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摘 要：酸度计是一种电化学分析仪器，主要用来测量水溶液的pH值。目前在工业用水、三废处理等领域已经得到广泛的应用，但随着酸度计型号、规格、级别的不断优化和升级，酸度计计量检定的难度也随之提升，在此背景下，文章在对酸度计计量原理进行系统分析的基础上，针对酸度计计量检定中的常见问题展开研究，为提升酸度计计量检定的准确性和合理性做出努力。
关键词：酸度计；计量检定；问题
中图分类号：TQ05 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）24-0175-02
测量电极和电计部分是酸度计的主要构成，其测量原理决定要保证其测量数据的准确性，为工业处理、生产等方面提供精确的pH数据，需要对其进行计量检定，可见对酸度计计量检定常见问题进行研究具有重要的现实意义。
1 酸度计计量原理
实验室pH（酸度）计主要是由测量电极和电计两部分组成。电计由阻抗转换器、放大器、功能调节器和显示器等部分组成。测量电极包括指示电极和参比电极。常用的指示电极有玻璃电极、氢电极、氢醌电极、锑电极等。参比电极主要指外参比电极，最常使用的外参比电极有银/氯化银电极、甘汞电极等。利用pH（酸度）计测量溶液的pH值时，都采用比较法测量。首先用指示电极、参比电极和pH标准缓冲溶液组成电池，其电动势输入电计，对仪器进行“校准”。然后换以被测溶液和同一对电极组成电池，电池电动势也输入到电计中。经比较，电计显示值即为被测溶液的pH值[1]。测量的原理是通过测量电极中的指示电极和参比电极进行电化转換，并通过电计部分中的阻抗转换器将高输入阻抗直流信号向低内阻直流信号进行转化，然后由电计部分的直流放大器将低内阻直流信号放大并对其进行比较或积分处理，最后通过电计部分的pH标准缓冲溶液调节功能调节器对整个酸度计进行校准后，通过输入电动势将测量的pH结果通过数字信号进行显示[2]。
为保证酸度计计量的准确性，现阶段针对酸度计的计量原理研发了大量的酸度计计量检定仪器，如PHC-1B等，其mV电动势发生器可生成1V步进值，pH电动势发生器生成的温度和pH方面步进值分别为0.001 ℃和1.0 001 pH，另外，其准确度可以达到0.0 004 pH。
2 酸度计计量检定中的常见问题及处理办法
2.1 酸度计的种类和型号加大检定难度
现阶段酸度计的种类繁多，例如指针式、数字式、袖珍式、台式、笔式等，而且每种类型的酸度计又包含大量的型号，例如现阶段pHS-4D型、pHS-25型、pHS-3C型、HANNAH I9025型等，均得到广泛的应用，不同的类型和型号的酸度计的元器件可能为集成式电路、可能为晶体管等，所以其在应用过程中具体的操作程序会出现差异，这必然导致针对性的检定程序和检定点等方面发生变化，例如部分类型在检定时单点校准即可，部分类型在检定时需要两点校准，甚至部分需要多点校准，所以在检定的过程中，需要面临针对具体的酸度计类型和型号匹配合理的检定方法、程序和仪器的问题[3]。在初次对某型号或类型的酸度计进行检定的过程中需要结合其说明书进行，防止对酸度计构成损害或影响检定的效果。
2.2 酸度计级别加大检定难度
现阶段酸度计计量的级别设计表现出多样化的特征，所以在检定的过程中需要针对不同计量级别的酸度计确定其计量合格的对应标准。在检定的过程中要保证被检酸度计的电计示值误差、电计输入电流、电计输入阻抗引起的示值误差、电计温度补偿器引起的示值误差、电计示值重复性、仪器示值总误差、仪器示值重复性等方面的误差不能超过[1]的规定，见表1。
可见在检定的过程中需要对具体的检定对象的级别、量程等方面准确的掌握，对应的设置检定参数，以此准确判定检定结果是否合格。
在检定的过程中针对不同的检定级别，需要采用不同的检定方法，例如在检定电计示值误差的过程中，考虑到其包括pH示值和mV示值两种类型，而且要在设定的间隔点范围内对电计示值和标准信号进行测量以此确定误差，所以在检定的过程中需要用输入增加和输入减少的方式分别进行测量。
现阶段的测量方法主要包括以下两种：一种是将被检仪器的输出值和标准值设定相同，在对其电计示值进行读取后，在上行和下行分别读取数据，以此确定示值误差；一种是将检定仪的输出值进行适当的微调，直至电计示值与标准值相同，对此时的被检仪器输出值进行读取，在此基础上用输入增加和输入减少的方式分别进行检定。
