一、信号内阻

昨天探索了这款土壤参数模块中的PH测量原理。它通过双金属电极在电解液中原电池电压来反映土壤中的PH值。为了更好的测量这个信号，下面测试一下所产生的原电池输出电压信号对应的内阻。这样便于进一步设计测量电路的滤波电路以及输入阻抗。从而能够更好的测试 PH 信号。

二、测量方法

使用一个QR10可编程电阻箱，作为PH传感器输出负载电阻。采集不同负载电阻下输出电压的变化。从而可以获得该信号内阻的大小。

三、测量结果

将PH双金属探极放入稀盐酸溶液，改变负载电阻，从100欧姆，变化到100k欧姆。测量电极输出电压。通过这个电压曲线可以获得电极内阻。测试曲线显示，随着负载电阻增加，输出电压上升。下面通过曲线拟合，使用测量数据计算PH电极等效串联电阻。

▲ 图1.3.1 输出电压与负载电阻

对于测量负载与输出电压曲线，使用电阻分压模型，通过曲线拟合，获得对应的内阻R0以及信号源电压 V0。内阻大约为 6kΩ。拟合分压曲线与实际测量曲线之间还是有比较大的误差，这说明电极对外特性并非一个线性电路。

● 曲线拟合参数： 内阻：6.01k 输出电压：0.3358V ```python from headm import * from scipy.optimize import curve_fit rdim, vdim = tspload('meas', 'rdim', 'vdim') def linefun(x, R0, V0):return V0*x/(R0+x)

param = (1e3, 0.3) param, conv = curve_fit(linefun, rdim, vdim, p0=param) printf(param)

vfit = linefun(rdim, *param) plt.plot(rdim, vdim, lw=3, label='Measure') plt.plot(rdim, vfit, lw=3, label='Fit')

plt.xlabel("Load(Ohm)", color="steelblue", fontsize=16) plt.ylabel("Voltage(V)", color="steelblue", fontsize=16) plt.grid(True) plt.legend(loc="upper right", fontsize=24) plt.tight_layout() plt.show()

# <center><font  face=黑体 color=slateblue size=6>※ <font color=red>总</font>  结 ※</font></center>  <font color=black size=5>本</font>文测量了 双金属电极在 稀盐酸中对外电压内阻，利用QR10可编程电阻箱作为负载，测量不同负载下的输出电压，通过数据拟合，获得输出等效串联电阻大约为 6kΩ。当然，这个测量只是初步的结果，对于不同的PH溶液，也许对应的内阻是有区别的。![](https://i-blog.csdnimg.cn/direct/03f918c97c9a4a4d996b0ad77912a16e.png#pic_left =560x)Markdown 5568 字数 152 行数 当前行 139, 当前列 1HTML 3697 字数 74 段落

参考资料

[1]

土壤参数测量模块：如何测量土壤中的PH值？: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/146608992?spm=1011.2415.3001.5331

[2]

土壤测量模块中的传感器: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/146602034?spm=1011.2415.3001.5331