkommen egal sein, denn so schnelle Änderungen wirst du gar 
nicht erfassen wollen. Deine Sonde wird doch nicht den pH-Wert im 
Megahertztakt messen, sondern vielleicht im Stundentakt.

> Kann natürlich auch sein, daß ich einfach nur paranoid bin...

Ja und nein. Auf 0.1, also 5mV, reproduzierbar trotz (extremer) 
Temperaturschwankungen zu messen, ist machbar. Dazu sollte man die 
Elektronik nicht ganz ohne Nachdenke aufbauen, und muss schon mal in die 
Datenblätter gucken welche Temperatureinflüsse es gibt, aber 5mV ist 
kein Hexenwerk.

Aber, wie du selbst sagst Alterung der Elektrode, da kannst du 0.1 
vergessen ohne ständige automatisierte Neu-Kalibrierung der Elektrode.

Autor: Thomas Steier (thsteier)
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Hm, ich will jetzt nicht drüber spekulieren, ob wir nur aneinander 
vorbeireden oder Du mich nicht verstehen willst. Zumindest scheinst Du 
ein ausgefülltes Liebesleben zu haben, wenn ich die letzten Autor-Felder 
so lese...

Aber mal zum Topic: Wie würdest Du es denn nennen, wenn ich von einer 
Schaltung erwarte, daß sie unter wechselnden Einsatz- und 
Umgebungsbedingungen langfristig (also nicht nur kalibrieren, eintauchen 
und wieder 'raus) reproduzierbare Werte liefert - und nicht drei Stellen 
nach dem Komma zeigt, die dann aber dafür von Windrichtung und der 
Anzahl der Pinguine in Kapstadt abhängen? Im Labor bei halbwegs 
konstanter Wasser- und Umgebungstemperatur würde ich mir auch keine 
Gedanken machen, aber das Gerät soll irgendwann mal praktisch einsetzbar 
sein.

Viele Grüße,
Thomas

Autor: Thomas Steier (thsteier)
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@Manfred:

> Kaum. So hochohmiges Wasser wirst du nicht haben.
> In der Sonde selbst ist wohl 3mol KCl, die leitet wesentlich besser.

Jein. Das Wasser selbst sollte wirklich relativ gut leiten - aber der 
bei weitem hochohmigste Teil der Sonde ist (soweit ich das Prinzip 
verstanden habe, siehe z.B. http://www.bingo-ev.de/~kh3515/phmess.html) 
die Glasmembran. Da gibt es nur Ionenwanderung im Festkörper, egal, was 
rundherum passiert

> Dürfte vollkommen egal sein, denn so schnelle Änderungen wirst du gar
> nicht erfassen wollen. Deine Sonde wird doch nicht den pH-Wert im
> Megahertztakt messen, sondern vielleicht im Stundentakt.

Ich hätte eher befürchtet, daß (gerade durch die hochohmige Auslegung) 
eingangsseitig Ladungen aufgebaut oder induziert werden könnten, die die 
Meßspannung verfälschen und sich nur schwer wieder abbauen. Das ist es 
auch, was mich an der Kondensator-am-Eingang-Variante zur 
Störunterdrückung stört.

> Aber, wie du selbst sagst Alterung der Elektrode, da kannst du 0.1
> vergessen ohne ständige automatisierte Neu-Kalibrierung der Elektrode.

Hm, auf einen integrierten Elektroden-putz-und-kalibrier-Roboter 
(zumindest hätte ich diesbezüglich keine andere Idee) sollte das 
eigentlich nicht hinauslaufen... Wie gesagt, ich werde es erstmal mit 
'nem Lochrasteraufbau versuchen und beobachten. Einerseits die 
Störanfälligkeit und andererseits das Triften. Wenn letzteres ein großes 
Problem wird, habe ich eins...

Viele Grüße,
Thomas

Autor: Wolfgang-G (Gast)
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>Quark.
>Und wenn die Ladungsmenge aufgebraucht ist, ist der pH-Wert 7 und man
>hat die Suppe neutralisiert ?
>Du siehst, dass das wohl Unsinn ist.
>Man misst hochohmig, weil die Leitfähigkeit schlecht ist, aber in
>Salzwasser tut es auch ein batterieloses Zeigermessinstrument

Und das ist völliger Unsinn.
Bei Verwendung  einer Glaselektrode misst man das Potential an einer 
Glasmembran, welches sich gesetzmäßig mit der 
Wasserstoffionenkonzentration (pH-wert) ändert, gegen eine Elektrode 
konstanten Potentials z.B. gesättigte Kalomelelektrode.
Die Hochohmigkeit (1-10MOhm) der Elektrodenanordnung  ist vor allem der 
schlechten Leitfähigkeit der Glasmembran geschuldet.
Die Potentialdifferenz an der Glasmembran zwischen Innen- und 
Außenlösung errechnet sich:
E= RT/F   ln(aH+)a/(aH+)i
Hohe Salzkonzentrationen führen zum Salzfehler.

Ich weiß leider nicht, was eine Projektarbeit ist.
Wenn es sich um eine industrielle Abwasserüberwachung handelt, dann 
sollte man die Messeinrichtung kaufen.
Bei der gewünschten Genauigkeit ist es besonders wichtig, dass die 
Messkette nach gewissen Regeln in bestimmten Abständen kalibriert wird. 
Und daran könnte der "Laie" scheitern.
Das soll Dich aber nicht abhalten, sich weiter mit dem Problem zu 
beschäftigen.
Für die Grundlagen der pH-Messung würde ich ein Lehrbuch der 
physikalischen Chemie empfehlen.
MfG

Autor: MaWin (Gast)
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> Die Hochohmigkeit (1-10MOhm) der Elektrodenanordnung  ist vor allem
> der schlechten Leitfähigkeit der Glasmembran geschuldet.

Nun, dazu hilft ein einfacher Test:

Halte die Snde in klares Leitungswasser und schau, wie schnell sich die 
Kapazität des Kabels (des eventuell vorhandenen Kondensators) und der 
Softwarefilterung der Messelektronik auf den richtigen Messwert 
einstellt.

Braucht bei mir mehrere Minuten.

Dann nimm dieselbe Elektrode (die Glasmembran, die deiner Meinung nach 
so wesentlich ist ändert sich ja nicht) und messe in gut leitfähigem 
Salzwasser. Reaktionszeit bis zum stabilen Messwert unter 10 Sekunden.

Die Sonde ist übrigens die GE100 von Greisinger
http://www.greisinger.de/index.php?task=2&wg=170


Automatische Kalibrierung ist nicht so schwer, wenn die Sonde so 
montiert ist, dass sie wahlweise mit dem zu messenden Wasser, der einen 
oder der anderen Kalibrierlösung gefüllt werden kann, z.B. durch 
Schlauchpumpen, und ein Magnetventil zum ablassen da ist. Seit Erfindung 
des uC alles kein Hexenwerk mehr.

