pH-mittarin periaate ja rakenne
pH-arvo mitattiin ensin potentiometrillä mittaamaan elektrodin potentiaalia, joka on nollaa osoittava instrumentti, joka tasapainottaa tuntemattomat potentiaalit tarkasti tunnetuilla standardipotentiaalilla. Potentiometrien herkkyysrajoituksen vuoksi tavalliset potentiometrit eivät sovellu potentiaalimittaukseen ohutkalvojärjestelmillä, ja tämän tyyppinen pH-mittaus on erittäin hankala käyttää. 1960- ja 1970-luvuilla puolijohdetekniikan kehittyessä transistorit korvasivat vähitellen elektroniset putket monissa elektroniikkatekniikan sovelluksissa, mikä pienensi huomattavasti elektronisten instrumenttien kokoa ja virrankulutusta. Kuitenkin, koska transistorit ovat virransäätölaitteita, niiden tuloimpedanssi on paljon pienempi kuin elektronisten putkien. Siksi vasta varaktoridiodien ilmaantumisen jälkeen kehitettiin täysi transistorin pH-potentiometri. 1970-luvun puolivälissä tai loppupuolella syntyivät älykkäät pH-ilmaisimet, joiden ydin oli mikroprosessori. Toteuta elektrodisignaalien laskenta ja käsittely sekä pH-arvojen lämpötilakompensointi ohjelmistolla ja karakterisoi pH-arvo pH-mittauksen ainutlaatuisen epälineaarisuuden voittamiseksi. Instrumentin tunnistuksen tarkkuus on parantunut huomattavasti ja toiminnot ovat monipuolisempia, mikä voi mukautua laajemmalle lämpötila-alueelle. Tällä hetkellä lähes kaikki teollisuuden pH-mittarit ovat älykkäitä. Älykäs pH-arvon tunnistuslaite perustuu mikrokontrolleriin ja käyttää laajamittaista integroitua piiripiiriä elektrodisignaalien ja lämpötilasignaalien käsittelyyn. Käsitellyt signaalit lähetetään mikrokontrolleriin laskentaa ja käsittelyä varten. pH-arvon tunnistusinstrumentti on kehitetty yhtälön 3 kaavan perusteella ja sen kaaviokuva on esitetty kuvassa 1. Mikrokontrollerien käytön ansiosta ytimenä voidaan suorittaa monimutkaisia laskelmia, tietojenkäsittely on erittäin kätevää, ilmaisun tarkkuus on huomattavasti parantunut, instrumentin tilavuus on pienempi ja suorituskyky on luotettavampi.
