酸度（dù）計和電導率（lǜ）儀溫度補償器的（de）原理和作用

酸度計和電導率儀是廣泛應用於科學實驗、環（huán）境監測和生產環節（jiē）的一種常用（yòng）科學分析儀器。酸度計和電導率儀的使用和檢定都離不開各自使用（yòng）的溶液，而溶液的 pH 值和電導率都與溫度密切（qiē）相關，當溫度發生變化時，pH 值和（hé）電導率會發生不同變（biàn）化（huà）。在計量檢定過程中我們發（fā）現對兩種儀器溫度補償器的正確使用對測量結果有較大影響，而且部分儀器使用（yòng）者，因對溫度補償器的原理（lǐ）和兩者之間的區別理解不（bú）正確，使用不當，造成測得數據不準確（què），所以正確理解溫度補償器的（de）原理和區別是至關重要（yào）的。

一、酸度計和電導率儀溫度補償器的（de）原理和作用
　　1、酸度計溫（wēn）度補償器的原（yuán）理和作用
　　在酸度計（jì）計量檢定和使（shǐ）用中，我們發現 pH 值測量不準確的原因主要是未能正確使用溫度補償器（qì）造成的。下麵（miàn）就介紹一下酸度計溫度補償器的原理、對 pH示值的影響和（hé）產（chǎn）生問（wèn）題的原因。對於酸度計（jì）來（lái）說，不同溶液的 pH 值的溫度係數差別（bié）很大， 要將不同（tóng）溫度下的 pH 值折算到 25℃時（shí）的 pH 值是（shì）非常困難的， 也沒有必要。所以酸度計的溫（wēn）度補（bǔ）償器是將其電極在標定溫度下得到的轉（zhuǎn）換係數按能斯特公式換算到當前（qián）溫度下的轉換（huàn）係數，從而得到當前溫（wēn）度（dù）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，其理論依據來自於能斯特方程式：
　　通過對一台（tái） PHS-3C 型號酸度計在 25℃條件下使（shǐ）用（yòng）標準緩衝液校準後，對同一溶液在不同溫度下的 pH 值進行測量實驗，得到結果如下：
　　由此表可看（kàn）出溫度補償器固定在 25℃條件（jiàn）下時（即不啟動酸度計的溫度補償器（qì）時），測量溶液的 mv 值是不隨著溫（wēn）度變化而（ér）變化的，酸度計測得的 pH 值也永（yǒng）遠是標定溫度下的 pH 值；當酸度計啟動溫度補償器時，測量溶液的 mv 值同樣是不隨著溫度變化而（ér）變化的，但是測得的 pH 值是隨溫度的改變（biàn）而變化的。根（gēn）據實驗數據我們可以發現，隨著溶液（yè）溫度（dù）的改變，由於溶液的 mV 值是不隨溫度的變化而（ér）變（biàn）化的，所以（yǐ）被測溶液與標定溶液間的電（diàn）位差也是不發生（shēng）變化的，隨（suí）著溫度的變化實際發生變化的（de）是每 mV 值變化量對應的 pH 值的變化（huà）量，通過公式（3）我們可以發現這就使得 K 值發生了變化（huà），所以（yǐ）酸（suān）度計通過溫度補償調整轉換係數K 來抵消溫（wēn）度變化引起的電動勢差的變化。因此，為了適應各種溫度狀態（tài）下 pH 值的（de）測量，酸度計中均設有溫度補償裝置（zhì）。
　　2、電導率儀溫度補償器的原理和作用
　　電導率的大小與電解質在水中的離解（jiě）度（dù）及離子的遷移速度有密切的關係，而離解（jiě）度及遷移速度又與溶（róng）液的溫度有關。溫（wēn）度升高，溶（róng）液（yè）的（de）電導率增加，反之，則電導（dǎo）率減小。溶液的電（diàn）導率（lǜ）受溫度的影響較大，實驗數據見（jiàn）下表。通（tōng）過對一台 DDS-307 型號電（diàn）導率在溶液不同溫度下進行溫度補償實驗，得到結果（guǒ）如下：
　　由（yóu）此表可以看出不進行溫（wēn）度補償，同一溶液的電導率隨著溶液溫度的增加而不斷（duàn）增大，使得測（cè）量結果沒有參考價值，所以電導率的測量結果一般均折算到參考溫度下（參考溫度：20℃或 25℃，使用（yòng） 25℃時較多）。如果把電導率儀的（de）溫度補償器關掉，則需先測出溶液的溫度及該溫度下的電導率，再將測得的結果換（huàn）算到參考（kǎo）溫度的電導率。公式如下：
