( ATS-K-006 ) PH值传感器

（1）基于乐高的Autosen探究实验室PH值传感器工作原理：

基于乐高的Autosen探究实验室PH值传感器的标准pH电极检测信号经过放大电路后，通6-pin 插头与NXT数据采集器连接。在pH 值为7的缓冲溶液中，PH值传感器将产生一个1.75 V的电压。pH值每增加1，电压增加0.25 V。pH值每减少1，电压降低0.25 V。pH值传感器的设计测量范围为：0～14，是中小学、大学中进行科学研究、环境测量的良好的设备。

技术指标：

                             型号： 密封，环氧器体，银/氯化银

   反应时间： 1秒内完成90%的读数

   温度范围：  5到80°C

    规格：  外径12毫米

    范围：  pH 0 - 14

   分辨率：   0.001 pH

 PH值等势线：  PH值7(此时温度对pH值检测无任何影响)

    输出：  59.2 mV/pH（25°C）

（2）基于乐高的Autosen探究实验室PH值传感器实验采集数据：

基于乐高的探究实验室PH值传感器可以配合NXT的数据采集器经USB接口连接PC电脑。进行数据采的步骤如下：

1、启动电脑Robolab2.9软件。

2、双击PH传感器图标文件，可以直接采集数据。

(注：如果使用Vernier的LEGO补丁软件，显示值是真实值)

（3）基于乐高的Autosen探究实验室PH值传感器应用范例：

基于乐高的Autosen探究实验室PH值传感器可以完成所有传统的PH计的实验。它的典型应用是：研究家庭常见的酸和碱、酸碱滴定、在化学反应、水族箱内光合作用过程中监测pH的变化、研究酸雨和缓冲液、河流和湖的水质分析等。

（4）基于乐高的Autosen探究实验室PH值传感器使用准备：

请按照以下步骤准备电极测量PH值：

▲ 首先旋开盖子，把传感器从存储瓶中取出，然后拿开瓶和盖子。对传感器头部，特别是球状物部分用蒸馏水进行彻底清洗。

▲ 传感器不使用时存储在存储瓶中，也可存储在pH为：4或7的缓冲溶液中一段时间（小于24小时）。不可存储于蒸馏水中。

▲ 连接基于乐高的探究实验室PH传感器与NXT的数据采集器，准备测量。

▲ 测量结束后，用蒸馏水冲洗传感器头部。传感器套上盖子并存储在存里瓶上。

 

注意：当存储瓶中的溶液减少时，前几次你可以放入少量的自来水（不推荐）。建议用适量的pH为4的缓冲溶液/KCl(参看维护与存储部分)来补充丢失的溶液。

（5）基于乐高的Autosen探究实验室PH值传感器维护与存储：

短期存储(小于24小时)：把传感器存储在pH为4或7的缓冲溶液中。

长期存储(大于24小时)：存储在有pH-4/KCl缓冲溶液的存储瓶中。基于乐高的探究实验室pH传感器出厂时就处于这个溶液中。可以自行配制：把10克KCl加入100毫升pH4的溶液中。把传感器的头部电极部分放到溶液中存储。这样能保证传感器的使用寿命和快速反应。如果传感器存储在干燥处(不推荐)，在使用前浸在溶液中8小时以上。测试基于乐高的探究实验室pH传感器的最好的方法是把它放进已知的缓冲溶液中。你可以观察传感器的读数是否正确（如：缓冲溶液为pH=7，则传感器读数应该接近7）。不要把传感器放在蒸馏水中去测量，由于空气中存在一定数量的二氧化碳，可能读到一个在5.5到7.0之间的数值。

如果基于乐高的Autosen探究实验室pH传感器对已知pH值的溶液读数有轻微的偏差（如：在pH为7的缓冲溶液中读到6.7），你就要对传感器进行校准。你可以用两点校准法在两份缓冲溶液中进行校准。如果几个读数远离pH值、缓冲溶液变化时pH读数不变、或传感器的响应时间变慢，这些问题就比较严重。可以用“复苏”方法来挽救pH传感器。

请按照下列方法：

1、让传感器在0.1～1.0mol/L的HCl溶液中浸4到8个小时。

2、冲洗传感器的电极，并把它放在pH=7的缓冲溶液中1个小时以上。

3、冲洗电极，并重复一次上述步骤。

pH-4/KCl缓冲存储液有时会发霉，加入少量的防发霉制可防止发霉。这些霉不会破坏电极，而且很容易用稀洗洁水清洗。注意：不要把传感器放在含有：高氯酸盐(或酯)、银或硫离子的溶液中。

同样也不要把传感器放在含有氢氟酸或浓度高于1.0M的酸或碱溶液中。它可以测量浓度接近1.0M的NaOH溶液的pH值，但不能在此溶液中放置5分钟以上。在高温或低温(0°C左右)中使用将造成传感器无法修复的损害。

（ATS-K-08、09、10）电导率传感器

（1）基于乐高的Autosen探究实验室电导率传感器工作原理：

基于乐高的Autosen探究实验室电导率传感器内有两块铂片，铂片的位置和距离都已经固定。当电极插入到某种液体或导电性的流体中，电流流经其的一块铂片时，另一块铂片上将会接收到部分电流，两块铂片之间的液体实际就充当了导体作用，导体两端的电压被测量出来并通过NXT数据采集器的数摸转化为0—5V的电压输出。

（2）基于乐高的Autosen探究实验室电导率传感器技术指标：

                                                电导率传感器的范围：

  　低：    0到0.2mS/cm (0到100 mg/cm TDS)

中：    0到2mS/cm (0到1000mg/ cm TDS)

高：    0到20mS/cm (0到10,000gm/cm TDS)

分辨率：

低：   0.2 µS/cm (0.05毫克/公升TDS)

中：   2 µS/cm (0.5毫克/公升TDS)

高：   20 µS/cm (5毫克/公升TDS)

              准确度：　 每个范围的±2%

      反应时间：　 5秒内98%，15秒内100%

      温度范围：　 0到80°C

（3）基于乐高的Autosen探究实验室电导率传感器产品型号：

 

（4）基于乐高的探究实验室电导率传感器实验采集数据：

基于乐高的探究实验室电导率传感器可以配合NXT的数据采集器经USB接口连接PC电脑。进行数据采的步骤如下：

1．启动电脑Robolab2.9软件。

2．双击电导率传感器（ATS-K-008、ATS-K-009、ATS-K-010）图标文件，就可以直接采集数据。

（5）基于乐高的Autosen探究实验室电导率传感器应用范例：

基于乐高的Autosen探究实验室电导率传感器可以在野外或在实验室中用于测量溶液的导电率或溶液中的总离子浓度。典型实验：

▲ 确定水溶液中导电率和离子浓度之间的直接关系。也能测定未知样本的浓度。

▲ 由二氧化碳的重碳酸盐离子的减少来测定水生植物光合作用所引起的导电率的变化。

▲ 定点监测河流或湖水中的总溶解固体的数量（TDS）。

▲ 利用由离子的生成或消耗导致导电率变化来监测化学反应的速度。

▲ 测定离子透过膜，如：透析管的速度。

▲在有水生动植物生长的鱼缸中监测导电率的变化或总溶解固体的数量。这些变化是由光合作用或呼吸作用引起的。