Autor: Thomas Steier (thsteier)
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Das wird jetzt länger...

> Ich weiß leider nicht, was eine Projektarbeit ist.

Das ist eine Art Studienarbeit: großer Zeitrahmen, knappes Budget ;-) 
Wobei im konkreten Fall mehrere Fachrichtungen "mitspielen" - es geht 
von Umweltbiologie über Elektro- bis zur Versorgungstechnik, und jeder 
hat einen Teilaspekt am Wickel. Letztlich geht es weniger um irgend ein 
(womöglich vermarktungsfähiges) Produkt als um die Zusammmenarbeit und 
den Datenaustausch zwischen den Teilbereichen. In Verwaltungsdeutsch: 
ein "interdisziplinäres Experiment".

Ich habe dabei die Wasser-Sensorik am Hals. Erfaßt werden sollen 
Temperatur, Leitwert, pH-Wert, Redox-Potential, Trübung und (wenn's die 
Kasse noch hergibt) Sauerstoffsättigung des Wassers.

Und da ich es nicht erst einmal erlebt habe, daß sich Leute bei solchen 
Projekten monatelang Gedanken um den geeignetsten µC und die coolste 
Farbe der LCD-Hintergrundbeleuchtung gemacht haben, um dann zwei Wochen 
vor'm Abgabetermin mit Erschrecken festzustellen, daß die Meßwerte ja 
auch noch irgendwo herkommen müssen, wollte ich das Ganze mal 
andersherum angehen und mit dem analogen (und IMHO schwierigeren) Part 
anfangen. Programmcode kann man bis zur letzten Minute ändern - Platinen 
eher nicht. Diese Vorgehensweise scheint zwar irgendwie nicht ganz den 
Zeitgeist zu treffen ;-) aber damit kann ich leben.

Dabei will ich halt mit der pH-Messung beginnen, weil a) mir diese am 
heikelsten erscheint, und b) die Meßschaltung dann relativ problemlos 
für Redox- und Sauerstoffsensor angepaßt werden kann. Es geht ja in 
allen drei Fällen "nur" darum, hochohmig minimale Spannungen zu 
erfassen. Beim Leitwert schwanke ich noch - da wollte ich es eigentlich 
mit induktiver Messung versuchen, um Elektrodenverschleiß und 
Verschmutzung aus dem Weg zu gehen. Notfalls kann man da immer noch zur 
herkömmlichen Messung mittels Elektroden ausweichen. Aber das hat noch 
Zeit - erstmal möchte ich einen Teilabschnittt zum Funktionieren 
bekommen, bevor ich mich völlig verzettele...
Die Bestimmung der Trübung wird auch nochmal "interessant", da das auf 
photooptische Messung hinausläuft und Verschmutzung bzw. Bewuchs 
(Biofilme, Algen...) am Sensor quasi vorprogrammiert sind. Na ja, dafür 
sollte die Temperaturmessung trivial sein...

> Wenn es sich um eine industrielle Abwasserüberwachung handelt,
> dann sollte man die Messeinrichtung kaufen.

Das gibt die Kasse leider nicht her, die einzelnen Sonden schlagen (auch 
wenn erstmal nur "Einfachvarianten" zum Einsatz kommen) schon gewaltig 
zu :-( Wenn ich einfach 'ne Einkaufsliste an Sonden und Meßwandlern 
einreichen könnte, wäre es natürlich einfacher.

> Bei der gewünschten Genauigkeit ist es besonders wichtig, dass
> die Messkette nach gewissen Regeln in bestimmten Abständen
> kalibriert wird. Und daran könnte der "Laie" scheitern.

Stimmt, das sehe ich inzwischen als eines der größten Probleme. Wobei 
die Anregung von Manfred

> Automatische Kalibrierung ist nicht so schwer, wenn die Sonde
> so montiert ist, dass sie wahlweise mit dem zu messenden Wasser,
> der einen oder der anderen Kalibrierlösung gefüllt werden kann,
> z.B. durch Schlauchpumpen, und ein Magnetventil zum ablassen da
> ist.

da weiterhelfen könnte - bisher war ich eigentlich davon ausgegangen, 
einfach einen Träger mit den gesammelten Sensoren ins Wasser zu hängen. 
Wenn man das zu messende Wasser dagegen ansaugt, könnte man es bei der 
Gelegenheit auch gleich filtern (ok, für die Trübungsmessung nicht), 
falls das keinen Einfluß auf die Werte hat. Aber da muß ich eh' erstmal 
abklären, ob das dann nicht schon den (finanziellen und zeitlichen) 
Rahmen sprengen würde und man da notfalls einen Kompromiß (sprich, 
irgendwer latscht jede Woche hin, putzt und rekalibriert die Sonden 
manuell) eingehen muß.

> Für die Grundlagen der pH-Messung würde ich ein Lehrbuch der
> physikalischen Chemie empfehlen.

Ich hatte schon den "Wedler" in den Händen und die Theorie hinter dem 
Ganzen ist mir nun einigermaßen klar - aber jetzt geht es halt um die 
praxistaugliche Umsetzung. Und da fehlen mir leider die Erfahrungen - 
nicht alles, was im Labor prima funktioniert, macht dann auch im 
Freiland, was es soll.

Viele Grüße,
Thomas

Autor: Entkoppler (Gast)
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Kauf Dir halt was Fertiges von WTW.

Wenn Du jetzt kaufst, wirst Du Deine Projektarbeit noch knapp vor dem 
Abgabetermin fertigstellen können.

Wenn Du dagegen hier so weitermachst, sicher nicht.

Autor: Wolfgang-G (Gast)
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>Das ist eine Art Studienarbeit
Dann soll ihr wohl im Wesentlichen beweisen, dass das Messprinzip 
verstanden wurde und dass in Deinem Fall Messwerte herauskommen, die der 
Realität NAHE kommen.
pH Messungen mit Glaselektroden gibt es über 50 Jahre (1909 erste 
Beobachtungen an Glasmembranen) und hunderte von Leuten haben die 
Messsysteme für allgemeine oder spezielle Anwendungen weiterentwickelt 
und trotzdem sind viele Arbeiten die gleichen, wie vor 50 Jahren. (z. B. 
regelmäßige Kalibrierung bzw. Elektrodentausch nach einer gewissen 
Laufzeit u. u….)
also, fang einfach an und bau einen  Verstärker mit hochohmigem Eingang.
(je nach Elektrode 10MOhm – 100MOhm)
Dabei sollte der Verstärkungsgrad einstellbar sein, denn die 59mV/pH 
sind theoretisch. Fällt der Wert im Laufe der Zeit auf ca.55mV/pH dann 
sollte die Elektrode getauscht werden.


MfG

Autor: ::: (Gast)
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Eine variable Verstaerkung bringt nichts. Ein zusaetzlicher Parameter 
zum einstellen. Falls der ADC genuegend Bits hat kann man da nachher in 
software korrigieren.

