一、酸度计温度补偿的意义
1.温度对缓冲液标称值的影响
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.温度对信号源的影响
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ΔE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
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)
温度每变化δT，则ΔE变化为
当T=25℃、δT=1℃、ΔE=59.165 (对应ΔpH=1.00)时，计算得δE=0.2mV，即温度每变化1℃，每单位ΔpH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
当T=25℃、δT=1℃时，由式(5)计算得δpH=0.0038ΔpH。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ΔpH=1.00，温度补偿引起的误差将被分辨力的误差所掩盖， 所以ΔpH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ΔpH>7.00时无法显示， 所以JJG119-2005《实验室pH(酸度)计》检定规程选取ΔpH=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.温度对酸度计电计的影响
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，将酸度计温度示值改变δT，则pH值的变化为
当δT与T相比可忽略不计时，式(6)将可进一步简化为
即酸度计温度示值变化与信号源温度变化，对酸度计pH示值的影响大小相同，正负相反。如保持输入信号源不变， 将酸度计温度示值由25℃增至35℃，酸度计反馈回的pH值将由13.00减小至12.80。
4.温度补偿的意义
以上分别讨论的是温度对信号源或酸度计的影响。实际上，根据JJG119-2005，酸度计温度补偿时，先调整检定装置(信号源)温度变化δT后，输出电动势变化δE；再同步调整酸度计温度示值变化δT，使其斜率变为k′(T+δT)，则此时酸度计pH示值
即经过温度补偿后， 酸度计反馈回的pH′与温度变化前的pH保持一致， 与强电解质溶液pH值几乎不受温度影响的性质相符。可见，酸度计温度补偿的意义在于， 通过调整转换系数k来抵消温度变化引起的电动势差的变化。
二、温度对酸度计性能的影响
1.酸度计校准过程
酸度计的校准过程通常是利用两个已知pH值的标准溶液来进行的，分别记为pH1(对于溶液电动势为E1)和pH2(对于溶液电动势为E2)，则得到实际转换系数为
在同一温度下， 通过测量未知溶液电动势EX，可得到溶液pH值(pH</i></HTML>X</i></HTML>)为
即酸度计的转换系数是通过校准得到，而不是通过温度换算得到的。
由式(10)可知，当测量温度与校准温度相同时，pH 值的测量与温度示值无关。当仪器使用温度T与校准温度T0不同时，根据酸度计温度补偿功能，其温度差δT=T-T0，则相应的转换系数kT为
所以，通过温度补偿后，得到的转换系数kT只与温度差δT相关，而已与温度具体示值T无关；只要温度差δT是准确的，酸度计就能准确进行温度补偿；温度示值T准确与否，对酸度计电计的性能没有显著影响。
2.实验例证1
对于比较古老的国产酸度计，一般通过定位钮和斜率钮进行校准；同时，通过调节温度旋钮在不同温度刻度上进行温度补偿。该类仪器我们将其归类为仪器I。
对于仪器I，其温度旋钮在电路上与定位钮、斜率钮是相关联的。当酸度计不能准确校准斜率时(如斜率钮已经调到尽头，但是还未调到目标值)，可先调整温度旋钮到某一任意温度，使得斜率钮有宽松的范围来对酸度计进行校准后，再松动温度旋钮上的指针，在保证温度旋钮不动的情况下， 将指针调节到25℃后再固定下来。温度旋钮调节过程并不影响酸度计的性能和使用。这个过程再次说明，酸度计温度示值只是提供一个参考，其示值准确与否并不重要。
3.实验例证2
对于比较新型的国产酸度计(如上海雷磁生产的PHS-3C)和大部分国外进口的酸度计(如赛多利斯、梅特勒、HANA等公司生产的酸度计)，其校准过程是通过仪器默认的校准点(如6.86、4.00和9.18)来进行的，并通过温度传感器或调节器来实现温度补偿。该类仪器我们将其归类为仪器II。
以赛多利斯的PB-10型酸度计为例，通过外接电阻箱调节其显示温度。由于其温度示值为数显型，比刻度型温度示值更为准确可靠。如果将输入信号组固定，通过调节PB-10的温度示值在不同温度下进行校准和稳定补偿，结果如表1所示。表1不仅表明，即使PB-10的温度示值是错误的，但只要在错误的温度下经过校准之后，并不影响仪器对pH值的准确测量，而且只要温度示值差δT是准确的，错误的温度示值也并不影响酸度计的温度补偿结果。
<CTSM>表1PB-10在不同温度下校准后的温度补偿结果</CTSM>
对于国产酸度计， 无论是归类于仪器I还是仪器II，温度的示值准确性对酸度计的校准和温度补偿也同样没有影响。只是对于赛多利斯酸度计，由于其具有自动计算电极校准斜率的功能，当输入的校准信号与其对应温度下的理论信号偏差较多时，计算得到的校准斜率偏差较大，仪器校准不能通过。所以，该仪器在偏离理想温度15℃以上进行校准的数据得不到，而国产酸度计由于没有校准斜率的功能和限制，因此在温度偏离更大的情况下仍可正常校准和使用。
4.温度对酸度计计量的影响
在JJG119-2005中， 温度示值误差是酸度计的一项重要计量指标。例如针对0.01级酸度计，要求温度示值误差不超过±0.5℃。但是前面讨论的结果表明，酸度计性能不受温度示值误差的影响，而与温度差δT相关。所以，酸度计计量应该更强调δT的准确性，而不是温度示值的准确性。JJG119-2005中，多个温度点的测量也间接对温度差δT提出了要求。在δT准确的前提下，即使温度示值误差超过0.5℃，也只需要提供一个修正值， 为仪器使用者在酸度计校准时提供参考，并不影响酸度计的性能和使用。
三、结束语
本文详细讨论了酸度计的温度补偿原理，指出补偿的意义在于通过调节转换系数k来抵消由于温度变化引起的溶液(信号源)ΔE的变化；指出即使酸度计的种类和型号繁多，校准过程有所不同，但理论分析和实验数据都表明，酸度计的性能包括仪器示值误差和温度补偿功能，与温度示值无关，而只与温度差δT相关。所以，对酸度计的计量应强调温度差δT的检定。这是因为温度示值只为仪器使用者在校准时提供参考，对转换系数k实际上没有任何贡献，因为转换系数k是通过仪器校准得到的，而非通过温度计算得到的，仪器温度示值的准确与否并不影响酸度计的性能和使用。
