数字pH传感器及数字pH传感器的测量方法
阅读说明：本技术 数字pH传感器及数字pH传感器的测量方法 (Digital pH sensor and measuring method thereof ) 是由 托马斯·威廉 迈克尔·汉克 于 2020-10-15 设计创作，主要内容包括：本发明涉及数字pH传感器及数字pH传感器的测量方法。数字pH传感器包括电子单元和具有第一和第二半电池的传感器壳体,如果数字pH传感器与测量介质接触,则第一和第二半电池在第一与第二电极之间形成电位差,电子单元将电位差转换成是电压值或pH值的数字测量值,选择第一电解质和/或第一电极的材料和/或第二电解质和/或第二电极的材料,以在测量介质的pH值为7且测量介质的温度为25℃时,两个电极的电位差不等于0mV,并且电子单元将电位差转换为数字测量值,以在测量介质的pH值为7且测量介质的温度为25℃且电位差不等于0mV时,如果将数字测量值输出为电压值时则数字测量值为0mV,或者如果将数字测量值输出为pH值则数字测量值为7。(The invention relates to a digital pH sensor and a measuring method of the digital pH sensor. The digital pH sensor includes an electronics unit and a sensor housing having first and second half-cells, the first and second half-cells form a potential difference between the first and second electrodes if the digital pH sensor is in contact with the measurement medium, the electronic unit converts the potential difference into a digital measurement that is a voltage value or pH value, the material of the first electrolyte and/or the first electrode and/or the material of the second electrolyte and/or the second electrode is selected, so that when the pH value of the measuring medium is 7 and the temperature of the measuring medium is 25 ℃, the potential difference of the two electrodes is not equal to 0mV, and the electronic unit converts the potential difference into a digital measurement value, so that when the pH value of the measurement medium is 7 and the temperature of the measurement medium is 25 ℃ and the potential difference is not equal to 0mV, the digital measurement is 0mV if the digital measurement is output as a voltage value or 7 if the digital measurement is output as a pH value.)
技术领域
本发明涉及一种数字pH传感器以及一种数字pH传感器的测量方法，还涉及一种数字传感器系统以及一种测量变送器的评估方法。
背景技术
在环境技术和几乎所有涉及水的工业过程中，pH值都是关键度量和影响变量，因为它会影响几乎所有涉及水的化学反应的热力学和动力学。例如，这关系到涉及水的目标反应，含水体系中的分离过程，反应器和导管系统之上和之中的腐蚀，环境活性物质的溶解度，以及生物体的生存条件。因此，pH值的实时确定——尤其是其传感器测量——是环境和过程测量技术的重要任务。pH玻璃电极被确立为测量介质pH的最重要的传感器；它可以在较大的测量范围内以较低的交叉灵敏度测量pH值，化学上稳定且耐用，并且从一开始就传送电测量信号。
