pH计用来测量液体的酸碱度。它的读数范围为1-14，其中1表示最酸性的液体，而14表示最碱性的液体。 pH值为7表示既不是酸性也不是碱性的中性物质。现今，pH计在我们的生活中起着非常重要的作用，并且被用于各种应用中。例如，它可以在游泳池中使用以检查水质。同样，pH计测量可用于多种应用，例如农业、废水处理、工业、环境监测等。
在本篇文章中，我们将使用Arduino开发板制作一个pH计，并学习如何使用pH传感器和Arduino测量液体溶液的pH值。 LCD1602显示屏用于在屏幕上显示pH值。我们还将学习如何校准pH传感器以确定传感器的精度。现在，让我们开始动手制作吧！
● Arduino Uno开发板
● LCD1602显示屏
● 用于LCD的I2C模块
● 模拟pH传感器
● 连接导线
● 面包板
我们用来测量物质酸度的单位称为pH。术语“ H”定义为氢离子浓度的负对数。 pH范围可以是0到14。pH值为7是中性，因为纯净水的pH值恰好为7。低于7的值是酸性（acidic），大于7的值是碱性（alkaline）。
模拟pH传感器旨在测量溶液的pH值并显示物质的酸度或碱度。它通常用于各种应用，例如农业、废水处理、工业、环境监测等。该模块板载一颗稳压器芯片，该芯片可支持3.3-5.5V DC的宽电压电源，可以兼容Arduino这样的任何控制板的5V和3.3V电压。输出信号使用滤波降低抖动。
技术特点：
信号转换模块：
● d供电电压：3.3〜5.5Vd
● BNC连接器
● 高精度：±0.1@25°C
● 检测范围：0〜14
PH电极：
● 工作温度范围：5〜60°C
● 零点：7±0.5
● 易于校准
● 内阻：<250MΩ
引脚说明：
V +：5V DC输入
G：接地
Po：pH模拟输出
Do：3.3V DC输出
To：温度输出
pH电极构造：
pH传感器的结构如上所示。 pH传感器看起来像一根通常由玻璃材料制成的棒，其尖端称为“Glass membrane”。该膜充满已知pH（通常pH = 7）的缓冲溶液。这种电极设计确保了H +离子与玻璃膜内部的结合力恒定的环境。当浸入待测溶液中时，待测溶液中的氢离子开始与玻璃膜上的其他带正电的离子交换，从而在整个膜上产生电化学势，该电化学势被馈送到测量电位的电子放大器模块在两个电极之间并将其转换为pH单位。这些电势之间的差根据能斯特Nernst方程确定pH值。
能斯特 (NERNST)公式：
能斯特公式（Nernst equation）给出了电化学电池的电池电势、温度、反应商和标准电池电势之间的关系。在非标准条件下，能斯特方程用于计算电化学电池中的电池电势。 Nernst方程还可以用于计算整个电化学电池的总电动势（EMF）。该方程式也用于计算溶液的PH值。玻璃电极响应受能斯特方程的控制，可以表示为：
E = E0-2.3（RT / nF）ln Q
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这里：
Q =反应系数
E =电极输出的mV
E0 =电极的零偏移
R =理想气体常数= 8.314 J / mol-K
T =温度，单位：ºK
F =法拉第常数= 95484.56 C / mol
N =离子电荷
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