Нажмите для просмотра прикрепленного файла В аналоговой схемотехнике разбираюсь плохо, спасите - помогите=)
Внезапно возникла настоятельная необходимость измерения PH. Специфика в крайне маленьких токах. Гуглением нашел схему по ссылке ниже.
http://aquacontrol.narod.ru/samodel/ph_1.htm
Купил детали, собрал. Разводку платы в Layout прилагаю.Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Для двухполярного питания использую банальный делитель напряжения и пару 78L05 и 79L05 для стабилизации + пара Крон. Соединяю землю с электродом сравнения, измерительный электрод цепляю на вход первого усилителя без пайки на плату. В чем, собственно, непонятки. Напряжение на выходе(снимаю мультиметром) большую часть времени находится в районе двух с чем - то вольт. Иногда падает до 0,7, или 0,4. В случае отключения электродов(ничего на неинвертирующем входе усилителя нет, болтается в воздухе) на выходе те же 2,3 вольта. при замыкании на землю та же история. В чем мой косяк, или недоработка?
Заранее спасибо.

В неиспользовании осциллографа для изучения своих сигналов.

Не нравится мне питание этой схемы:
1. Пару крон можно было бы использовать непосредственно для организации двухполярного питания без делителя напряжения.
2. На выходах 78L05 и 79L05 одной керамики недостаточно, нужны танталы или электролиты.
3. У ножек питания операционников обязательно надо вешать батарею из блокировочных конденсаторов, раз монтаж сделали "лапшой".

Схему приведите.
Картинки такие не нужны. Одну удаляю.

А операционные усилители какие используете?

Питание от крон напрямую организовал. Напряжение на выходе определяется тем максимумом, который может выдавать усилитель. с кронами оно выросло до 6 вольт. В порядке эксперимента повесил неинвертирующий вход второго усилителя на землю без всякого смещения. те же вольты и вижу. Усилители СА3140.Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Тут никакие стабилизаторы не нужны. Только конденсаторы добавить.
Начните с первого каскада.
1. Нужно сделать защитные кольца вокруг всех дорожек к неинвертирующему входу. Нужно убрать утечки по плате и корпусу ОУ.
2. Тщательно помыть плату м микросхемой. Высушить.
3. Добавить конденсатор в обратную связь параллельно резисторам.
Второй каскад можно сделать из более простого ОУ с малым дрейфом смещения нуля.

Хм, нашел ошибку. Должно быть так: Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Однако, не помогло. Все равно На выходе тот максимум, который способна выдавать схема.

Это односторонняя плата с монтажом в верхнем слое и детали в корпусах DIP находятся в этом же слое?

А Вы даташит читали? Там нужно еще 8 ногу куда-то соединять. Или не нужно? И подстройку нуля сделать. Там очень большое смещение.

А платку собирали заземленным паяльником?

Насчет вопроса про плату - не понял. Это обычная односторонняя плата ЛУТ. dIP монтаж. Корпуса компонентов находятся на противоположной от дорожек стороны листа текстолита.
Даташитом воспользовался только чтобы глянуть где какие ноги. В интернете обнаружил гору схем от этого автора(с тем же усилителем), и везде он оставляет восьмую, первую и пятую ножки без внимания. С учетом того, что некоторые устройства у него имеют очень нехилую сложность, решил поверить. насчет смешения нуля. Как я уже сказал, в аналоге я "ни бум - бум". Кок, по моим представлениям, должна работать эта схема. Первый усилитель используется в качестве повторителя и нужен только потому, что электрод выдает крайне малые токи. Ну, еще для подстройки. Нужное усиление и смещение нуля задается вторым усилителем. Всей той лапшой от стабилитрона и через делитель напряжения. В конечном итоге, на выходе второго каскада не может быть более 1,4 вольта ввиду того, что рн больше 14 не бывает. В связи с этим, я и поражаюсь своим 6 вольтам.
Паяльник не заземлял. Однако, усилители - то работают.

Проверяйте первый усилитель. Это не повторитель. На вход подавайте что-нибудь измеряемое и смотрите на выход.

Вы в этом точно уверены? Вы могли статикой повредить МОП входные каскады. Усиливать в этом случае что-то то он будет, вопрос только что.

Можно как - то проверить усилители на адекватность, в таком случае?
Нашел полусевшую батарейку, которая выдает в районе 0,3-0,8 вольта в зависимости от настроения. Измеряя ее, получил ~ -1 на выходе с первого каскада и 1,5 - 2 вольта со второго. Выглядит более - менее адекватно. Отсоединил батарейку - получил обратно шесть вольт со второго каскада и -8 с первого. Выходит, помеха? Но почему тогда с электродом выходит чушь? неужели, помеха мощнее сигнала? Что можно сделать?