结合两种检定方法可以发现，前者的可操作性较强，但在检定的基础上需要针对性的计算保证检定的准确性，而后者在可操作性上虽然相对较差，但其可以将检定的结果直接通过检定仪器显示，准确性更有保证，在具体方法选择的过程中可以结合实际需要灵活的选择[4]。
按规程规定，对电计pH示值误差的检定方法如下：仪器温度补偿器调至25 ℃（或温度补偿器某一中间温度点）。根据被检仪器的说明书校准仪器。然后用检定仪向电计输入标准信号pH输入，分别记下电计示值pH示值。重复测量两次（用输入增加和输入减少的方式各做一次），取平均值■示值，按下式计算电计示值误差：
DPH示值=■示值-pH输入
对指针式仪器，在pH（7～8）或（7～6）范围内，应每隔0.2pH间隔检定一点，在其他范围内，应每隔1pH检定一点。对于数显式仪器，在全量程范围内，每隔1pH检定一点。对多量程的仪器，各量程按相应的仪器级别要求进行检定。级别相同时，对同一量值，在不同量程下检定的示值误差的变化应不大于该级别电计的重复性。
针对温度补偿器误差进行检定的过程中通常要将其设置在温度为25 ℃的环境中进行。
2.3 级别和误差判断问题
现阶段通常情况下对指针式和数显式的酸度计误差判断的方法分别是在最小级别1/2以内和最小级别以内，但像PHSJ-44型酸度计，其规格中只明确指出其具有0.001 pH的最高分辨率和0.005 pH的技术精度，对其具体的级别并未说明，在级别和误差判断的过程中并不能以其最小级别作为参考数据，会使误差判断存在一定的问题。这要求在具体检定操作进行前，先对酸度计的级别、技术要求等方面准确的认知，并结合其设定相应的参考数据，例如对PHC-1B酸度计进行计量检定，结合其在各方面的实际状况，具体检定过程中可以将针对数显式酸度计、级别在0.02级以上的指针式酸度计的检定间隔点分别设置为1 pH和0.2 pH等。 2.4 有效连接检定仪器和酸度计的问题
现阶段广泛应用的检定仪器，其通常具有不少于三根的外界连接线路，但在实际检定的过程中仍不排除出现连接不匹配的问题，例如现阶段广泛应用的袖珍式酸度计，其整个尺寸决定，其接口相比常规的接口较小，常规的检定仪器并不能与其较好的连接，这在一定程度上对袖珍式酸度计的检定结果产生影响。现阶段通常针对袖珍式酸度计的接口尺寸，独立设计连接线，在一定程度上优化了检定结果。另外，需要注意的是上海雷磁厂研发的PHS-2型号的酸度计等，其拥有的甘汞电极和玻璃电极在常规操作的过程中并不能与检定仪器有效的连接，在应用的过程中需要通过线夹在检定前先將两者连接好，这是保证检定结果的重要前提。
2.5 忽视酸度计曲线校正
现阶段应用的酸度计通常均可以对pH4.00、pH6.86和pH9.18的标准缓冲溶液进行自动识别，在酸度计使用前可以任意选点通过相应的标准缓冲溶液输入，对其曲线进行校正，以此保证酸度计显示数据的有效性，预防影响显示过程中有问题发生，目前此方面的问题仍大量存在，其主要是因为使用人员将检定的工作职责全部归属于检定人员，忽视自身对酸度计检定结果准确性优化的作用。
2.6 酸度计自身的电极问题
复合电极在酸度计中应用非常广泛，但其在使用一段时间后或存放较长时间后其均会发生性能恶化的问题，现阶段通常将酸度计的使用周期设定为1年，以此避免因电极问题导致酸度计计量不准确问题的发生，在使用的过程中，为保护酸度计电极，应将其内部气泡进行有效的处理，而且尽可能避免对强酸强碱物质进行应用，在不使用的情况下可将其放置在浓度为3 mol/mL的氯化钾溶液中存储，此类养护和存储操作，可以降低检测中示值误差过大的概率。
3 结 语
通过上述分析可以发现，酸度计计量的原理决定计量检定是保证其计量准确性的重要方面，但具体的检定方法、过程、注意事项等随着酸度计规格、种类、级别的不断优化升级，复杂性和可操作性等方面均受到严重的影响，要保证酸度计计量检定达到预期目的，需要针对其常见问题进行不断的完善和优化。
参考文献：
[1] JJG 119-2005，实验室pH（酸度）计检定规程[S].
[2] 谢皓东.酸度计计量检定中的常见问题探讨[J].西藏科技，2010，7：
18-19.
