1、酸度計溫度補(bǔ)償器的原理和作用

在酸度計計量檢定和使用中，我們發(fā)現(xiàn) pH 值測量不準(zhǔn)確的原因主要是未能正確使用溫度補(bǔ)償器造成的。下面就介紹一下酸度計溫度補(bǔ)償器的原理、對 pH示值的影響和產(chǎn)生問題的原因。對于酸度計來說，不同溶液的 pH 值的溫度系數(shù)差別很大， 要將不同溫度下的 pH 值折算到 25℃時的 pH 值是非常困難的， 也沒有必要。所以酸度計的溫度補(bǔ)償器是將其電極在標(biāo)定溫度下得到的轉(zhuǎn)換系數(shù)按能斯特公式換算到當(dāng)前溫度下的轉(zhuǎn)換系數(shù)，從而得到當(dāng)前溫度下的 pH 值。其中酸度計是用電位相對測量法來測定溶液 pH 值的，其理論依據(jù)來自于能斯特方程式：

通過對一臺 PHS-3C 型號酸度計在 25℃條件下使用標(biāo)準(zhǔn)緩沖液校準(zhǔn)后，對同一溶液在不同溫度下的 pH 值進(jìn)行測量實驗，得到結(jié)果如下：

由此表可看出溫度補(bǔ)償器固定在 25℃條件下時（即不啟動酸度計的溫度補(bǔ)償器時），測量溶液的 mv 值是不隨著溫度變化而變化的，酸度計測得的 pH 值也永遠(yuǎn)是標(biāo)定溫度下的 pH 值；當(dāng)酸度計啟動溫度補(bǔ)償器時，測量溶液的 mv 值同樣是不隨著溫度變化而變化的，但是測得的 pH 值是隨溫度的改變而變化的。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)我們可以發(fā)現(xiàn)，隨著溶液溫度的改變，由于溶液的 mV 值是不隨溫度的變化而變化的，所以被測溶液與標(biāo)定溶液間的電位差也是不發(fā)生變化的，隨著溫度的變化實際發(fā)生變化的是每 mV 值變化量對應(yīng)的 pH 值的變化量，通過公式（3）我們可以發(fā)現(xiàn)這就使得 K 值發(fā)生了變化，所以酸度計通過溫度補(bǔ)償調(diào)整轉(zhuǎn)換系數(shù)K 來抵消溫度變化引起的電動勢差的變化。因此，為了適應(yīng)各種溫度狀態(tài)下 pH 值的測量，酸度計中均設(shè)有溫度補(bǔ)償裝置。

2、電導(dǎo)率儀溫度補(bǔ)償器的原理和作用

電導(dǎo)率的大小與電解質(zhì)在水中的離解度及離子的遷移速度有密切的關(guān)系，而離解度及遷移速度又與溶液的溫度有關(guān)。溫度升高，溶液的電導(dǎo)率增加，反之，則電導(dǎo)率減小。溶液的電導(dǎo)率受溫度的影響較大，實驗數(shù)據(jù)見下表。通過對一臺 DDS-307 型號電導(dǎo)率在溶液不同溫度下進(jìn)行溫度補(bǔ)償實驗，得到結(jié)果如下：

由此表可以看出不進(jìn)行溫度補(bǔ)償，同一溶液的電導(dǎo)率隨著溶液溫度的增加而不斷增大，使得測量結(jié)果沒有參考價值，所以電導(dǎo)率的測量結(jié)果一般均折算到參考溫度下（參考溫度：20℃或 25℃，使用 25℃時較多）。如果把電導(dǎo)率儀的溫度補(bǔ)償器關(guān)掉，則需先測出溶液的溫度及該溫度下的電導(dǎo)率，再將測得的結(jié)果換算到參考溫度的電導(dǎo)率。公式如下：

通過式（4）可以看出當(dāng)電導(dǎo)率儀不啟動溫度補(bǔ)償器時，即溫度校正系數(shù)為0.00%時，測得的電導(dǎo)率為溶液實際溫度下的電導(dǎo)率，需要人工換算成參考溫度下溶液的電導(dǎo)率值，否則測得值沒有參考價值。電導(dǎo)率儀的溫度補(bǔ)償器的作用就是為了克服溫度的影響，將溶液在實際溫度下的電導(dǎo)率值轉(zhuǎn)換為參考溫度(一般為 25℃)下的電導(dǎo)率值，使得溶液在不同溫度下的電導(dǎo)率具有可比性，以滿足各行各業(yè)比對或控制指標(biāo)的需要。因此，市面上越來越多的電導(dǎo)率儀具有溫度補(bǔ)償功能，在檢定過程中，檢定規(guī)程規(guī)定增加這一檢定項目看來也是很有必要的。