虽然pH玻璃电极或其中所包含的pH单棒测量元件在许多技术上相关的细节方面有所不同，但是基本结构也始终是相同的(参见图6)：从根本上讲，也被称为pH传感器，或者在很多情况下被称为pH电极的pH单棒测量元件由两个电化学半电池组成，这两个半电池以不同的方式与测量介质接触，并且在这两个半电池的电极之间测量跨测量介质的电压。第一半电池，所谓的“测量半电池”，经由薄玻璃层——所谓的“pH玻璃膜”——与测量介质相接触。第二半电池，所谓的“参考半电池”，经由电化学结与测量介质相接触，这样允许在参考电解质和测量介质之间进行有限的离子交换，从而实现离子传导，但主要通过对流在很大程度上阻止实质性的质量交换。因此，跨结——所谓的“膜片”——的电位下降为0mV，而跨玻璃膜的电位下降以已知的方式取决于测量半电池的电解质(所谓的“内部电解质”)的成分。
玻璃膜的成分尤其是确定了传感器的灵敏度、线性度、测量范围以及化学和温度稳定性，因此是必不可少的质量特性。这种包含大量技术知识的玻璃成分通常是传感器制造商的商业秘密。
pH传感器的特殊实施例使用附加电解质腔作为桥接电解质，多个结甚至是与测量介质直接接触的固态参考电极。取决于配置，不直接在两个电极之间而是在两个电极与附加放电电极之间测量pH电压。在许多情况下，传感器还包含其他测量元件，诸如氧化还原电极或热传感器。
这些传感器的某些特征已经作为标准确立：通常，第二种类型的电极——尤其是Ag/AgCl电极——用作参考电极和内部电极。在两种电解质中，使用氯化钾调节的氯离子活度均为3mol/l，或者参考电解质以KCl饱和。任选地，已知的内部电解质可以包括至多50％的乙二醇或甘油。内部电解质的pH值为7。在标准pH传感器中，零点的pH值为7。pH玻璃膜具有测量介质与内部电解质之间的差的低于-59.16mV/pH的斜率，通常在57mV/pH至59mV/pH之间。其结果是，在测量介质的pH值为7且测量温度为25℃时，传感器输出的测量电压为0mV或输出的pH为7。
使用玻璃电极进行pH测量的一个重要问题是必须通过其测量的玻璃膜的低导电率，因此整个传感器的高阻抗在50MOhm至1GOhm的范围内。由此导致的是明显复杂而密集的插塞、可插拔的阻抗变送器、短的测量电缆、防潮的测量配件，以及尤其是同轴传感器设计，其中低阻抗参考半电池围绕高阻抗测量半电池布置并且屏蔽高阻抗测量半电池防止电磁干扰。
在高质量的传感器中，近年来已经建立了一些系统，通过这些系统，将测量放大器和用于AD转换的电子设备集成到传感器插塞头中，并且只有数字信号从传感器传输到上级单元。此处特别值得一提的是Memosens，它具有感应接口，被封闭并且对于液体完全不可渗透，此外，将传感器的重要操作参数存储在内部存储器中，并且已经具有简单的测量值计算和诊断功能。
原则上，可以将数字传感器插塞头与高质量传感器分开，并将其连接到模拟传感器，以便向数字pH传感器馈送由模拟pH传感器确定的测量值。这既可以采用“数字化”传感器的形式，也可以采用插塞适配器的形式这两者。但是，对于用户而言，存在严重的潜在缺点：
·由廉价部件改装而成的传感器通常具有较差的测量性能，尤其是在使用高品质膜玻璃实现的性能方面。
·很难集成合适的且正确放置的温度传感器，这意味着根本无法测量传感器温度或错误地测量传感器温度。
·在这种情况下，将失去诸如抵抗环境压力的特殊安全特征。
·对传感器电子设备的编程不再适合所使用的半电池的规格，这可能导致计算和诊断功能出错。
·在传感器中或在传感器的上级所进行的测量不确定性的估计不再匹配。
如果用户或第三方以上述方式修改数字pH传感器，将不再保证数字pH传感器获得的安全优势。因此，例如，由于不正确的测量值，用户可能会遭受不必要的伤害。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种允许安全测量操作的数字pH传感器。
根据本发明，该目的通过一种数字pH传感器来实现。