[3] 端慧敏.酸度计计量中的常见问题及解决方法[J].中国医疗设备，
2013，5：140-141.
[4] 郭志芬.酸度计及检定中应注意的问题[J].计量与测试技术，2016，3：
63-64.
关键词：酸度计；计量检定；问题
中图分类号：TQ05 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）24-0175-02
测量电极和电计部分是酸度计的主要构成，其测量原理决定要保证其测量数据的准确性，为工业处理、生产等方面提供精确的pH数据，需要对其进行计量检定，可见对酸度计计量检定常见问题进行研究具有重要的现实意义。
1 酸度计计量原理
实验室pH（酸度）计主要是由测量电极和电计两部分组成。电计由阻抗转换器、放大器、功能调节器和显示器等部分组成。测量电极包括指示电极和参比电极。常用的指示电极有玻璃电极、氢电极、氢醌电极、锑电极等。参比电极主要指外参比电极，最常使用的外参比电极有银/氯化银电极、甘汞电极等。利用pH（酸度）计测量溶液的pH值时，都采用比较法测量。首先用指示电极、参比电极和pH标准缓冲溶液组成电池，其电动势输入电计，对仪器进行“校准”。然后换以被测溶液和同一对电极组成电池，电池电动势也输入到电计中。经比较，电计显示值即为被测溶液的pH值[1]。测量的原理是通过测量电极中的指示电极和参比电极进行电化转換，并通过电计部分中的阻抗转换器将高输入阻抗直流信号向低内阻直流信号进行转化，然后由电计部分的直流放大器将低内阻直流信号放大并对其进行比较或积分处理，最后通过电计部分的pH标准缓冲溶液调节功能调节器对整个酸度计进行校准后，通过输入电动势将测量的pH结果通过数字信号进行显示[2]。
为保证酸度计计量的准确性，现阶段针对酸度计的计量原理研发了大量的酸度计计量检定仪器，如PHC-1B等，其mV电动势发生器可生成1V步进值，pH电动势发生器生成的温度和pH方面步进值分别为0.001 ℃和1.0 001 pH，另外，其准确度可以达到0.0 004 pH。
2 酸度计计量检定中的常见问题及处理办法
2.1 酸度计的种类和型号加大检定难度
现阶段酸度计的种类繁多，例如指针式、数字式、袖珍式、台式、笔式等，而且每种类型的酸度计又包含大量的型号，例如现阶段pHS-4D型、pHS-25型、pHS-3C型、HANNAH I9025型等，均得到广泛的应用，不同的类型和型号的酸度计的元器件可能为集成式电路、可能为晶体管等，所以其在应用过程中具体的操作程序会出现差异，这必然导致针对性的检定程序和检定点等方面发生变化，例如部分类型在检定时单点校准即可，部分类型在检定时需要两点校准，甚至部分需要多点校准，所以在检定的过程中，需要面临针对具体的酸度计类型和型号匹配合理的检定方法、程序和仪器的问题[3]。在初次对某型号或类型的酸度计进行检定的过程中需要结合其说明书进行，防止对酸度计构成损害或影响检定的效果。
2.2 酸度计级别加大检定难度
现阶段酸度计计量的级别设计表现出多样化的特征，所以在检定的过程中需要针对不同计量级别的酸度计确定其计量合格的对应标准。在检定的过程中要保证被检酸度计的电计示值误差、电计输入电流、电计输入阻抗引起的示值误差、电计温度补偿器引起的示值误差、电计示值重复性、仪器示值总误差、仪器示值重复性等方面的误差不能超过[1]的规定，见表1。
可见在检定的过程中需要对具体的检定对象的级别、量程等方面准确的掌握，对应的设置检定参数，以此准确判定检定结果是否合格。
在检定的过程中针对不同的检定级别，需要采用不同的检定方法，例如在检定电计示值误差的过程中，考虑到其包括pH示值和mV示值两种类型，而且要在设定的间隔点范围内对电计示值和标准信号进行测量以此确定误差，所以在检定的过程中需要用输入增加和输入减少的方式分别进行测量。
现阶段的测量方法主要包括以下两种：一种是将被检仪器的输出值和标准值设定相同，在对其电计示值进行读取后，在上行和下行分别读取数据，以此确定示值误差；一种是将检定仪的输出值进行适当的微调，直至电计示值与标准值相同，对此时的被检仪器输出值进行读取，在此基础上用输入增加和输入减少的方式分别进行检定。