　　通過式（4）可以（yǐ）看出當電導率儀不啟動溫度補償器時，即溫（wēn）度校正係數（shù）為（wéi）0.00%時，測得（dé）的電導率（lǜ）為溶液實際溫度下（xià）的電導率，需要人工換（huàn）算成參考溫度下溶液的（de）電導率值，否則測得值沒有參考價值（zhí）。電導率儀的溫度補償器的作用就（jiù）是為了克服（fú）溫度的影響，將溶液在實際溫度下的電導率值轉換（huàn）為參考溫度(一般為 25℃)下的電導率值，使得溶液在（zài）不同溫度下的電導率具有（yǒu）可比（bǐ）性，以滿足各行各業比對或控製指（zhǐ）標的需要。因此（cǐ），市麵上越來越多的電導率儀具有溫度補償功（gōng）能，在檢定過程中，檢定規程規定增加這一檢定項目看來也（yě）是很有必要的。
　　二、酸度計與電導率儀溫度補償器使用（yòng）過程中的注意事項
　　1、酸（suān）度計（jì）溫度補償器使用中的注意事項（xiàng）
　　由於酸度計測量過程中溶液的 mV 值（zhí）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）節溫度補償器進（jìn）而調整轉換係數 K，進而改變每 mV 變化量引起的 pH 的變（biàn）化量，所（suǒ）以在使（shǐ）用酸度計時需要注意的是（shì）用（yòng）於標定儀器的標準參考溶液與被測溶液的溫度差。
　　2、電導率儀溫度補償器使用中的注意事項
　　通過公式（4）我們發（fā）現，在將電導率修正為參考溫（wēn）度下電導率時，溫度校正係（xì）數β是一個關鍵參數，且不同的（de）溶液溫（wēn）度校正係數也不同（tóng），所以在使用溫度校正係數不可調節的電導率（lǜ）儀時，溫度校正係數會引入測量誤差，所以在進行準確度要求較高的測量時，如果溫度校正係數不（bú）能調整為溶液實際的溫度校正係數（shù），則應該關閉電導率儀的溫度補償功能，通過準確測量（liàng）溶液（yè）溫度後根據公式（4）計算出參考溫度下的電（diàn）導率值，或將被測溶液的（de）溫度嚴格控（kòng）製在參（cān）考溫度（dù）條件下測量，進而減小測量誤差。
　　三、儀器使用中溫度補償（cháng）器出現（xiàn）異常的快速判定方法
　　1、酸度計溫度補償器出現異常的快（kuài）速判定方法
　　先通過兩（liǎng）點標定斜率，並測量第三種標準溶液示值（zhí）誤差合格。然後用酸（suān）度計測量第三種標準溶液在打開溫度（dù）補償器（qì）時的 pH 值及其溫度，查找 JJG119-2018《酸度計檢定規程》,規程中表 A.2 顯示了標準溶（róng）液不同溫度下對應的 pH 值，通過與測量的 pH 值進行對比，測量結果的示值誤差應小於儀器對應等級的最（zuì）大允許誤差，否則酸（suān）度計的溫度補償器功能可能出現異常，應及時送檢。
　　2、電導率儀溫度補償器出現異常的（de）快速判定方法
　　綜上所（suǒ）述，電導率儀溫度補償器，其作（zuò）用就是為了克服（fú）溫度的影響，將溶液在實際溫度下的電導率值轉換為參考（kǎo）溫度(一般為 25℃)下的電導率值，使得溶液在不同溫度下的電導率具有（yǒu）可比性。而酸度計的溫度補償器，其作用是將電極在標定溫度下得到的轉換係數按能斯特公式（shì）換算到實際溫度下的轉換係數，從（cóng）而得到實際溫（wēn）度下的 pH 值。
　　由此（cǐ）可見兩種儀器的溫度補償作用是有所區（qū）別的，不（bú）能混淆，隻有正確理解酸度計和電導率（lǜ）儀的溫度補償器對於儀器測量準確度（dù）的意義和作用，才能促進儀器的（de）合理、正確使（shǐ）用，保證測量結果的準確性。同時通過（guò）文中溫度補償器出現異（yì）常的快速判定方法（fǎ），使用者就可以自己（jǐ）合理判定溫度補償功能是否正常（cháng）工作，當發現儀（yí）器溫度補（bǔ）償（cháng）器可（kě）能（néng）存在異常時，需（xū）及時到（dào）計量檢測機構對儀器進行檢定。