Autor: Wolfgang-G (Gast)
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>Falls der ADC genuegend Bits hat kann man da nachher in
>software korrigieren.
geht natürlich auch

Autor: Andreas (Gast)
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Schaue mal hier (Seite 19):
http://www.national.com/ds/LM/LMP7701.pdf

Autor: spess53 (Gast)
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Angehängte Dateien:

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Hi

Oder hier.

MfG Spess

Autor: Thomas Steier (thsteier)
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Na hoppla, da ist ja noch einiges zusammengekommen...

Als Fazit des Ganzen werde ich den INA nun definitiv außen vor lassen 
und einen "herkömmlichen" Meßverstärker aufbauen. Und diesen dann nicht 
mit Trimmern, sondern (im Rahmen von Widerstandsreihen und Toleranzen) 
fest so dimensionieren, daß Verstärkung und Offset da sind, wo sie 
hingehören - den entgültigen Abgleich kann dann auch der Controller 
erledigen.

In Hinblick auf Eingangswiderstand und Leckströme dürfte es am 
sinnvollsten sein, den OPV direkt an die Eingangsbuchse zu setzen und 
den Pin direkt zur Buchse hochzubiegen, anstelle ihn erst über die 
Platine zu führen, oder?

Auf jeden Fall erstmal vielen Dank für den Input - und diverse 
"Kopfwäschen" ;-) Da werde ich nun einen Versuchsaufbau angehen können 
und schauen, wie stabil das Ganze dann wird.

Viele Grüße,
Thomas

Autor: Markus F. (ergoshape)
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Hallo Experten!
Ich bin kein Elektrotechniker,
deshalb bitte nicht für folgende Fragen "dissen"! ^^

Ich möchte einen INA116 zur Messung von +- 400 mV einer pH-Sonde o.ä. 
verwenden.
Sein REF-Eingang wird natürlich mit der Hälfte der Referenzspannung des 
A/D-Wandlers versorgt. Hier sollte ein OPV (ist TS912 gut?) entsprechend 
Datenblatt als Folger vorgeschaltet werden, um eine niederohmige 
Referenzspannungsquelle für besseres CMR zur Verfügung zu stellen?
Hinter dem INA würde ich des Weiteren den zweiten TS912 als Puffer 
einsetzen: (INA kann nicht so viel Strom... schnellerer S/H am A/D... 
oder?) ^^
und wie sieht es mit der Versorgungsspannung des INA aus? muss die auch 
bipolar sein, wenn ich auf REF 2,5 V gebe? Ist hierfür ein normaler 
dual-TRACO (oder günstiger nachbau) in Ordnung?

THX 4 HELP!
VG

Autor: Tine Schwerzel (tine)
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[ ] Du hast den Thread gelesen?

Autor: Markus F. (ergoshape)
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hi tine!
vielen dank für deine hilfreiche nachricht!
wenn du mir sagen kannst, wo hier näher auf diese schaltungsdetails für 
einen INA eingegangen wurde, werde ich meinen anscheinend 
schwachsinnigen post sofort löschen. ich stellte diese fragen in diesem 
thread, da einige leute mit INA-skills hier unterwegs waren. was hab ich 
denn falsch gemacht?

Autor: Tine Schwerzel (tine)
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Der INA116 ist der falsche Baustein. Was Du suchst, ist ein 
Operationsverstärker mit kleinem Biasstrom. Dazu wurden hier auch Sachen 
genannt.

Autor: Markus F. (ergoshape)
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nein. ich frage mich gerade, ob du den thread gelesen hast.
hier: 
http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/texasins...
in den specs sind die ströme in femtoampère angegeben!

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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>Hinter dem INA würde ich des Weiteren den zweiten TS912 als Puffer
einsetzen: (INA kann nicht so viel Strom... schnellerer S/H am A/D...
oder?) ^^

Was soll das ? Ein paar Megasample um eine langsame Groesse zu messen ? 
Fuer einen normalen ADC reicht ein INA locker.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Tine Schwerzel schrieb:
> Der INA116 ist der falsche Baustein.

Echt? Tja, nun steht aber in den Applikationen zu diesem Baustein 
EXPLIZIT die pH Messung erwähnt. Sogar mit Schaltbeispiel. So ein Pech 
aber auch.

INA116 Scheint also doch zu passen, wie man im eigenen Testaufbau auch 
sehen kann.

Was natürlich auch mit anderen OPV machbar wäre.

Aber das war ja nicht die Fragestellung von markus.

Autor: Markus F. (ergoshape)
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@heynochwas: danke für die stellungnahme, dann spare ich das material. 
:)

@andrew: danke für die unterstützung! :) ...diese tine xD

wie siehts denn hinsichtlich der versorgung des ina aus? ist da ein 
traco ok? die rippeln ja auch nicht wenig. oder brauchich gar keine 
bipolare versorgung da REF=2,5V?

sonnige grüße!

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Markus F. schrieb:
> wie siehts denn hinsichtlich der versorgung des ina aus? ist da ein
>
> traco ok? die rippeln ja auch nicht wenig. oder brauchich gar keine
>
> bipolare versorgung da REF=2,5V?


Das Datenblatt (s.o.) sagt das der ina die bipolare Versorgung mag. Von 
unipolar lese ich da nix. Du etwa?

Autor: BUZman (Gast)
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Leute,
mir schint, dass das Thema vom elektronischen Standpunkt ausreichend 
durchgekaut wurde. Also braucht man einen hochohmigen und stabilen 
Messverstärker und für die weitere Verarbeitung, Kalibrierung und 
Temp-Kompensation den richtigen Code im µC. Das Problem bei 
zuverlässiger pH-Wrtmessung liegt aber woanders: Sonde nicht 
langzeitstabil, Bewuchs, Diaphragma verstopft, ..., das braucht dafür 
nur Tage, bis man nur noch Mist misst, und bei manchen Leuten Wochen, 
bis sie es merken. Je nach Anforderung läuft dann doch alles auf den 
Sonden-putz-und-kalibrier-roboter hinaus, und für den muss man dann noch 
die passende Chemie (Reinigungslösung) austüfteln - und beim Kalibrieren 
eine Verschleppung der Standards verhindern, und am besten die Sonde hin 
und wieder für einige Stunden in KCl stelen, damit sie sich "erholt".
Ich musste da auch meine Erfahrungen sammeln - und dann einen solchen 
Roboter entwickeln, der 9 Pumpen und 4 Magnetventile enthält.
Generell ist es für eine pH-Messung eine gute Idee, für eine konstante 
Anströmung der Sonde zu sorgen, denn die Ausgangsspannung hängt davon 
auch ab.
Die analoge Eingangselektronik ist gegen die weiteren Widrigkeiten der 
pH-Messung aus meiner Sicht ein Nebenschauplatz.
Gruß,
BUZman

Autor: Markus F. (ergoshape)
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also in meinem fall werden die sonden ordentlich konstant angeströmt und 
auch regelmäßig manuell gewartet. das möchte ich, genausowenig wie die 
elektronischen grundlagen, aufs neue "durchkauen". vielmehr hatte ich 
mir antworten oder stellungnahmen zu meinen konkreten fragen gewünscht. 
wenn man so eine ina für 10euro bestellt, dann möchte man ja auch, dass 
die sich optimal wohlfühlt in der schaltung. ^^ wenn die dann auf einmal 
unzufrieden ist, weil sie den traco nicht mag, hat man auch nix davon. 
cheers!

