化学の情報を電位で測定することで活用できます。 ORP電極を使えば、消毒剤の酸化力もわかります。 ガラス電極を使えば、pHがわかります。 基本になるのは、ネルンストの式やヘンダーソンの式。 基準電極をとして銀塩化銀電極を使います。 銀をアノード酸化して、銀塩化銀とし、電位の基準とします。
IoTの対象となるモノ | 家電 (冷蔵庫、テレビ、ドアホン、 給湯器)や 自動車 |
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センサー | カメラ、 マイク、タッチセンサー、スマートメーター、温度センサー、湿度センサー |
通信 | 光ケーブル、無線通信、メタリックケーブル |
レセプター→トランスデューサー→メーター
レセプター→トランスデューサー→アンプ→メーター
レセプター→トランスデューサー→アンプ→AD変換→液晶ディスプレイ
ライブコンサートをライブ配信で楽しむことを考えてみましょう。
図 2 . 音声 から 通信回線 へ ライブの音声は、もともとは空気の圧力変化です。 この圧力の変化量をマイクを使って電圧の変化量に変えます。 このように量から量への変換をアナログ処理と言ったりします。 次に、電圧の変化量を数字にします。電圧と時間を数字にします。 この量を数字にする変換をアナログデジタル変換(AD変換)と言います。
この数字を通信回線を使って送ります。
図 3 . 通信回線 から 音声 へ 今度は数字を、電圧の変化量にします。数字を電圧と時間にします。 この数字を量にする変換をデジタルアナログ変換(DA変換)と言います。 そしてその電圧でスピーカーを駆動し、空気の圧力変化にします。 これで、視聴者がライブを聞けるわけです。
ここでマイクなどをセンサー、スピーカーなどをアクチュエータと言います。
13.情報処理概論 12.無機工業化学 8.工業概論
項目 | コンデンサマイク (エレクトレット) | ダイナミックマイク | ||
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感音材料 | 誘電体(圧電体) ( セラミックス) | 磁性体(金属) | ||
用途 | スマホ、PC | スマートスピーカー | ||
歴史 | 昭和(戦後) | 平成(スマホ)、昭和(イヤホン) |
インターネット百葉箱®は教材のウチダが開発した IoT教材です。 全国の学校の 気温・湿度・気圧・天候を、 月、 日 単位で比較することができます。
電池の起電力―銀塩化銀電極とネルンストの式―の単元で 参照電極としての銀塩化銀電極について学んだ。
銀塩化銀電極は、心電図の測定の際の電極にも使われている。 銀塩化銀ペーストを使ったディスポーザブルタイプもある。
例 | 備考 | |
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銀|塩化銀電極 | AgCl + e- ↔   Ag + Cl- Eº = 0.2223V* | 温度、Cl-濃度に依存 |
水銀|塩化水銀電極 | Hg2Cl2 + 2e- ↔   2Hg(l) + 2Cl- Eº = 0.26816V * | 温度、Cl-濃度に依存 |
水銀|酸化水銀電極 | HgO + H2O + 2e- ↔   Hg(l) + 2OH- Eº = 0.0977V * | アルカリ用、温度、OH-濃度に依存 |
水銀|硫酸水銀電極 | Hg2SO4 + 2e- ↔   2Hg(l) + SO42- Eº = 0.613V * | 酸性用、温度、SO42-濃度に依存 |
銀塩化銀電極の生体測定への応用例について調べて書きなさい。
pH電極の構成と測定原理について書きなさい。
ORP電極というのがある。酸化還元電位だけでは化学種は特定できない。科学的根拠を持って活用しよう。
酵素センサ、免疫センサに使われる電極と測定原理について書きなさい。
エネルギー | 物理量 | センサー | 方式 | 用途 |
---|---|---|---|---|
💪力学 | 圧力 | 気圧センサー | ||
🎤 マイク | 圧電素子 | 📱 スマートホン | ||
ダイナミック | ||||
⚡電気 | 電流 | 電流センサー * | シャント方式 | |
クランプ方式 | ||||
🌟光 | 波長 | カラーセンサー * | ||
🔥熱 | 温度 | 温度センサー | ||
🧪化学 | 濃度 | ガスセンサー |
酸素センサ、ガス漏れセンサ、湿度センサに使われる電極と測定原理について書きなさい。
次回の エネルギー化学は 工業製品への応用2―乾電池・ディスプレイ―を勉強しましょう。
©2022 Kazuhiro Tachibana
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