pH計需要溫度補償的原因
文字：【大】【中】【小】 摘要：不管哪種類型的pH計都主要用于測量溶液的pH值，便于化學實驗（experiment)人員了解溶液的酸(Acerbity)堿特性，pH 計準確與否將直接影響到實驗數據的正確獲得。
在pH 計計量檢定中，我們發現儀器設備不合格的主要原因是溫度（temperature)補償器的示值超差，導致pH示值不準。電導率儀是一款多量程儀器，能夠滿足從去離子水到海水等多種應用檢測要求。這款儀器能夠提供自動溫度補償，并能設置溫度系數，因此能夠用于測量溫度系數與水不同的液體樣品。它能夠提供三個量程并具有量程自動選擇功能，能夠在檢測時自動選擇**為合適的量程。下面就介紹一下溫度補償器的作用、對pH示值的影響(influence)及產生問題的原因和解決的辦法。
pH計是用電位相對測量法來測定溶液pH值的，其理論依據來自于能斯特方程式：
E= E0-（2.30259RT/F）PH
式中: E —— 電池（Battery）電動勢
E0—— 標準電極（electrode）電位
R —— 氣體（gases）常數
F —— 法拉第常數
T —— jue對溫標（273.15+t℃）
上式表示了在溫度（temperature)恒定時電極電位與溶液氫離子濃度指數之間的關系。酸度計是一種常用的設備,又名酸度計。主要用來精密測量液體介質的酸堿度值,配上相應的離子，選擇電極，一般用于測量離子電極電位MV值。電導率儀是一款面向于醫用多效蒸餾水系統，鍋爐底水、凝結水，熱交換系統，機械零部件的工業熱清洗，工業循環水等在較高溫度環境運行的**水質管理和自動化控制而開發的一款寬溫度范圍的在線水質分析儀表。在測量pH值條件相同的情況下，由上式推導出如下公式：
ΔE=（—2.30259RT/F）/ΔpH
其中ΔE為標準緩沖液與待測溶液之間的電極（electrode）電位差值，令 K= —2.30259RT/F=ΔE/ΔpH
我們稱K為轉換系數。 它表示溶液的pH 值每改變一個單位(unit)時，電極電位的改變量。從K的表達式中可以看出其是溫度的函數，在不同的溫度下,電極電位的改變是不同的。因此，為了適應各種溫度狀態（state）下pH 值的測量，pH 計中均設有溫度補償裝置。溫度的補償范圍通常在5—60℃之間。
以我們計量檢定的一臺pHS—73型pH計（測量精度為0.02級）為例，它的輸入（shūrù）電流(Electron flow)、輸入阻抗引起的示值誤差和電計示值重復性這三項所測得的誤差值都符合計量檢定標準，唯有溫度補償不符合標準，從而導致示值超差，具體數據見下表：
檢定儀輸出標準值（pH） 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00
被檢電計的實際值（pH） -0.08 0.92 1.93 2 .95 3.96 4.97 5.98 7.00
誤差（pH） -0.08 -0.08 -0.07 -0.05 -0.04 -0.03 -0.02 0.00
檢定儀輸出標準值（pH） 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00
被檢電計的實際值（pH） 7.00 8.01 9.02 10.03 11.04 12.05 13.06 14.08
誤差（pH） 0.00 +0.01 + 0.02 +0.03 +0.04 +0.05 +0.06 +0.08
如表中所示，在7—14 pH范圍內實際值高于標準值，且誤差隨pH值的增大而增大；在7—0 pH范圍內實際值低于標準值，誤差隨pH值的減小而減小，誤差可達±0.08pH 。
pHS—73型pH計的溫度補償器是一個上面加有穩定電壓的線性可調電位器，通常設在面板上，根據其旋鈕位置（position )的不同，標以不同的補償溫度刻度。其塑料（結構:合成樹脂、增塑劑、穩定劑、色料)旋鈕是靠兩個助螺釘固定在電位器的圓軸上，隨著環境溫度的變化，使用中要經常轉動該旋鈕，這樣很容易造成松動和錯位，**終導致（使產生，促成）pH示值的變化。我們采取的措施（指針對問題的解決辦法)是在電位器圓軸側面用銼刀銼出一個平面，裝上旋鈕后，使一個助螺釘頂住該平面（原來的螺釘是頂在軸面上，旋鈕易挪位），同時把另一個螺釘旋緊，從而杜jue旋鈕式溫度補償因松動錯位造成的pH示值超差。**后，利用標準檢定儀的pH發生器（能產生0℃—100℃不同溫度點氫離子濃度指數的相應電勢）對pH計的溫度補償器重新進行其旋鈕位置的校正（詞義:校對改正)，給予正確的溫度補償，即可克服由此帶來的示值誤差影響。用上述方法修復(repair)的其他pH計經過重新計量檢定后全部符合計量檢定標準。
綜上所述，旋鈕式溫度補償器較容易出現錯位故障（fault）。若pH示值以7 pH（零電勢pH值）為中心點時，示值增加，誤差也隨之增加（或減小）；示值減小，誤差隨之減小（或增加），即可判定是溫度補償器補償電壓不對造成的示值誤差。如果是旋鈕式溫度補償器，用上述方法即可以解決；如果是數字按鈕式溫度補償器，應拆開儀器，調整其內部相應的可調電位器，改變其補償電壓來實現。