根据本发明的数字pH传感器包括：电子单元；传感器壳体，其具有第一半电池和第二半电池。该第一半电池具有第一电解质和与该第一电解质相接触的第一电极，并且该第一电极电连接到所述电子单元。该第二半电池具有第二电解质和与该第二电解质相接触的第二电极，并且该第二电极电连接到所述电子单元。如果数字pH传感器与测量介质相接触，则第一半电池和第二半电池适于在第一电极和第二电极之间形成电位差。电子单元适于将电位差转换为数字测量值。数字测量值是电压值或pH值。选择第一电解质和/或第一电极的材料和/或第二电解质和/或第二电极的材料，以使得在测量介质的pH为7且测量介质的温度为25℃时，将两个电极之间的电位差设定成使得电位差不等于0mV，优选地大于30mV或小于-30mV，优选地大于50mV或小于-50mV，优选地大于100mV或小于-100mV，并且电子单元将电位差转换为数字测量值，使得在测量介质的pH值为7且测量介质的温度为25℃且电位差不等于0mV，优选地大于30mV或小于-30mV，优选地大于50mV或小于-50mV，优选地大于100mV或小于-100mV时，如果将数字测量值输出为电压值则数字测量值为0mV，或者如果将数字测量值输出为pH值则数字测量值等于7。
根据本发明的数字pH传感器使得可以检查数字pH传感器的操作所必需的安全条件的存在。因此，能够警告用户和/或保护用户免受安全风险。
在本发明的一个实施例中，在25℃时第二电解质的pH与7相差0.5以上，优选地相差0.85以上，优选地相差1.7以上。
在本发明的一个实施例中，在25℃时第二电解质的pH为6。第一电解质包括例如氯化钾，并且第二电解质包括例如氯化钾和磷酸盐缓冲液。
在本发明的一个实施例中，第一电极和第二电极是Ag/AgCl电极，并且第一电解质和第二电解质的氯离子活度不同，使得电位差大于30mV，优选地大于50mV，优选地大于100mV。
在本发明的一个实施例中，第一电极和第二电极的材料包括银或铜或铂或导电碳。第一电解质和第二电解质包含卤离子或硫酸根离子，使得电位差大于30mV，优选地大于50mV，优选地大于100mV。
根据本发明的目的还通过一种方法来实现。
根据本发明的方法包括以下步骤：
-提供根据本发明的数字pH传感器，
-使用电子单元在测量介质中测量第一电极与第二电极之间的电位差，
其中，在测量介质的pH值为7且在测量介质的温度为25℃时的电位差不等于0mV，优选地大于30mV或小于-30mV，优选地大于50mV或小于-50mV，优选地大于100mV或小于-100mV，
-使用电子装置将在测量介质的pH值为7且温度为25℃时所测量的电位差以下述方式转换为数字测量值：如果将数字测量值输出为电压值，则数字测量值为0mV，或者如果将数字测量值输出为pH值，则数字测量值为7。
应当指出的是，所述的值，例如电压值0mV或pH值7，是理想值，在实际测量中很少精确地达到该理想值。对在测量介质的温度为25℃且pH值为7时不等于0mV的电位差的转换应理解为对与具有标准设计的传感器不同的传感器——尤其是所使用的电解质和电极材料——的期望特定结构和化学特性的一种补偿。在转换过程中，可以附加地考虑例如由于传感器的老化或磨损而对输出值应用的附加补偿。
在本发明的一个实施例中，电子单元在将电位差转换为数字测量值的步骤中使用校正函数。
在本发明的一个实施例中，校正函数包括可调整校正因子。
在本发明的一个实施例中，校正函数包括温度因子。基于测量介质的温度值来确定温度因子。电子单元的温度值通过集成在数字pH传感器中的温度传感器传输或通过测量变送器传输。
在本发明的一个实施例中，校正函数包括操作时间因子。基于数字pH传感器的操作时间来确定操作时间因子。电子单元2适于检测pH传感器的操作时间。
根据本发明的目的通过一种数字传感器系统来进一步实现。
根据本发明的数字传感器系统包括：
-根据本发明的数字pH传感器，
-测量变送器，其用于接收和评估数字测量值，其中该测量变送器适于连接到数字pH传感器。
根据本发明的目的还通过一种测量变送器的评估方法来实现。
根据本发明评估方法至少包括以下步骤：
-提供根据本发明的数字传感器系统，
-从该数字pH传感器接收数字测量值，
-将数字测量值与上限值和下限值进行比较，
-如果数字测量值超过上限值或低于下限值，则输出错误消息。
附图说明
将根据附图的以下描述来更详细地解释本发明。示出如下：
-图1：具有根据本发明的数字pH传感器的数字传感器系统的示意图，
-图2：图1所示的传感器的替代实施例的示意图，
-图3：由根据本发明的pH传感器测量的pH依赖测量值的示意图，
-图4：由根据本发明的pH传感器测量的测量值的时间依赖性的示意图，
-图5：由根据本发明的pH传感器测量的测量值的时间依赖性的示意图，