结合两种检定方法可以发现，前者的可操作性较强，但在检定的基础上需要针对性的计算保证检定的准确性，而后者在可操作性上虽然相对较差，但其可以将检定的结果直接通过检定仪器显示，准确性更有保证，在具体方法选择的过程中可以结合实际需要灵活的选择[4]。
按规程规定，对电计pH示值误差的检定方法如下：仪器温度补偿器调至25 ℃（或温度补偿器某一中间温度点）。根据被检仪器的说明书校准仪器。然后用检定仪向电计输入标准信号pH输入，分别记下电计示值pH示值。重复测量两次（用输入增加和输入减少的方式各做一次），取平均值■示值，按下式计算电计示值误差：
DPH示值=■示值-pH输入
对指针式仪器，在pH（7～8）或（7～6）范围内，应每隔0.2pH间隔检定一点，在其他范围内，应每隔1pH检定一点。对于数显式仪器，在全量程范围内，每隔1pH检定一点。对多量程的仪器，各量程按相应的仪器级别要求进行检定。级别相同时，对同一量值，在不同量程下检定的示值误差的变化应不大于该级别电计的重复性。
针对温度补偿器误差进行检定的过程中通常要将其设置在温度为25 ℃的环境中进行。
2.3 级别和误差判断问题
现阶段通常情况下对指针式和数显式的酸度计误差判断的方法分别是在最小级别1/2以内和最小级别以内，但像PHSJ-44型酸度计，其规格中只明确指出其具有0.001 pH的最高分辨率和0.005 pH的技术精度，对其具体的级别并未说明，在级别和误差判断的过程中并不能以其最小级别作为参考数据，会使误差判断存在一定的问题。这要求在具体检定操作进行前，先对酸度计的级别、技术要求等方面准确的认知，并结合其设定相应的参考数据，例如对PHC-1B酸度计进行计量检定，结合其在各方面的实际状况，具体检定过程中可以将针对数显式酸度计、级别在0.02级以上的指针式酸度计的检定间隔点分别设置为1 pH和0.2 pH等。 2.4 有效连接检定仪器和酸度计的问题
现阶段广泛应用的检定仪器，其通常具有不少于三根的外界连接线路，但在实际检定的过程中仍不排除出现连接不匹配的问题，例如现阶段广泛应用的袖珍式酸度计，其整个尺寸决定，其接口相比常规的接口较小，常规的检定仪器并不能与其较好的连接，这在一定程度上对袖珍式酸度计的检定结果产生影响。现阶段通常针对袖珍式酸度计的接口尺寸，独立设计连接线，在一定程度上优化了检定结果。另外，需要注意的是上海雷磁厂研发的PHS-2型号的酸度计等，其拥有的甘汞电极和玻璃电极在常规操作的过程中并不能与检定仪器有效的连接，在应用的过程中需要通过线夹在检定前先將两者连接好，这是保证检定结果的重要前提。
2.5 忽视酸度计曲线校正
现阶段应用的酸度计通常均可以对pH4.00、pH6.86和pH9.18的标准缓冲溶液进行自动识别，在酸度计使用前可以任意选点通过相应的标准缓冲溶液输入，对其曲线进行校正，以此保证酸度计显示数据的有效性，预防影响显示过程中有问题发生，目前此方面的问题仍大量存在，其主要是因为使用人员将检定的工作职责全部归属于检定人员，忽视自身对酸度计检定结果准确性优化的作用。
2.6 酸度计自身的电极问题
复合电极在酸度计中应用非常广泛，但其在使用一段时间后或存放较长时间后其均会发生性能恶化的问题，现阶段通常将酸度计的使用周期设定为1年，以此避免因电极问题导致酸度计计量不准确问题的发生，在使用的过程中，为保护酸度计电极，应将其内部气泡进行有效的处理，而且尽可能避免对强酸强碱物质进行应用，在不使用的情况下可将其放置在浓度为3 mol/mL的氯化钾溶液中存储，此类养护和存储操作，可以降低检测中示值误差过大的概率。
3 结 语
通过上述分析可以发现，酸度计计量的原理决定计量检定是保证其计量准确性的重要方面，但具体的检定方法、过程、注意事项等随着酸度计规格、种类、级别的不断优化升级，复杂性和可操作性等方面均受到严重的影响，要保证酸度计计量检定达到预期目的，需要针对其常见问题进行不断的完善和优化。
参考文献：
[1] JJG 119-2005，实验室pH（酸度）计检定规程[S].
[2] 谢皓东.酸度计计量检定中的常见问题探讨[J].西藏科技，2010，7：
18-19.
[3] 端慧敏.酸度计计量中的常见问题及解决方法[J].中国医疗设备，
2013，5：140-141.
[4] 郭志芬.酸度计及检定中应注意的问题[J].计量与测试技术，2016，3：
63-64.