Autor: Markus F. (ergoshape)
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bezüglich der angaben im datenblatt kam bei mir die frage nach der 
bipolarität der versorgungsspannung nur auf, weil dort sämtliche 
vorgaben respektive einem auf masse gelegten REF eingang getätigt worden 
sein könnten.

also gut - dann machen wir es bipolar. ist ein traco hierbei ok? :)

Autor: Tine Schwerzel (tine)
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Nur weil es im Datenblatt steht, heißt nicht, dass man es so machen 
muss. Im Datenblatt steht nämlich auch, dass das INA116-pH-Meter eine 
zusätzliche Groundelektrode braucht. Und genau an dem Punkt greift ihr 
nämlich in was weiches, warmes, braunes. Die üblichen Elektroden mit BNC 
Kabel sind bipolar. Und dann gibt es keinen bias current return path und 
dann driftet die Schaltung. Das hat der initiale Threadersteller nämlich 
auch gemerkt, als er was von Mondphasenabhängigkeit schrieb.
Ein pH-Meter braucht keine fA Biasströme, oder was denkt Ihr wie das 
früher gemessen wurde? Der Max406 hat 0.1 pA und ist explizit als pH 
Pufferverstärker spezifiziert! Das TI/BB für den INA sich da was 
zurechtbastelt, um den Einsatz überall zu rechtfertigen, ist doch klar! 
Das bezieht sich auf wissenschaftliche Anwendungen, nicht auf die 
kommerziellen Glaselektroden.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>bezüglich der angaben im datenblatt kam bei mir die frage nach der
>bipolarität der versorgungsspannung nur auf, weil dort sämtliche
>vorgaben respektive einem auf masse gelegten REF eingang getätigt worden
>sein könnten.

Im Datenblatt steht, daß die minimale Versorgungsspannung +/-4,5V ist.

>also gut - dann machen wir es bipolar. ist ein traco hierbei ok?

Das kommt darauf an, was das für ein Traco ist. Die, die ich kenne, 
wollen ein Pi-Filter am Eingang und an jedem Ausgang.
Ist außerdem die Spannung stabil genug? Falls nicht, könnte es 
Offsetspannungsprobleme durch die endliche PSRR (Power Supply Rejection 
Ratio) geben.

>Hinter dem INA würde ich des Weiteren den zweiten TS912 als Puffer
>einsetzen: (INA kann nicht so viel Strom... schnellerer S/H am A/D...
>oder?)

Am Eingang des ADC dürfte ein simples RC-Glied mit großem C ausreichen, 
da sich das pH-Meßsignal ja nur sehr langsam ändert.

Kai Klaas

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Tine Schwerzel schrieb:
> Nur weil es im Datenblatt steht, heißt nicht, dass man es so machen
>
> muss.

Halt die Füße still.

Hat auch niemand behauptert das man es so machen MUSS.
Ich schreib ja bereits das man es auch anders machen kann.

DU dagegen hast behauptet, das der INA ungeeignet ist für pH Messung.
Die Applikation sagt das Gegenteil. Der Testaufbau ebenfalls. Du hast 
also schlicht Unrecht in diesem Punkt.

so what.

Autor: _Gast-XIV (Gast)
Datum:

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BUZman schrieb:

> Das Problem bei
> zuverlässiger pH-Wrtmessung liegt aber woanders: Sonde nicht
> langzeitstabil, Bewuchs, Diaphragma verstopft, ...,

Nun, dafür gibt es Macropore und Gelgefüllte Elektroden.

Die halten je nach Anwendung Jahre


> das braucht dafür
> nur Tage, bis man nur noch Mist misst, und bei manchen Leuten Wochen,
> bis sie es merken. Je nach Anforderung läuft dann doch alles auf den
> Sonden-putz-und-kalibrier-roboter hinaus,
> und für den muss man dann noch
> die passende Chemie (Reinigungslösung) austüfteln -

Lässt sich oft nicht vermeiden



> und beim Kalibrieren
> eine Verschleppung der Standards verhindern,

kipp Sie nacheinenader rein, dann kommt es nicht vor.

> und am besten die Sonde hin
> und wieder für einige Stunden in KCl stelen,
> damit sie sich "erholt".

Das ist mit Sicherheit die beste Lösung, einfacher ist es aber häufig 
einen Hersteller für pH Elektroden zu fragen.


> Ich musste da auch meine Erfahrungen sammeln - und dann einen solchen
> Roboter entwickeln, der 9 Pumpen und 4 Magnetventile enthält.

Bischen viel


> Generell ist es für eine pH-Messung eine gute Idee, für eine konstante
> Anströmung der Sonde zu sorgen, denn die Ausgangsspannung hängt davon
> auch ab.

Das hängt sehr von der Anwendung ab.


> Die analoge Eingangselektronik ist gegen die weiteren Widrigkeiten der
> pH-Messung aus meiner Sicht ein Nebenschauplatz.

So ist es, aber der Teil wurde hier sehr schön durchgekaut ;-).

> Gruß,
> BUZman

GXIV

Autor: Tine Schwerzel (tine)
Datum:

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>DU dagegen hast behauptet, das der INA ungeeignet ist für pH Messung.

Es ist nicht unmöglich, aber es ist vollkommen unnötig kompliziert und 
teuer. Zudem lässt er sich nicht mit einer herkömmlichen Elektrode 
verwenden. Letzterer Punkt klassifiziert sich für mich unter 
"untauglich". Ich kauf doch keinen 10 Euronen Verstärker, wo ich auch 
noch Mätzchen machen muss den überhaupt zu benutzen, wenn es ein ein 
Euro Teil auch tut.

Autor: Tine Schwerzel (tine)
Datum:

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Nur mal so als Anmerkung:
http://www.ph-meter.info/pH-meter-construction

TL081 ist aufgrund des hohen Biasstroms sicher nicht ideal, aber ein 
TLC271 sollte ausreichend sein (0.7 pA). Kostet vielleicht 30 Cent.

Autor: Kai Klaas (Gast)
Datum:

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>Es ist nicht unmöglich, aber es ist vollkommen unnötig kompliziert und
>teuer. Zudem lässt er sich nicht mit einer herkömmlichen Elektrode
>verwenden. Letzterer Punkt klassifiziert sich für mich unter
>"untauglich".

Jetzt mach mal halblang, Tine. Im Datenblatt gezeigt ist lediglich ein 
Drei-Elektroden-System, weil der INA116 als Instrumentationsverstärker 
das mit seinen zwei Eingängen ja gerade unterstützt. Das heißt aber 
nicht, daß er ein Zwei-Elektrodensystem nicht kann! Dazu mußt du 
lediglich den "-" Eingang mit Masse verbinden.