Лучше, чтобы наверняка, соорудуте варьируемый делитель напряжения и подключите его ко входу. Изменяя напряжение на входе отследите его на выходе. Проверку производите в режиме повторителя. Судя по Вашей схеме включение первого ОУ неинвертирующее, соответсвенно при +1 на входе +1 на выходе.

Чтобы судить, нужно знать номиналы.
Автор! Что Вы скромничаете? Огласите весь список...

Ну это я имел ввиду применить соответсвующие номиналы, чтобы преобразовать в вид повторителя

Похоже на то, что Вы просто ловите случайные наводки. Чтобы избавиться от них, примените инструментальный усилитель с дифференциальным входом (что это такое, надеюсь, не надо объяснять), подключайте датчик витой парой и не заземляйте ни один контакт датчика.

Для первого каскада вместо 5 ком использую 20.Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Делитель сейчас сооружу.

Судя по фотографии, которую заботливо удалили, там вся помеха ловится на "лапше", которая подходит к плате.
Перво-наперво надо от такого монтажа уйти с помощью экранированного провода или коаксиального кабеля, имхо.

Дай номиналы всех элементов, отпаяй R4 посмотри, что на выходе.

Конденсатор пленочный на много микрофарад между -входом и выходом добавьте. Усиление первого каскада 2-.
Монтаж придется переделывать в любом случае.

Дабы избавиться от кучи проводов, придется переделывать плату. Этим займусь завтра - проверю все предложения)). Чего не понимаю - почему на выходе с первого каскада я вижу отрицательное напряжение? ведь включение действительно неинвертирующее. Тем не менее...
Вход + 1,8, выход - 3,3вольта.

Перережте дорожку, соединяющую выход первого и вход второго каскадов. Повторите измерения. Если всё останется также, оу "готов".

Дело не в том. Смотрите, на выходе со второго каскада должно быть от 0 до 1,4 вольта. Соответственно, 0 - 14 рн. ТК второй усилитель инвертирующий, то отрицательное напряжение на выходе первого(что наблюдаю) - это правильно. Но почему? Как это достигается?) При измерении напряжения с батарейки все вполне адевкатно, так что усилители целы.

Напряжение на неинвертирующем входе второго операционника около 2,5 В?

Какое напряжение на инвертирующем вх. 1 ОУ?

У Вас второй ОУ включен как инвертор с Ку около 1 (100K/100K). Опорное напряжение на неинвертирующем входе порядка 2 с небольшим вольт (должно быть). Соответсвтенно, если у Вас на выходе первого ОУ будет напряжение близкое к опорному для второго, то на выходе будет ноль. Если же оно будет меньше, чем это опорное, то на выходе будет появляться положительное напряжение. Вы говорите, что на выходе у Вас должно напряжение изменяться в диапазоне от 0 до 1,5 В. Соответсвенно отнимаем от 2 1,5 и убеждаемся в том, что на выходе первого ОУ отрицательного напряжения быть не может.

Об этом написаноо в статье по ссылке, которую Вы привели. Там прямо сказано, что потенциал электрода может быть отрицательным.


При соблюдении номиналов, приведенных на схеме, смещение на неинвертирующем входе второго ОУ регулируется в пределах 340-360мВ. Соответственно, для рН=10 напряжение на выходе первого каскада должно составлять порядка -0.3В. То есть, быть именно отрицательным.

Может неинвертирующий вход первого каскада все-таки посадить на землю через очень большое сопротивление 10 - 100Мом
Вероятно входной ток заряжает емкость затвора и на выходе появляется -3.3В
А когда Вы измеряете на входе емкость разряжается через тестер и вы видете 1.8, скорее всего в этот момент и на выходе меняется но Вы этого не видете

Виноват. Буковку К не заметил.

Мне кажется надо использовать переключающий ключ и конденсатор. Тогда можно входное сопротивление усилителя можно снизить до кОмов и избавиться от наводок. Сначала датчик заряжает емкость. Потом ключ переключает емкость ко входу усилителя. На выходе сигнал. Он будет уже не постоянный, но можно применить пиковый детектор

А мне кажется, что для правильной работы электродов через них ток не должен течь. Для самой правильной - совсем.

Так когда емкость зарядится останется только ток утечки ключа - наноамперы. Заряжай хоть минуту.
А потом кратковременная подача на вход.
Другое дело если протекание тока заряда изменит ход химических реакций. Но про это ничего не сказано
Но даже если и так то и это можно обойти -
сначала измерил напр на входе по схеме автора и зарядил емкость входным повторителем. А потом эту емкость использовать как предлагаю я. Тогда ей придется все время подзаряжаться только на величину ошибки а не от нуля

Видели когда-нибудь pH-метр? Подозреваю, что схему тоже не видели.

