Блок-схема измерительной ячейки pH

Особенностью измерительной схемы является наличие обязательной гальванической развязки по питанию и по выходному сигналу. Этого требования лишены автономные лабораторные pH-метры. Для ферментера это необходимое условие возникает из-за того, что одновременно в культуральной среде присутствуют другие электроды и датчики. Их взаимное электрическое влияние при отсутствии гальванической развязки приводит к недостоверным измерениям. В электрическом смысле это объясняется высоким внутренним сопротивлением pH-электрода, как наиболее чувствительного элемента в системе.

Применение стандартных средств измерения, использующихся в построении систем автоматизированного управления по этой причине затруднено, так как не обеспечивает одновременного сочетания двух основных свойств: большой входной импеданс около 10¹²Ом и гальваническую развязку такого же уровня.

Применение стандартных АЦП (AD7705) затруднено по причине построения гальванически развязанного канала SPI. Здесь пришлось бы развязывать три управляющих шины, причем шина данных должна быть ко всему прочему двунаправленной. Применение инструментальных усилителей с гальванической развязкой слишком дорого.

Поэтому оптимальным решением для этой задачи является использование микросхемы AD7741, которая выдаёт на выходе частоту, развязать гальванически которую не сложно.