楊小東

廣元市計(jì)量檢定測試所 四川廣元 628017

作為實(shí)驗(yàn)室中班比較常見的測量儀器，pH計(jì)具有非常廣泛的應(yīng)用范圍。pH計(jì)通過原電池原理開展工作，屬于比較常見的一種分析儀器，在工業(yè)、環(huán)保和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域有非常重要的應(yīng)用，這也充分體現(xiàn)出了pH計(jì)檢測數(shù)據(jù)結(jié)果尤為重要。因此，在進(jìn)行pH計(jì)檢定時，要對不確定度的影響因素充分進(jìn)行分析探索，使測量結(jié)果的準(zhǔn)確性得到有效保證[1]。

1 基于酸度計(jì)原理進(jìn)行分析

pH（酸度）計(jì)主要構(gòu)成是測量電池和電計(jì)單元兩部分。實(shí)際在進(jìn)行測量的時候，因?yàn)殡妱觿葜递^小需要進(jìn)行放大才能顯示pH值。所以電計(jì)單元的組成器件有：顯示單元、A/D轉(zhuǎn)換、放大電路、阻抗變換器等等。為了確保測量的準(zhǔn)確性，首先要確保電池不會出現(xiàn)極化反應(yīng)或電化反應(yīng)，避免酸度計(jì)出現(xiàn)失準(zhǔn)的情況。

2 酸度計(jì)測量條件和方法

2.1 測量依據(jù)及檢定條件

根據(jù)JJG 119-2018《實(shí)驗(yàn)室pH(酸度)計(jì)檢定規(guī)程》，詳情見表1。

表1 檢定環(huán)境條件

2.2 被測對象及測量方法

依據(jù)JJG119-2018《實(shí)驗(yàn)室pH(酸度)計(jì)檢定規(guī)程》的規(guī)定，常規(guī)pH計(jì)分為0.001級、0.01級和0.1級三級。儀器的示值誤差采用溶液測量的方法，選擇pH值為下面一種標(biāo)準(zhǔn)溶液校準(zhǔn)4.01、6.86和9.18。

3 數(shù)學(xué)模型和不確定度傳播率

3.1 搭建數(shù)學(xué)模型

下面公式（1）為被測pH計(jì)示值誤差：

影響儀器示值誤差主要因素是測量重復(fù)性、標(biāo)準(zhǔn)溶液的不確定度和液接界電勢誤差，由此，得到公式（2）為儀器示值誤差：

d—儀器示值總誤差；pH—被測pH計(jì)示值；pHs—pH計(jì)溶液的標(biāo)準(zhǔn)值；pHj—液接界電勢的影響量。

3.2 不確定度傳播率

下面公式（3）為儀器示值誤差的不確定度傳播率：

在公式（3）中，靈敏系數(shù)

3.3 標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定

根據(jù)實(shí)際的pH計(jì)計(jì)算相對應(yīng)的不確定度分量u(pH)，見表2。

4 不確定度分析

表2 不同級別不確定度分量u(pH)

4.1 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

上述計(jì)算得到的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量之間不存在關(guān)聯(lián)性，0.01級pH合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

4.2 擴(kuò)展不確定度

5 酸度計(jì)常見故障處理方法

5.1 數(shù)顯不穩(wěn)定與定位失調(diào)

數(shù)顯不穩(wěn)定故障與玻璃電極引線屏蔽失效有直接的關(guān)系。定位失調(diào)的故障，通常情況下是緩沖溶液、電極和儀器等方面的問題，處理起來有很大的難度。首先，應(yīng)檢查設(shè)備調(diào)節(jié)旋鈕是否出現(xiàn)損壞或是氧化的情況；其次，檢查玻璃電極和復(fù)合電極是否出現(xiàn)裂紋，是否出現(xiàn)氣泡堵塞的情況；最后，對緩沖溶液進(jìn)行檢查，如果存在有不合理的情況就應(yīng)當(dāng)重新進(jìn)行調(diào)配，盡可能避免故障的發(fā)生[2]。

5.2 “調(diào)零”不到位

出現(xiàn)該問題的原因，有可能是可調(diào)電阻的定位器沒有牢固焊接以及可調(diào)電阻出現(xiàn)短路的問題，從而影響到電阻的靈敏性。

5.3 指示燈不亮

該問題的出現(xiàn)與變壓器短路、開關(guān)受損以及保險絲斷開有直接的關(guān)系，首先更換指示燈，如果仍然不亮，可以更換上述零部件。

6 結(jié)語

綜上所述，在開展酸度計(jì)檢定工作的時候，如果只對電計(jì)部分進(jìn)行檢定，不用標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液檢定“儀器示值誤差和重復(fù)性”，會出現(xiàn)比較大的誤判。所以，儀器測量結(jié)果的準(zhǔn)確性進(jìn)行判定的時候，需要從電計(jì)示值誤差和儀器示值誤差兩方面進(jìn)行不確定度分量進(jìn)行分析，最大程度的保障測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。對出現(xiàn)的故障，要基于先外后內(nèi)、先簡后繁的原則進(jìn)行排查，最終排除故障[3]。