酸度计温度补偿的解读及温度示值的影响.docx

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1、技术TECHNOLOGY检定、使用与调修酸度计温度补偿的解读及温度示值的影响□张宝珠张国城一、酸度计温度补偿的意义1.温度冲液称的影响虽然温度对溶液的pH标称值有一定影响，但是影响不大。例如邻苯二甲酸氢钾、混合磷酸盐和硼砂3种缓冲液在25℃时，pH值分别为4.00、6.86和9.18，当温度升高到45℃时，pH值分别为4.04、6.83和9.04，即它们的温度系数分别为0.0012pH/℃、-0.0028pH/℃和-0.0082pH/℃。可见除了硼砂等少数溶液，温度对溶液的pH值影响很小。而且不同溶液pH值的温度系数差别很大，要将不同温度下的pH值

2、折算到25℃时的值是很困难的，也没有必要。所以，酸度计的温度补偿与缓冲液标称值受温度影响无关。2.温度信号源的影响E=E0+2.3026RTlgH+（1）F对于强电解质溶液，当溶液温度发生变化，溶液中的H+浓度近似不变，即溶液pH值保持不变时，根据能斯特方程（式1），溶液的E将随温度T呈线性变化。温度升高，溶液电动势将增大，而酸度计是根据检测到的溶液电动势换算成pH值的，所以必须进行温度补偿以抵消温度对测量结果的影响，这是酸度计温度补偿的本质。根据酸度计的操作定义ES-EX=2.3026RT（pHX-pHS）（2）F≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈

3、≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈≈复性可以用多次测量的结果按贝塞尔公式计算求误差却不可忽略。根据JJG118-2010《扭簧比较仪检》得正常人眼的分辨能力约为1′，当使用10×物镜时，定规程分度值为0.001mm，测量范围为±0.05mm的小；，化为在明视距离处的线分辨量为0.007mm。为了弥扭簧比较仪其示值变动性为1/3个分度即0.3μm；同，，补这一不足故用影像法校准时应尽量换上大倍率样仪器的分辨力引入的误差为0.29μm，所以用指示表，的物镜如50×物镜），则实际单次瞄准准确度可达校准时最大误差为（%%0.007mm/5/姨3

4、≈0.8μm。如多次重复测量，取其平均0.42+0.32+0.292≈0.6μm=值将大大减小由于瞄准不准确而带来的测量误差另姨。结论显然用指示表法校准准确度要高于影，3.外仪器的分辨力为所引入的误差为：，%像法但指示表的支杆稳定性对其影响非常大且看1μm，0.5μm/姨3，所以用影像法校准时最大测量误差为，，≈0.29μm，不见摸不着故在校准时要经常校准零位而且装夹，，=姨%0.42+0.82+0.292≈0.9μm麻烦，所以不太方便。而影像法快捷、直观，但准确度2.用指示表法校准时，其误差同样首先来源于作略低，故操作者可以根据投影仪的准确度和实

5、际情况为标准的量块，最大约为0.4μm；而扭簧表作为指示选择恰当的校准方法。计，其示值误差可以不计，但作为每次对零的变动性作者单位【江苏省镇江市计量所】计112中国计量2013.3式中：EX、pHX——测量值；ES、pHS——参比值；R、F——相关物理常数。一般令k=2.3026RT/F，称之为转换系数；若设k′=2.3026R/F，则式（2）可进一步简化为式（3）E=2.3026RTpH=kpH=k′TpH（3）F温度每变化δT，则E变化为δE=k′δTpH=k′δT·E=δTE（4）k′TT当T=25℃、δT=1℃、E=59.165（对应pH=

6、1.00）时，计算得δE=0.2mV，即温度每变化1℃，每单位pH对应的信号源的mV值将变化0.2mV。由于检定装置模拟的就是溶液的信号源，所以调整检定装置的温度示值，相当于调整溶液的温度，得到不同的输出信号值，从而其mV值随温度示值变化的规律也符合式（4）。如果此时酸度计不进行温度补偿，则信号源温度变化引起的酸度计pH示值变化为δEδT/T·EδTδpH===·pH（5）k′Tk′TT当T=25℃、δT=1℃时，由式（5）计算得δpH=0.0038pH。由于酸度计的分辨力一般为0.01pH，更高精度的分辨力为0.001pH，如果取pH=1.00，

7、温度补偿引起的误差将被分辨力的误差所掩盖，所以pH越大越能考察温度对测量结果的影响。考虑到有些型号的酸度计，在pH＞7.00时无法显示，所以JJG119-2005《实验室pH（酸度）计》检定规程选取pH=6.00（常用pH=13.00），计算得δpH=0.02。检定时，一般取δT=10℃，则δpH=0.20。例如，信号源温度由25℃增至35℃时，当酸度计不进行温度补偿时，其反馈回的pH值将由13.00增至13.20。3.温度酸度的影响酸度计的温度补偿过程，实际上是调整换算系数k的过程。酸度计温度示值的变化，将对转换系数k产生影响。假设输入信号源不变

8、，将酸度计温度示值改变δT，则pH值的变化为δpH=E-E=-E·δT=-δT·pH（6）k′（T+δT）k′Tk′T（T