在pH 計計量檢定中，我們發現儀器設備不合格的主要原因是溫度（temperature)補償器的示值超差，導致pH示值不準。電導率儀是一款多量程儀器，能夠滿足從去離子水到海水等多種應用檢測要求。這款儀器能夠提供自動溫度補償，并能設置溫度系數，因此能夠用于測量溫度系數與水不同的液體樣品。它能夠提供三個量程并具有量程自動選擇功能，能夠在檢測時自動選擇**為合適的量程。下面就介紹一下溫度補償器的作用、對pH示值的影響(influence)及產生問題的原因和解決的辦法。
pH計是用電位相對測量法來測定溶液pH值的，其理論依據來自于能斯特方程式：
E= E0-（2.30259RT/F）PH
式中: E —— 電池（Battery）電動勢
E0—— 標準電極（electrode）電位
R —— 氣體（gases）常數
F —— 法拉第常數
T —— jue對溫標（273.15+t℃）
上式表示了在溫度（temperature)恒定時電極電位與溶液氫離子濃度指數之間的關系。酸度計是一種常用的設備,又名酸度計。主要用來精密測量液體介質的酸堿度值,配上相應的離子，選擇電極，一般用于測量離子電極電位MV值。電導率儀是一款面向于醫用多效蒸餾水系統，鍋爐底水、凝結水，熱交換系統，機械零部件的工業熱清洗，工業循環水等在較高溫度環境運行的**水質管理和自動化控制而開發的一款寬溫度范圍的在線水質分析儀表。在測量pH值條件相同的情況下，由上式推導出如下公式：
ΔE=（—2.30259RT/F）/ΔpH
其中ΔE為標準緩沖液與待測溶液之間的電極（electrode）電位差值，令 K= —2.30259RT/F=ΔE/ΔpH
我們稱K為轉換系數。 它表示溶液的pH 值每改變一個單位(unit)時，電極電位的改變量。從K的表達式中可以看出其是溫度的函數，在不同的溫度下,電極電位的改變是不同的。因此，為了適應各種溫度狀態（state）下pH 值的測量，pH 計中均設有溫度補償裝置。溫度的補償范圍通常在5—60℃之間。
以我們計量檢定的一臺pHS—73型pH計（測量精度為0.02級）為例，它的輸入（shūrù）電流(Electron flow)、輸入阻抗引起的示值誤差和電計示值重復性這三項所測得的誤差值都符合計量檢定標準，唯有溫度補償不符合標準，從而導致示值超差，具體數據見下表：
檢定儀輸出標準值（pH） 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00
被檢電計的實際值（pH） -0.08 0.92 1.93 2 .95 3.96 4.97 5.98 7.00
誤差（pH） -0.08 -0.08 -0.07 -0.05 -0.04 -0.03 -0.02 0.00
檢定儀輸出標準值（pH） 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00
被檢電計的實際值（pH） 7.00 8.01 9.02 10.03 11.04 12.05 13.06 14.08
誤差（pH） 0.00 +0.01 + 0.02 +0.03 +0.04 +0.05 +0.06 +0.08
如表中所示，在7—14 pH范圍內實際值高于標準值，且誤差隨pH值的增大而增大；在7—0 pH范圍內實際值低于標準值，誤差隨pH值的減小而減小，誤差可達±0.08pH 。
pHS—73型pH計的溫度補償器是一個上面加有穩定電壓的線性可調電位器，通常設在面板上，根據其旋鈕位置（position )的不同，標以不同的補償溫度刻度。其塑料（結構:合成樹脂、增塑劑、穩定劑、色料)旋鈕是靠兩個助螺釘固定在電位器的圓軸上，隨著環境溫度的變化，使用中要經常轉動該旋鈕，這樣很容易造成松動和錯位，**終導致（使產生，促成）pH示值的變化。我們采取的措施（指針對問題的解決辦法)是在電位器圓軸側面用銼刀銼出一個平面，裝上旋鈕后，使一個助螺釘頂住該平面（原來的螺釘是頂在軸面上，旋鈕易挪位），同時把另一個螺釘旋緊，從而杜jue旋鈕式溫度補償因松動錯位造成的pH示值超差。**后，利用標準檢定儀的pH發生器（能產生0℃—100℃不同溫度點氫離子濃度指數的相應電勢）對pH計的溫度補償器重新進行其旋鈕位置的校正（詞義:校對改正)，給予正確的溫度補償，即可克服由此帶來的示值誤差影響。用上述方法修復(repair)的其他pH計經過重新計量檢定后全部符合計量檢定標準。
綜上所述，旋鈕式溫度補償器較容易出現錯位故障（fault）。若pH示值以7 pH（零電勢pH值）為中心點時，示值增加，誤差也隨之增加（或減小）；示值減小，誤差隨之減小（或增加），即可判定是溫度補償器補償電壓不對造成的示值誤差。如果是旋鈕式溫度補償器，用上述方法即可以解決；如果是數字按鈕式溫度補償器，應拆開儀器，調整其內部相應的可調電位器，改變其補償電壓來實現。
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