Auch dann gibt es gute Gründe einen INA116 einzusetzen:

1. Mit seinem "-" Eingang kann er Störungen auf der Masse herausrechnen.

2. Er besitzt eine hervorragende Eingangsschutzschaltung, die man sonst 
diskret aufbauen müßte, was bei den geforderten niedrigen 
Eingansgströmen garnicht so einfach ist.

3. Man kann über den REF-Eingang der Ausgangsspannung einen Offset 
verpassen, was gerade für den Anschluß an einen Mikrocontroller mit 
ADC-Eingang besonders vorteilhaft ist.

Kai Klaas

Autor: Markus F. (ergoshape)
Datum:

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zuersteinmal vielen dank für die zustandegekommene diskussion!

ist vor dem REFeingang eigentlich ein OPV sinnvoll? oder kann man direkt 
am zb LM185/385 andocken?

Autor: Tine Schwerzel (tine)
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>Dazu mußt du
>lediglich den "-" Eingang mit Masse verbinden.

Womit man dann:

>1. Mit seinem "-" Eingang kann er Störungen auf der Masse herausrechnen.

Ad absurdum geführt wird. Die anderen Punkte stimmen natürlich, aber ich 
bleibe dabei, dass das keine rationelle Einsatzmöglichkeit für den 
INA116 ist, und das steht auch weiter oben im Thread.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>>Dazu mußt du
>>lediglich den "-" Eingang mit Masse verbinden.
>
>Womit man dann:
>
>>1. Mit seinem "-" Eingang kann er Störungen auf der Masse herausrechnen.

Ad absurdum geführt wird.

Keineswegs. Natürlich verbindest du dann den "-" Eingang nicht mit der 
lokalen Masse des INA116, sondern mit der Sensormasse eines entfernt 
angeordneten Sensors.

Kai Klaas

Autor: Tine Schwerzel (tine)
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Richtig, und genau ist das Problem! Das geht nur bei Anordnung mit 2 
Elektroden (Ag/AgCL + pH-Sonde), aber nicht bei Verwendung einer 
normalen pH Elektrode. Die werden über BNC bipolar angeschlossen und da 
liegt der Mantel auf dem Ag/AgCl in 3 M KCl Potential! Das meine ich mit 
Gefrickel. Daher lieber einen OPAmp nehmen und unipolar messen. In dem 
Moment wo man Minus auf Ref/Gnd legt, hat man sich schon mal schön die 
Symetrie der Eingänge sowie die Imput Bias Protection degradiert.
Was spricht denn zB gegen den TLC271? Der erlaubt auch einen Input 
Offset Abgleich, kann unipolar gespeist werden, hat einen 
Eingangswiderstand, der das Verhältnis der Impedanzen um den Faktor 
1:100 übertrifft und der Bias-Current wird nichtmal 0,1 pH Abweichung 
verursachen, selbst im Worst-Case. Alles andere macht im Selbstbau ohne 
die entsprechenden Kentnisse in Elektrochemie ohnehin nicht den 
geringsten Sinn.

Autor: popcornholer (Gast)
Datum:

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Jetzt wirst Du langsam lächerlich mit Deiner Argumentation, Tine.

Andrew hat doch ganz klar gesagt, das man es mit dem INA machen kann, 
aber nicht machen  muß.
Es führen schließlich viele Wege zum Ziel. Das sagt er Dir doch auch 
deutlich.

Du dagegen versuchst in kindischem Stil Deine These wie ein Mantra zu 
verteitigen, das man es einfacher machen muß.

Ist doch völlig über, was Du hier treibst.

Autor: Tine Schwerzel (tine)
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Siehe hier:
Ebay-Artikel Nr. 390212533715

Wo soll denn da der dritte Pol hin?


Ich würde ohnehin zu soetwas raten:
Ebay-Artikel Nr. 150456187845

Im Prinzip für fast alles verdünnt-wässrige gut genug

Autor: Tine Schwerzel (tine)
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Nagut, dann mach eben mit dem teuren Teil, wäre nett wenn dabei mal ein 
Schaltplan rauskommt, von dem der Rest lernen kann.

Autor: johannes (Gast)
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Hallo in die Runde,

ich habe das Problem mit der pH-Messung als ziemlicher 
Elektronik-Anfänger mit einem TLC274 gelöst. Das war eigentlich mein 
2tes Elektronikprojekt überhaupt, und ich habe mehr durch Zufall zu 
diesem OPV gegriffen(Preis).
Das war aber, wie sich später zeigte, ein ziemlicher Glücksgriff. Der 
Einganswiderstand der Schaltung ist hoch genug. Hersteller von 
pH-Elektroden geben einen sinvollen Eingangswiderstand von 1,5T-Ohm an. 
Das läßt sich mit dem TLC274 realisieren. Ich habe mir dann aus 3/4 des 
TLC274  einen Instrumentenverstärker mit einer Verstärkung von 2 gebaut. 
Diese OPV's müssen aber bipolar? versorgt werden. Ich habe die negative 
Spannung mit einem  ICL7660 erzeugt. Dann mit einem 2ten TLC274 die 
Spannung aus dem negativen in einen Bereich von 0 - ... Volt gebracht 
und nach bedarf Verstärkt. Das hat soweit gut funktioniert. Die weitere 
Auswertung im Arduino. Ich habe auf der Arbeit einen industriellen 
Messverstärker als Vergleich. Der hat auch nicht genauer gemessen. Mein 
Rat : einfach mit einem/mehreren TLC272/274/... versuchen. Die ganze 
Schaltung kostet vielleicht ein paar Euro, und nachher bist Du
schlauer, was Dein Problem angeht.

Beste Grüße,

Johannes

Autor: Nico Fuchs (Gast)
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Guten Tag,

ich arbeite auch im Moment an einem Projekt zur elektrometrischen 
Wasseranalyse.

Vielen Dank für die vielen Hinweise und Ausführungen zur Messung des 
PH-Wertes.

Mich beschäftigt im Moment die Fragestellung der galvanischen Trennung 
von Redox-, PH- und Leitfähigkeitssensoren.

Die von mir verwendeten Sensoren für Redoxpotential und PH-Wert besitzen 
getrennte Bezugssysteme (BNC-Anschluss, keine gemeinsame 
Bezugselektrode). Ist es wegen möglichen Potentialunterschieden des 
Bezugssystems und daraus resultierenden Ausgleichsströmen notwendig die 
Sensoren galvanisch zu trennen?

MFG
Nico Fuchs

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Ein Schaltplan würde jetzt ungemein helfen...

Autor: MaWin (Gast)
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> Ist es wegen möglichen Potentialunterschieden des
> Bezugssystems und daraus resultierenden Ausgleichsströmen notwendig die
> Sensoren galvanisch zu trennen?