-图6：根据已建立的标准设计的现有技术的pH传感器的示意图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的具有测量变送器110和数字pH传感器1的数字传感器系统100的示例性实施例。
测量变送器110适于经由传输装置120与数字pH传感器1通信。传输装置120包括例如无线通信接口。替代地或附加地，传输装置120包括例如用于在测量变送器110与数字pH传感器1之间传输能量和/或数据的电缆。该电缆例如经由电位隔离的接口连接到数字pH传感器1。
数字pH传感器1适于测量测量介质中的pH并将其以pH为单位和/或以mV为单位作为数字测量值、和/或以任何其他单位作为任意计算/校正的值提供给测量变送器110或经由传输装置120传送至测量变送器110。
在下文中，术语数字测量值应理解为是指以数字形式——即，作为编码信号——存在的值，例如电压值。这意味着特定的位序列表示数字，即该值。
在下文中，术语电位差应理解为是指以模拟形式——即，作为连续信号——存在的值，例如电压值。
数字pH传感器1包括电子单元2和传感器壳体3。电子单元2具有计算模块6，用于生成数字测量值DM并将其发送至测量变送器110。计算模块6可以包括例如微控制器和无线通信模块。无线通信模块适于例如通过WiFi、蓝牙或其他通信方法来发送和接收数据。
传感器壳体3包括第一半电池4和第二半电池5。第一半电池4例如是参考半电池，而第二半电池5例如是测量半电池。第一半电池4具有电解结15。第二半电池5具有膜17或有源感测表面。
第一半电池4具有第一电解质13。第一半电池4还包括与第一电解质13相接触的第一电极7并且电连接到电子单元2。第二半电池5具有第二电解质14。第二半电池5还包括与第二电解质14相接触的第二电极8并且电连接到电子单元2。
设计第一半电池4和第二半电池5，使得如果数字pH传感器1被测量介质包围——即，与测量介质相接触，则在第一电极7与第二电极8之间形成电位差。电子单元2适于将电位差转换为数字测量值DM。该转换由计算单元6执行。
选择第一电解质13和/或第一电极7的材料和/或第二电解质14和/或第二电极8的材料，以使得在测量介质的pH值为7且测量介质的温度为25℃时，将两个电极的电位差设定成使得电位差不等于0mV。在优选实施例中，具有相同的测量介质特性的电位差大于30mV或小于-30mV。在替代实施例中，具有相同测量介质特性的电位差大于50mV或小于-50mV。在替代实施例中，具有相同测量介质特性的电位差优选大于100mV或小于-100mV。电子单元2适于以如下方式将电位差转换为数字测量值DM：在测量介质的温度为25℃且测量介质的pH值为7且电位差不等于0mV或取决于示例性实施例大于30mV或小于-30mV，或大于50mV或小于-50mV，或大于100mV或小于-100mV时，数字测量值DM为0mV(另参见表1)。
换句话说，电子单元2或计算单元6被配置为将电位差转换为数字测量值DM，使得电位差的值不同于数字测量值DM的值。例如，电位差为50mV，而转换后的对应数字测量值DM为0mV或pH值为0。
换句话说，选择第一电解质13和/或第一电极7的材料和/或第二电解质14和/或第二电极8的材料，以使得与传统的pH传感器相比设定不同的电位差。这意味着，在根据本发明的以氯化钾作为电解质和银-氯化银电极的pH传感器中，在25℃且pH为7的测量介质中设定不等于0V的电位差。在测量介质的其他pH值下，常规pH传感器中的电位差根据线性函数——在下文中称为标准函数——变化，该线性函数的斜率为-59mV/pH并且经过点0V，正如前言中所描述。如果测量介质的温度发生变化，则其他适当的标准函数也是已知的。
在与前述实施例兼容的实施例中，选择第一电解质13和/或第一电极7的材料和/或第二电解质14和/或第二电极8的材料，以使得对于测量介质的预设pH值和测量介质的预设温度，电位差与已知标准函数相差预定因子。电子单元2或计算单元6被配置为将电位差转换为对应数字测量值DM，以使得数字测量值DM对应于已知标准函数的数字测量值。已知的标准函数存储在电子单元2或计算单元6中。
由于根据本发明的pH传感器1中的电位差被预设为与常规pH传感器中预期的电位差不同，因此如果修改pH传感器1以向其馈送常规pH传感器的电位差，则由电子单元2产生的数字测量值DM将大大偏离期望的数字测量值，从而允许容易地检测到安全问题的存在。
