העיקרון והמבנה של מדי pH
ערך ה-pH נמדד לראשונה באמצעות פוטנציומטר למדידת פוטנציאל אלקטרודה, שהוא מכשיר המצביע על אפס המאזן פוטנציאלים לא ידועים עם פוטנציאלים סטנדרטיים ידועים במדויק. בשל מגבלת הרגישות של פוטנציומטרים, פוטנציומטרים רגילים אינם מתאימים למדידת פוטנציאל עם מערכות סרט דק, וסוג זה של מדידת pH מאוד לא נוח לשימוש. בשנות ה-60 וה-70, עם התפתחות טכנולוגיית המוליכים למחצה, הטרנזיסטורים החליפו בהדרגה את הצינורות האלקטרוניים ביישומי טכנולוגיה אלקטרונית רבים, והקטינו מאוד את הגודל וצריכת החשמל של מכשירים אלקטרוניים. עם זאת, בשל העובדה שהטרנזיסטורים הם התקני בקרת זרם, עכבת הכניסה שלהם נמוכה בהרבה מזו של צינורות אלקטרוניים. לכן, רק לאחר הופעתן של דיודות ורקטור פותח פוטנציומטר pH מלא של טרנזיסטור. באמצע עד סוף שנות ה-70, גלאי pH חכמים עם מעבדי מיקרו הליבה הופיעו. יישם את החישוב והעיבוד של אותות אלקטרודות ופיצוי טמפרטורה של ערכי pH באמצעות תוכנה, ואפיון ערך ה-pH כדי להתגבר על האי-ליניאריות הייחודית של מדידת pH. הדיוק של זיהוי המכשיר שופר מאוד, והפונקציות מגוונות יותר, שיכולות להסתגל לטווח טמפרטורות רחב יותר. נכון לעכשיו, כמעט כל מדי ה-pH התעשייתיים הם חכמים. מכשיר זיהוי ערכי ה-pH החכם מבוסס על מיקרו-בקר ומשתמש בשבב מעגל משולב בקנה מידה גדול לעיבוד אותות אלקטרודות ואותות טמפרטורה. האותות המעובדים נשלחים למיקרו-בקר לצורך חישוב ועיבוד. מכשיר זיהוי ערכי ה-pH פותח על בסיס הנוסחה של משוואה 3, והתרשים הסכמטי שלו מוצג באיור 1. עקב השימוש במיקרו-בקרים בתור הליבה, ניתן לבצע חישובים מורכבים, עיבוד הנתונים נוח מאוד, דיוק הזיהוי הוא השתפר מאוד, נפח המכשיר קטן יותר והביצועים אמינים יותר.