Bei schlechter Leitfähigkeit des Wassers und halbwegs räumlicher Distanz 
der Sensoren (also 100 mal weiter weg als der Abstand der Elektroden in 
einem Sensor) wohl nicht.


Trotzdem würde ich eine Schaltung verwenden, die die Potential nahe 
beinander hält.

Autor: Nico Fuchs (Gast)
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> Bei schlechter Leitfähigkeit des Wassers und halbwegs räumlicher Distanz
> der Sensoren (also 100 mal weiter weg als der Abstand der Elektroden in
> einem Sensor) wohl nicht.

Alle Sensoren befinden sich in einer Armatur mit einem Abstand < 50mm. 
Bei dem Wasser welches analysiert werden soll, handelt es sich um 
Schwimmbadwasser(also recht sauber, mittlere Leitfähigkeit 300µS/cm - 
3000µS/cm).

Autor: Tine Schwerzel (tine)
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Gute Frage. Es kommt ein wenig auf die Sensoren an. Da musst Du schauen 
aus was die sind. Im Prinzip braucht man es nicht für die 
Messwertstabilität, aber es kann leicht zu Korrosion kommen. Die pH 
Gegenelektrode ist aus Silber/chlorid und die Leitfähigkeitselektrode 
vmtl. aus Stahl. Da ist die Differenz nur 0,1 Volt. Hier gäbe es die 
Möglichkeit für den Einsatz von einem INA, da man dann die Erdung über 
einen Pol der Leitfähigkeitselektrode machen kann, und pH differenziell. 
Das müsste dann gut gehen.

Autor: _Gast-XIV (Gast)
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Nico Fuchs schrieb:
> Mich beschäftigt im Moment die Fragestellung der galvanischen Trennung
> von Redox-, PH- und Leitfähigkeitssensoren.


> Die von mir verwendeten Sensoren für Redoxpotential und PH-Wert besitzen
> getrennte Bezugssysteme (BNC-Anschluss, keine gemeinsame
> Bezugselektrode). Ist es wegen möglichen Potentialunterschieden des
> Bezugssystems und daraus resultierenden Ausgleichsströmen notwendig die
> Sensoren galvanisch zu trennen?

Galvanische Trennung halte ich für Overkill, zwischen pH und Redox 
fließt eh nix und die Leitfähigkeitssonde würde ich nur bei Messung 
einschalten.

Autor: _Gast-XIV (Gast)
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Tine Schwerzel schrieb:
> Die pH
> Gegenelektrode ist aus Silber/chlorid und die Leitfähigkeitselektrode
> vmtl. aus Stahl.

Aber wie hoch ist der Widerstand Elektrode / Medium?

Autor: Tine Schwerzel (tine)
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Werden so im Bereich von 10 kOhm sein...

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>Galvanische Trennung halte ich für Overkill, zwischen pH und Redox
>fließt eh nix und die Leitfähigkeitssonde würde ich nur bei Messung
>einschalten.

Naja, so Overkill ist das nicht. Wenn da fremde elektrische Felder 
herrschen, hat das doch sicherlich einen Einfluß auf die Messungen, 
oder?

Das wäre doch für Nico eine schöne Aufgabe und würde sein Projektheft 
füllen: Erst einmal herausfinden, ob ein zu geringer Abstand der 
Sensoren die Messungen überhaupt beeinflußt. Dazu zwei Armaturen 
aufbauen, mit unterschiedlichem Abstand zwischen den Sensoren und 
testen, ob die Meßergebnisse unterschiedlich sind.

Kai Klaas

Autor: Wolfgang-G (Gast)
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Sehe ich ähnlich,
Bei der pH- Messung und der Redoxmessung handelt es sich um 
Potentialdifferenzmessungen. Es fließt also kein (theoretisch) Strom, 
der irgendwelche störende elektrische Felder aufbauen könnte.
Anders sieht es mit der Leitfähigkeitsmessung aus. Durch den fließenden 
Wechselstrom könnte es durchaus sein, das hier Felder entstehen, die die 
anderen Messungen stören. Da hilft auch keine galvanische Trennung.
Dies sind zwar vorwiegend theoretische Überlegungen. Sie sollten deshalb 
durch Praxistests untermauert oder widerlegt werden.
MfG

Autor: _Gast-XIV (Gast)
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Kai Klaas schrieb:
> Wenn da fremde elektrische Felder
> herrschen, hat das doch sicherlich einen Einfluß auf die Messungen,
> oder?

Was du aber mit einer galvanischen Trennung nicht wegbekommst da die 
EM-Felder nicht erdbezogen sind. Sonst gäbe es keine Transistorradios 
oder Satellitenempfänger.

Galvanische Trennung verhindert z. B. Masseschleifen, was aber hier 
nicht das Problem ist. Für Störfelder gibt es z.B. Elektroden mit 
Variopin, die sind mehrfach geschirmt (bei vernünftigen Kabel) und wenn 
durch das Wasser was durchkommt dann hast du wohl einen Swimmingpool 
unterm Sendemast.

Die Trennung beeinflusst auch die Messgenauigkeit oder Sie wird sehr 
aufwendig gebaut.

>
> Das wäre doch für Nico eine schöne Aufgabe und würde sein Projektheft
> füllen: Erst einmal herausfinden, ob ein zu geringer Abstand der
> Sensoren die Messungen überhaupt beeinflußt.

Kommt drauf an ob er eine Doktorarbeit schreibt oder was 
funktionierendes aufbauen soll.

> Dazu zwei Armaturen
> aufbauen, mit unterschiedlichem Abstand zwischen den Sensoren und
> testen, ob die Meßergebnisse unterschiedlich sind.

Dazu reicht ein Anruf beim Elektrodenhersteller.

Wolfgang-G schrieb:
> Anders sieht es mit der Leitfähigkeitsmessung aus. Durch den fließenden
> Wechselstrom könnte es durchaus sein, das hier Felder entstehen, die die
> anderen Messungen stören. Da hilft auch keine galvanische Trennung.
> Dies sind zwar vorwiegend theoretische Überlegungen. Sie sollten deshalb
> durch Praxistests untermauert oder widerlegt werden.

Wie wäre es das gebrate der LF Elektrodekann einfach abzuschalten wenn 
die pH Messung läuft?

Ein kleines quecksilberbenetztes Relais für messtechnische Aufgaben 
befreit dich von allen Sorgen und als Umschalter kannst du gleich deine 
Messapparatur kalibrieren.

Autor: Tine Schwerzel (tine)
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quecksilberbenetztes Relais? Was zum Geier ist das denn?

Autor: MaWin (Gast)
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Gab's früher mal, als Asbest in Bremsbelägen, Lindan im Xyladecor, PAK 
in Klebern war, da war auch Quecksilber in manchen Reed-Relais damit die 
nicht prellen und bei geringen Strömen Kontakt geben.

http://www.surplussales.com/Relays/mercury.html

Autor: _Gast-XIV (Gast)
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> quecksilberbenetztes Relais? Was zum Geier ist das denn?