在一个实施例中，选择第二电解质14，以使得在25℃时其pH为pH 7。
在这样的实施例中，第一电解质13包括例如具有3mol/l的活度的氯化钾，而第二电解质14包含例如具有1mol/l或0.3mol/l的活度的氯化钾。
在一个实施例中，选择第二电解质14，以使得在25℃时其pH＜6.5；尤其是＜6.15；尤其是<5.3(另参见表1)。
在替代实施例中，选择第二电解质14，以使得在25℃时其pH＞7.5；尤其是>7.85；尤其是>8.7(另参见表1)。
在一个示例性实施例中，第二电解质14在25℃时具有pH 6的pH值。在这样的示例性实施例中，第一电解质13包括例如氯化钾，而第二电解质14包括例如氯化钾和pH 6的磷酸盐缓冲液。
如果由于电解质的特性而导致电位差与根据标准函数确定的电位差出现偏差，则必须选择第一电解质13和第二电解质14以使得在参考电极和测量电极之间存在电极电位差。例如：如果参考电解质中的氯离子活度为3mol/l，则取决于内部电解质的Cl活度的电位差在0.93mol/l时为30mV，在0.43mol/l时为50mV，并且在0.06mol/l时为100mV(也参见表1)。
电位形成系统可以是例如银/氯化银，银/硫酸银，铜/硫酸铜或碘/碘化物。参考电极和测量电极可以基于相同或不同的电位形成系统。如果参考电极系统和测量电极系统不同且温度范围不同，则必须适当适配电极电位的温度校正函数。
图2示出数字pH传感器1'的替代实施例。在这样的实施例中，pH传感器1'附加地具有用于测量测量介质的氧化还原电位的第三电极16。为了进行氧化还原测量，在第三电极16——也称为氧化还原电极——与第一电极7——其是图2中的参考电极——之间测量电位差。氧化还原电极的材料应为尽可能惰性的、化学稳定的导电材料。示例为铂、金或导电碳(玻璃碳、石墨、掺杂金刚石)。
在这样的实施例中，pH传感器1'还具有温度传感器18，以便检测测量介质中的温度。在这样的实施例中，数字pH传感器1'的功能在其他方面与图1所示的pH传感器1'的功能相同。
如果数字传感器系统100中所使用的数字pH传感器不具有温度传感器18，则独立于pH传感器的温度传感器也可以连接到测量变送器110。
在一个实施例中，根据本发明的pH传感器包括第二电解质14，该第二电解质14的pH值不同于7，从而在测量介质的温度为25℃且测量介质的pH值为7时，在第一电极7和第二电极之间形成预设电位差(参见表1的第一列和第二列)。
在一个实施例中，根据本发明的pH传感器1包括Ag/AgCl电极，并且包括第二电解质14，该第二电解质14具有不同于3mol/l的预设氯化物活度，使得测量介质的温度为25℃且测量介质的pH值为7时，在第一电极7和第二电极8之间形成预设电位差(参见表1的第一列和第三列和第四列)。
在与上述实施例兼容的实施例中，第一电极7和第二电极8之间的电位差通过第二电解质14和pH 7之间的预设pH差组合第二电解质14的预设氯离子活度比的组合来实现。例如，内部电解质的pH差为0.51，导致电位差为30mV，另外内部电解质的氯离子活度比为3.22mol/l，导致附加电位差为30mV，因此实现第一电极7和第二电极8之间的总电位差为60mV(参见表1)。
表1：
电位差(mV)
pH差
氯活度比(mol/l)
C(cRef＝3)
30
0.51
3.22
0.93
50
0.85
7.04
0.43
60
1.02
10.40
0.29
100
1.69
49.54
0.06
120
2.03
108.12
0.03
下面将描述数字pH传感器1的测量方法。
在第一隐含步骤中，提供了数字pH传感器1、1'。这意味着pH传感器1、1'准备就绪，并且浸入测量介质中。
然后，由电子单元2测量电位差。即，电子单元2评估第一电极7与第二电极8之间的电位差。
可选地，电子设备甚至在模数转换之前就可以例如通过产生校正电压偏移来校正电位差。如果执行这种模拟电子测量值校正，将充分补偿来自标准传感器的电压差(在pH7、25℃时为0mV)，作为其结果，在没有校正数字测量值DM的情况下，进行电位差到数字测量值DM的模数转换。
接下来，由电子单元2将电位差转换为数字测量值DM，使得数字测量值DM被预设为不同于电位差，即，例如具有预设电压差。例如，测量30mV的电位差并将其转换为0mV的数字测量值DM。这导致电位差与数字测量值DM之间的电压差为30mV。在另一个实施例中，电位差和数字测量值DM之间的电压差为50mV。在替代实施例中，电位差与数字测量值DM之间的电压差为100mV。