Сделал я все без висящих проводов и "сопливого" монтажа. Взял схему того же автора. Схема используется для тех же целей.Нажмите для просмотра прикрепленного файла и есть авторская разводка платы, по которой много отписавшихся о работоспособности.Нажмите для просмотра прикрепленного файла Впрочем, А2 и А3 явно нужно поменять местами. К сожалению, нумерация резисторов отсутствует, но это проблемой не являлось.
Схема двухканальная, второй канал мне не нужен, так что резистор К44 я напаивать не стал(не из чего оказалось его слепить.) Наблюдаю я ту же картину. Максимально возможное для усилителя напряжение. на выходе с первого каскада минус 8 вольт. На выходе со второго что - то в районе шести. Как здесь уже говорилось, на выходе с первого оу отрицательного напряжения быть не может. Да и, как я понимаю, применяется банальное неинвертирующее включение.Нажмите для просмотра прикрепленного файла. Мне идти за новым операционником?)

Промерьте непосредственно сигнал с Вашего рН метра при помощи вольтметра с высокоомным входом. Небольшое отрицательное напряжение на выходе первого ОУ наблюдаться может. Операционники "прозапас" никогда не помешают.

Вход должен быть уж очень высокоомный. Проблема в отсутствии осциллографа, да и такого вольтметра тоже. Сейчас я заметил еще одну забавную вещь. На Входе! первого усилителя у меня минус 6 вольт. Измерял непосредственно на входном разъеме. Получается, что со входа усилителя на разъем течет ток? ТК ничего к этому разъему не подключено сейчас. Видимо, с усилителем правда что - то в высшей степени нехорошее.

А на инвертирующем входе у Вас сейчас сколько?

У Вас куда второй электрод подсоединяется? Вы их не путаете? Кабелем экранированным соединяете? Вы, надеюсь их в одну банку помещаете?
Воду не забыли налить?
Проверьте же, наконец, ОУ.
Сначала вход - на землю. Измеряйте напряжения на выходах.
Потом - вход на землю через самый большой по номиналу резистор, который найдете.
Не должно изменяться.
Можно еще потом (если на первом этапе все правильно) измерить ток ОУ.
Вход на землю через хороший пленочный конденсатор, который вначале закорочен.
Раскорачиваем и измеряем скорость изменения напряжения на выходе. Мультиметром и секундомером.
Делим на 2.2, умножаем на емкость конденсатора. Это и будет ток.
Продолжаю рекомендовать добавить в обратную связь конденсатор.

Заменил на усилитель из второго каскада. Такой котовасии больше не вмижу. На входе адекватный ноль. Куплю новые - отпишусь.

Только Вы их (новые ОУ) всеже запаивайте заземленным паяльником, чтоб избежать возможных неприятностей

Эектроды я сейчас никуда не подсоединял. Я пытаюсь получить ноль на выходе с первого каскада, который, как я понимаю, должен там всегда быть при нулевом сигнале на входе. Или что там должно быть? В любом случае, на минус 8 вольт. Насчет ОУ, который я вынул из второго каскада и вставил в первый... Сделал как советует Tanya. При замыкании входа на землю получаю -0,04 вольта на выходе с первого каскада. При замыкании на землю через мегаомный резистор вижу на выходе с первого каскада свои любимые минус 8 вольт. Что все это значит?

Нужна другая схемотехника.
Пока не поставите инструментальный усилитель, счастия не будет.

Объясните, пожалуйста, почему? Что это за супер наводки, которые я могу измерить мультиметром с относительно низкоомным входом и которые, ко всему прочему, имеют амплитуду почти восемь вольт? Я понимаю, если бы я видел эти минус восемь вольт только на выходе, но я вижу их и на входе. Точнее, минус семь с половиной на входе и минус восемь на выходе. Вход первого операционника. Без контакта с платой он подключен к bnc разъему. Я не говорю, что Вы не правы. Я в начале писал, что в аналоге почти не разбираюсь, но я не понимаю логики Вашего предложения.

Не суйтесь ко входу Вашего ОУ никакими тестерами.
У Вас что-то не так.
Нам тут не видно. Либо Вы убиваете ОУ, либо грязь на плате, либо еще что-нибудь.
Все должно работать.
Если с 1МОм на выходе не удвоенное смещение (из паспорта) - меняйте ОУ. У Вас они в панельках?
Паяльник заземлен?

Я не химик. ph метров не видел.
Но я также никогда не видел схему, где вход ОУ с МДП болтается в воздухе.

А я видела много. Вход не болтается - он через электрод - раствор - второй электрод подключен к земле схемы.

У Вас операционник ток кушать изволит, видимо с большим аппетитом, чем в даташите. Вот на мегомном резисторе и падают 7,5 Вольт