Ein Relais aus der Messtechnik, steht hier als Beispiel für eine 
niederohmige trennbare Verbindung.

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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>quecksilberbenetztes Relais...

Nur so nebenbei.. ein normales Relais hat Probleme mit Stroemen gegen 
Null. Ein PicoAmperse zuverlaessig zu schalten ist nicht trivial. 
Allenfalls ein Goldkontakt Relais, aber wenn man da mal mehr drueber 
gelassen hat, geht's nicht mehr.
Das Quecksilber Relais war gut darin, da die Kontaktoberflaeche fluessig 
war. Leider ist Quecksilber etwas aus der Mode gekommen.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>Kommt drauf an ob er eine Doktorarbeit schreibt oder was
>funktionierendes aufbauen soll.

Nein. Es kommt nur darauf an, etwas Funktionierendes herzustellen und 
der Test mit dem Abstand ist Teil der Entwicklung. Das andere ist eine 
Frage der Dokumentation.

>Dazu reicht ein Anruf beim Elektrodenhersteller.

Na dann mal los...

>Ein kleines quecksilberbenetztes Relais für messtechnische Aufgaben
>befreit dich von allen Sorgen und als Umschalter kannst du gleich deine
>Messapparatur kalibrieren.

Warum die Sensoren nicht einfach weiter voneinander entfernen?? Das ist 
doch Gemurkse mit der Umschalterei.

Kai Klaas

Autor: _Gast-XIV (Gast)
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Hey noch Was schrieb:
> Nur so nebenbei.. ein normales Relais hat Probleme mit Stroemen gegen
> Null. Ein PicoAmperse zuverlaessig zu schalten ist nicht trivial.

Bei der Leitwertmessung gibt es aber keine Picoampere (ausser bei 
Reinstwasser)

> Allenfalls ein Goldkontakt Relais, aber wenn man da mal mehr drueber
> gelassen hat, geht's nicht mehr.

Wer in der chemischen Messtechnik so viel Strom in eine Leitwertsonde 
jagt das die Goldkontakte unbrauchbar werden sollte besser als 
Sprengmeister  arbeiten.


> Das Quecksilber Relais war gut darin, da die Kontaktoberflaeche fluessig
> war. Leider ist Quecksilber etwas aus der Mode gekommen.

War auch nur ein Beispiel

Kai Klaas schrieb:
> Nein. Es kommt nur darauf an, etwas Funktionierendes herzustellen und
> der Test mit dem Abstand ist Teil der Entwicklung. Das andere ist eine
> Frage der Dokumentation.

Meinetwegen, aber die Applikationsingenieure des Herstellers werden das 
schon gemacht haben, warum das Rad 2x erfinden?

>
>>Dazu reicht ein Anruf beim Elektrodenhersteller.
>
> Na dann mal los...

Ist mein ernst, in der Regel spart das eine Menge Aufwand

>
>>Ein kleines quecksilberbenetztes Relais für messtechnische Aufgaben
>>befreit dich von allen Sorgen und als Umschalter kannst du gleich deine
>>Messapparatur kalibrieren.
>
> Warum die Sensoren nicht einfach weiter voneinander entfernen?? Das ist
> doch Gemurkse mit der Umschalterei.

Kommt auf die Anwendung an, anderer Ort andere Bedingungen, andere 
Ergebnisse.

Autor: Nico Fuchs (Gast)
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Hallo nochmal!

# Eine Doktorarbeit soll es nicht werden. Ein funktionierender Prototyp 
wäre völlig ausreichend.

# Ein Quecksilberrelais ist für meinen Prototyp keine Option.

# In der angehangenen Datei beschreibe ich, meine Gedanken weshalb ich 
an eine galvanische Trennung denke.

Kai Klaas schrieb:
>Galvanische Trennung verhindert z. B. Masseschleifen, was aber hier
>nicht das Problem ist. Für Störfelder gibt es z.B. Elektroden mit
>Variopin, die sind mehrfach geschirmt (bei vernünftigen Kabel) und wenn
>durch das Wasser was durchkommt dann hast du wohl einen Swimmingpool
>unterm Sendemast.

Ich denke schon, dass durch die Masseschleife Korrosion an meiner 
LF-Zelle, unabhängig davon ob sie eingeschalten ist oder nicht, 
entsteht.

Quellen der Standardpotentiale:
Ag/AgCl-: 
http://www.ak-hoffmann.chemie.uni-mainz.de/pdf/scr... 
[S.81]

Pt: http://de.wikipedia.org/wiki/Elektrochemische_Spannungsreihe

#Hochfrequente Störungen sind kein Problem weil:
  ~ Jeder Eingangsverstärker hat am Ausgang einen Tiefpass mit 20dB und 
Grenzfrequenz 1Hz
  ~ Die LF-Messzelle so Konstruiert ist, dass die Feldlinien zwischen 
den Platten ausgebildet werden und (fast) nicht nach außen dringen. (Für 
diese Aussage muss ich die Quelle zunächst schuldig bleiben, weil ich 
sie im Moment nicht finden kann)
Meine LF-Zelle: 
http://www.meinsberg.de/de/download/datenblaetter/...

Ich werde morgen den Hersteller kontaktieren - weil ich der Aussage von 
_Gast-XIV folge.

Kai Klaas schrieb:
> Nein. Es kommt nur darauf an, etwas Funktionierendes herzustellen und
> der Test mit dem Abstand ist Teil der Entwicklung. Das andere ist eine
> Frage der Dokumentation.

Ich werde auf alle Fälle erproben, ob sich Beeinflussungen der 
Messgeräte untereinander ermitteln lassen. Dennoch ist die Vergrößerung 
des Abstandes zwischen den Sensoren nach der Anschaffung der Armatur und 
ihres Einbaus (der bereits geschehen ist) keine Option mehr.

Vielen Dank für die rege Teilnahme und die vielfältigen Ausführungen.

P.S.: bei Quecksilber und Strom muss ich immer daran 
http://www.fotocommunity.de/pc/pc/channel/1/extra/... 
denken. ;-)

Autor: Tine Schwerzel (tine)
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Ja nee, da musst Du etwas tun. Entweder die Leitfähigkeitsmessung per 
DCDC galvanisch trennen, oder 1 Platte der Leitfähigkeitselektrode auf 
Gnd legen und unipolar messen, die beiden anderen Elektroden dann mit 
einem Instrumentenverstärker bipolar verstärken (dann fließt nur der 
Input Bias Current über die Leitfähigkeitselektrode) --- oder die 3 
Module alle galvanisch trennen und wie getrennte Handmessgeräte 
verwenden, dann ist eine unipolare Messung möglich. Den Tiefpass würde 
ich höher ansetzen, nicht dass es da Probleme gibt, wenn man die 
Leitfähigkeitsmessung während der pH Messung zB abschaltet und dann 
wieder an. Lieber im MC mitteln.