当将电位差转换为数字测量值DM时，可以使用存储在电子单元2中的已知标准函数来根据标准函数实现与对应电位差的预设偏差。另外，例如由传感器内部的温度传感器18获得的温度值可以通过测量变送器传输到pH传感器1，并且在选择标准函数时可以将其考虑在内。
转换后的数字测量值DM优选地对应于标准函数的数字测量值。如果将传感器设计或配置为输出以mV为单位的数字测量值DM，则输出适于标准函数的测量值。
在一个实施例中，在将电位差转换为数字测量值DM的步骤中使用校正函数KF。校正函数KF可以是例如指数函数或多项式或表中存储的任何函数。
校正函数KF包括可调整校正因子K。校正因子K可以由制造商预设。校正因子K使得例如可以在电位差与数字测量值DM之间设定期望的电压差，例如30mV、50mV、100mV。
在与上述实施例兼容的可选实施例中，校正函数KF包含温度因子T，从而考虑了测量介质的温度。基于由温度传感器18确定的温度值来确定温度因子T。温度传感器例如集成在pH传感器中并且连接至电子单元2。替代地，电子单元2的温度值由测量变送器110传输。
温度因子T可以在具有AD转换和测量值调整的一个计算步骤中应用，也可以在下游计算步骤中应用。在后一种情况下，可以输出数字测量值DM和温度校正的测量pH值两者。为了实现对输出的测量pH值的温度补偿，还可以使用存储在传感器中的近似函数或插值法作为温度因子T的替代应用。替代地，也可以使用存储在传感器中的表。该表允许取决于优势温度(prevailing temperature)来应用特定的温度系数。
在与上述实施例兼容的可选实施例中，校正函数KF包含操作时间因子B，从而考虑了数字pH传感器1的操作时间。操作时间因子基于pH传感器1的操作时间来确定。pH传感器1的操作时间由电子单元2检测。该操作时间包括例如其中pH传感器与测量介质相接触的测量时段和其中pH传感器未与任何测量介质相接触的存储时段。
下面将描述测量变送器110的评估方法。
在第一步骤中，数字测量值DM经由传输装置120从数字pH传感器1被传输到测量变送器110。传输装置120例如是无线通信模块或数据电缆。例如，传输装置120可以是具有电位隔离插塞的电缆。
然后，将数字测量值DM与上限值和下限值进行比较。上限值和下限值是制造商设定的值，其定义了可以在其中找到预期测量值的公差范围。
如果数字测量值DM超过上限值或低于下限值，则输出错误消息。例如，错误消息可以通过可听或可视警报信号输出。
在评估方法的一个实施例中，如果数字测量值DM超过上限值或低于下限值，则中断向数字pH传感器1的能量供应。在该变型中，测量转换器110通过传输装置120为数字pH传感器1供应能量。
图3示出数字pH传感器1的校准线。
虚线表示基于电极之间的实际电位差的测量曲线，所述电极之间的实际电位差由数字pH传感器在校准介质——例如，pH值为7且温度为25℃的测量介质——中确定。
实线表示基于数字测量值DM的测量曲线，该数字测量值DM通过电位差转换而确定。
点线表示基于数字测量值DM的测量曲线，该数字测量值DM通过从电位差转换而获得，数字测量值DM作为电位差由常规pH传感器馈送到数字pH传感器1。
图4示出数字pH传感器1的实验零点漂移。
带有未填充点的实线表示传感器输出的零点的时间偏差。该偏差被称为零点漂移。
虚线表示由于参考半电池中电解质的耗尽，参考电极的电化学电位随时间的变化。
带有填充点的实线表示测量电极的校正后的电化学电位。
点线表示测量电极的偏离标准的未校正电位。
图5示出被馈送有另一传感器的电位差的数字pH传感器1的零点漂移。因此，在适当选择电位偏差的情况下，可获得更老化的电极的外观，该电极在测量开始时(时间0)已经漂移了59mV。因此，此行为导致警报/错误消息的输出。
带有未填充点的实线表示零点的时间偏差。
虚线表示由于参考半电池中电解质的耗尽，参考电极的电化学电位随时间的变化。
带有填充点的实线表示测量电极的不正确校正的电化学电位。
点线表示测量电极的未校正电位。
如果向pH传感器1馈送另一个传感器的电位差，则pH传感器1可以在数字测量值DM中产生系统的测量误差。因此，数字传感器系统100会具有安全风险，作为其结果，传感器系统100向用户输出错误消息。替代地，该错误消息也可以由数字pH传感器1输出。
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