1、酸度計溫度補(bǔ)償器使用中的注意事項

由于酸度計測量過程中溶液的 mV 值是不隨溫度的變化而改變的，實際上起到作用的是通過調(diào)節(jié)溫度補(bǔ)償器進(jìn)而調(diào)整轉(zhuǎn)換系數(shù) K，進(jìn)而改變每 mV 變化量引起的 pH 的變化量，所以在使用酸度計時需要注意的是用于標(biāo)定儀器的標(biāo)準(zhǔn)參考溶液與被測溶液的溫度差。

2、電導(dǎo)率儀溫度補(bǔ)償器使用中的注意事項

通過公式（4）我們發(fā)現(xiàn)，在將電導(dǎo)率修正為參考溫度下電導(dǎo)率時，溫度校正系數(shù)β是一個關(guān)鍵參數(shù)，且不同的溶液溫度校正系數(shù)也不同，所以在使用溫度校正系數(shù)不可調(diào)節(jié)的電導(dǎo)率儀時，溫度校正系數(shù)會引入測量誤差，所以在進(jìn)行準(zhǔn)確度要求較高的測量時，如果溫度校正系數(shù)不能調(diào)整為溶液實際的溫度校正系數(shù)，則應(yīng)該關(guān)閉電導(dǎo)率儀的溫度補(bǔ)償功能，通過準(zhǔn)確測量溶液溫度后根據(jù)公式（4）計算出參考溫度下的電導(dǎo)率值，或?qū)⒈粶y溶液的溫度嚴(yán)格控制在參考溫度條件下測量，進(jìn)而減小測量誤差。

1、酸度計溫度補(bǔ)償器出現(xiàn)異常的快速判定方法

先通過兩點標(biāo)定斜率，并測量第三種標(biāo)準(zhǔn)溶液示值誤差合格。然后用酸度計測量第三種標(biāo)準(zhǔn)溶液在打開溫度補(bǔ)償器時的 pH 值及其溫度，查找 JJG119-2018《酸度計檢定規(guī)程》,規(guī)程中表 A.2 顯示了標(biāo)準(zhǔn)溶液不同溫度下對應(yīng)的 pH 值，通過與測量的 pH 值進(jìn)行對比，測量結(jié)果的示值誤差應(yīng)小于儀器對應(yīng)等級的最大允許誤差，否則酸度計的溫度補(bǔ)償器功能可能出現(xiàn)異常，應(yīng)及時送檢。

2、電導(dǎo)率儀溫度補(bǔ)償器出現(xiàn)異常的快速判定方法

綜上所述，電導(dǎo)率儀溫度補(bǔ)償器，其作用就是為了克服溫度的影響，將溶液在實際溫度下的電導(dǎo)率值轉(zhuǎn)換為參考溫度(一般為 25℃)下的電導(dǎo)率值，使得溶液在不同溫度下的電導(dǎo)率具有可比性。而酸度計的溫度補(bǔ)償器，其作用是將電極在標(biāo)定溫度下得到的轉(zhuǎn)換系數(shù)按能斯特公式換算到實際溫度下的轉(zhuǎn)換系數(shù)，從而得到實際溫度下的 pH 值。

由此可見兩種儀器的溫度補(bǔ)償作用是有所區(qū)別的，不能混淆，只有正確理解酸度計和電導(dǎo)率儀的溫度補(bǔ)償器對于儀器測量準(zhǔn)確度的意義和作用，才能促進(jìn)儀器的合理、正確使用，保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。同時通過文中溫度補(bǔ)償器出現(xiàn)異常的快速判定方法，使用者就可以自己合理判定溫度補(bǔ)償功能是否正常工作，當(dāng)發(fā)現(xiàn)儀器溫度補(bǔ)償器可能存在異常時，需及時到計量檢測機(jī)構(gòu)對儀器進(jìn)行檢定。