Autor: (unknown) (Gast)
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Weiter im Text:

Die Quelle zur Aussage, dass das Feld bei der Leitfähigkeitsmessung 
homogen sein sollte wird hier 
http://www.ptb.de/de/org/3/31/313/conduct_1.htm zumindest angerissen.

Für den Heimgebrauch sind einfachere Anordnungen sicher völlig 
ausreichend. Den Zusammenhang fand ich dennoch recht interessant.

Der Anruf beim Hersteller hat meine Befürchtungen bestätigt. Der 
Ingenieur der Firma hat mir geraten alle Sensoren galvanisch zu trennen.

Leider kam er nicht so recht ins plaudern, welche Erfahrungen er bisher 
gemacht hat und was sonst noch so geht. Er beschränkte sich darauf meine 
Fragen recht geradlinig zu beantworten.

So kommen also neben einer Spannungsversorgung pro Kanal noch drei VCOs 
dazu - naja ist jetzt auch egal.


MFG
Nico

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Warum hängst du denn die Sensoren nicht einfach weiter von einander 
weg??

Kai Klaas

Autor: Tine Schwerzel (tine)
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Naja, wenn der die Platinelektrode und die AgCl an ein Potential hängt, 
kommt da vermutlich nicht wirklich gutes bei raus. Galvanische Trennung 
ist aber nicht notwendig, wenn Du, wie vorgeschlagen, die beiden 
Elektroden mit einem Instrumentenverstärker entkoppelst. Das ist sogar 
mit einem TLC274 für beide Elektroden (pH+Redox) machbar, wenn man das 
Two-Opamp Instrumentenverstärkerlayout verwendet. Und wenn schon 
Trennung, dann um Himmels Willen nicht mit einem V2F, sondern dann 
direkt digitalisieren und optisch schicken. Das spart eine Menge Ärger 
mit der Genauigkeit (Wo soll dann die Kalibration erfolgen? Nach dem V2F 
handelt man sich da noch alle Nichtlinearitäten und Drifts ein, dann 
kann man nicht mehr eine 3-Punkt-Kalibrierung machen und genaue 
Ergebnisse bekommen).

Autor: _Gast-XIV (Gast)
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Nico Fuchs schrieb:
> Hallo nochmal!
>
> # Eine Doktorarbeit soll es nicht werden. Ein funktionierender Prototyp
> wäre völlig ausreichend.

Also praktisch

>
> # Ein Quecksilberrelais ist für meinen Prototyp keine Option.

Vergiss dieses blöde Relais, du kannst auch was anderes nehmen oder die 
LF Messung einfach ausschalten (was mit Sicherheit am einfachsten ist)
>
> Ich denke schon, dass durch die Masseschleife Korrosion an meiner
> LF-Zelle, unabhängig davon ob sie eingeschalten ist oder nicht,
> entsteht.

Dann nimm doch eine mit Platinelektroden
>


>   ~ Die LF-Messzelle so Konstruiert ist, dass die Feldlinien zwischen
> den Platten ausgebildet werden und (fast) nicht nach außen dringen.


Viel zu kompliziert gedacht. Es fliessen Elektronen von - nach + und 
nehmen den Weg des geringsten Widerstands (ein paar laufen aber auch 
durch das halbe Becken). Schalt die Kiste ab wenn du pH misst und keine 
Doktorarbeit willst.


> (Für
> diese Aussage muss ich die Quelle zunächst schuldig bleiben, weil ich
> sie im Moment nicht finden kann)

Ist auch unnnüzt

Nico Fuchs schrieb:
> Der Anruf beim Hersteller hat meine Befürchtungen bestätigt. Der
> Ingenieur der Firma hat mir geraten alle Sensoren galvanisch zu trennen.

Tja, dann weißt du damit das es Beeinflussungen geben kann.


>
> Leider kam er nicht so recht ins plaudern, welche Erfahrungen er bisher
> gemacht hat und was sonst noch so geht. Er beschränkte sich darauf meine
> Fragen recht geradlinig zu beantworten

Das ist sein Job, er macht es beruflich und versucht deine Fragen kurz 
und knapp zu beantworten. Geplaudert wird da nie, es gibt Firmen da 
kannst du froh sein ganze Sätze zu bekommen.

Bereite solche Gespräche vor, schreib deine Fragen auf und halte Sie 
knapp und präzise. Dann ist auch keiner genervt.

Autor: _Gast-XIV (Gast)
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Tine Schwerzel schrieb:
> Und wenn schon
> Trennung, dann um Himmels Willen nicht mit einem V2F, sondern dann
> direkt digitalisieren und optisch schicken

Kurze Frage zum Verständnis.

Mit V2F ist wohl Voltage 2 Frequency Konvertierung gemeint.

Wann ja was hast du dagegen? Das ist doch eine Digitalisierung in die 
"time domain" die sich ja sehr einfach übertragen und im Verhältnis zu 
den ca. 0,1% die nasschemische Sonden erreichen sehr genau Auswerten 
lässt.

Autor: Tine Schwerzel (tine)
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Das mag sein, aber wenn man den hohen Aufwand mit der Trennung treibt, 
könnte ich mir vorstellen, dass man dann keine weiteren Fehler reinbauen 
will. Ein billiger MC kostet 2 Euro, ein Optokoppler nochmal einen Euro 
und man hat die Garantie einer korrekten Messung und Übertragung. Beim 
VFC muss man testen, optimieren etc. Geht sicher beides. Aber wie 
gesagt, überleg Dir die Idee mit dem Dual-OPA-INA aus 1/2 TLC274.

Autor: _Gast-XIV (Gast)
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Tine Schwerzel schrieb:
> Das mag sein, aber wenn man den hohen Aufwand mit der Trennung treibt,
> könnte ich mir vorstellen, dass man dann keine weiteren Fehler reinbauen
> will.

Eben, es ist zwar ein wenig akademische darüber hier zu diskutieren 
aber:

> Ein billiger MC kostet 2 Euro, ein Optokoppler nochmal einen Euro


nur hast du dann noch keine anständige A/D Wandlung. Es ist einfach 
keine gute Idee 12 Bit Auflösung und X Mhz clocks auf dem gleichen Chip 
zu machen.



>
> und man hat die Garantie einer korrekten Messung und Übertragung.

Du hast weder eine anständige Referenzspannung noch eine saubere 
Versorgung da der MC in selbige einstrahlt und das auch noch abhängig 
von Programmcode, Temperatur und sonst. Einstellungen.

> Beim
> VFC muss man testen, optimieren etc.

Das bleibt leider auch bei einer MC Lösung nicht aus. Ein anständiger 
VFC ist konstant und linear, hat eine interne Referenzspannung und ein 
bekanntes schmales Störspektrum. Nebenbei sparst du es dir 2 Programme 
pflegen zu müssen.

Es ist letzlich reine Problemverschiebung. A/D Wandlung ist A/D 
Wandlung, ob nun im VFC oder im A/D.

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