文章目录

0 引 言

1 器件设计与工作原理

1.1 传感器工作原理

1.2 传感器结构设计与制作

    1.2.1 传感器芯片结构

    1.2.2 工艺制备

    1.2.3 参比电极的制备

    1.2.4 敏感电极的制备

2 实 验

2.1 实验试剂与仪器

2.2 pH传感器参比电极测试

2.3 pH传感器灵敏度测试

    2.3.1 溶液的配制

    2.3.2 灵敏度测试

2.4 pH传感器重复性测试

2.5 pH传感器动态响应测试

2.6 pH传感器抗干扰性测试

2.7 温度传感器测试

2.8 温度对pH传感器测试结果的影响

2.9 pH传感器的温度补偿

3 结 论

文章摘要:常见的pH传感器大多采用电位法进行检测，基于电位法进行检测的传感器由敏感电极和参比电极组成。在尺寸仅为5 mm×5 mm的传感器芯片上制备了钛电极、银电极和铂电阻丝。采用电化学氧化的方法对钛电极进行阳极氧化制成Ti/TiO₂敏感电极。采用电化学氯化的方法对银电极进行阳极氯化，再将饱和KCl溶液（3 mol/L）注入参比槽制成Ag/AgCl参比电极。铂电阻丝作为测温元件用于对pH值进行校准，电阻灵敏度约为14.21Ω/℃。在室温下、溶液温度为（13±1）℃时，测试芯片在不同pH值（4～10）溶液中的电压。通过线性分析得到传感器的分辨率约为17.92 mV/pH。控制溶液温度不变，对芯片在不同pH值（4.00、6.00、8.00和10.00）溶液中的电压进行测试，并得到该温度下的传感器分辨率。在不同溶液温度下对传感器的分辨率进行测试。测得不同溶液温度（25、20、15和10℃）下传感器的分辨率分别为28.31、23.45、19.33和13.62 mV/pH。通过温度补偿公式对pH值进行校准，计算得到的理论pH值与实际测量值的偏差≤0.25。传感器芯片具有体积小且易于集成的特点，可应用于各种水环境的检测。

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