JJG119—2005《实验室pH(酸度)计》中术语的探讨
The Discussion about Terms of JJG119-2005Laboratory pH Meters
黎庆辉 刘彦刚
(江西省萍乡市计量所,江西 萍乡337000)
摘 要 本文指出了JJG119-2005《实验室pH(酸度)计》中,有的电计计量性能要求术语,及其检定方法值得探讨。并给出了较为严谨的相应术语,及其对应的检定方法。关键词 酸度计;检定规程;术语;探讨0 引言国家计量检定规程是计量工作的技术法规,当然期望尽可能准确严谨,但是由于各种原因,难免存在点滴不足。我们在执行JJG119—2005《实验室pH(酸度)计》(以下简称规程)过程中,感觉到规程有的电计计量性能要求术语,及其检定方法值得探讨。1 电计输入电流规程给出的电计输入电流检定方法:按图1所示接好线。仪器温度补偿器放至25℃位置(或温度补偿器某一中间温度点),调节检定仪,使其输出信号为pH7(或电计等电位pH值),即输入电压为零。记录高阻开关K接通或断开的情况下,电计示值的变化,重复测定三次,取平均值,按下式计算输入电流I,A。 I=|ΔpH电流|•k ×10-3 (1) R式中:|ΔpH电流|——三次测量输入电流引起电计示值 见附页误差变化的平均值,取绝对值;k——玻璃电极的理论斜率; R——串联电阻的阻值,Ω。 图1 检定原理图实验室pH(酸度)计由电极和电计组成。电极相当于能据被测溶液的pH值不同,输出对应电势的高内阻mV电压信号源。电计则是一有源的高输入阻抗mV电压表,可等效为输入阻抗R输入与内阻抗无穷大的理想mV电压表并联,如图1所示。从规程给出的检定方法可以看出,实际上此时检测的是:当电计输入为零时,由于其输入端元件的失调电流在串入高阻上的压降,并换算成电流。我们要求该性能指标的目的:希望零输入时的失调电流尽可能小,使得当电计在接有电极时,上述失调电流在电极上形成的压降尽可能小。根据上述分析,我们认为电计在零输入时的失调电流,称之为电计零输入电流更贴切些。特别是这样能避免与电计输入阻抗术语的重复,因为对于仪器仪表,某仪器仪表输入电流小,与其输入阻抗大是等效的。其检定方法仍按规程给出的检定方法。2 电计输入阻抗引起的示值误差 规程给出的电计输入阻抗引起的示值误差定义:向电计输入相当于3pH单位的电位值,在电计输入端串联与未串联电阻R的情况下,产生的电计示值变化。我们要求该性能,是希望电计的输入阻抗足够大,也就是希望电计输入电流尽可能小。使得接上高内阻的电极时,电极的内阻上分压尽可能小,以致对被测信号影响小。因为科学技术的进步,特别是一些国外进口的酸度计,其电极性能优越,内阻较小,对电计的输入阻抗要求不高。即使按规程检定,其电计输入阻抗引起的示值误差不合格。但与其电极配套后,并不影响正常使用。所以我们建议:该项计量性能要求,直接用电计的输入阻抗表示更好。检测出电计输入阻抗后,由使用者据有关技术资料,自己去决定能否与其电极配套使用。实际上不少正规的酸度计生产厂家,已经是直接给出电计的输入阻抗。电计输入阻抗可按如下方法检测:按图1所示接好线路。输入pH13和pH1,分别记录不串电阻和串入电阻时示值,重复测量三次,求出不串电阻和串入电阻时对应示值算术平均值。按式(2)计算输入阻抗R i,Ω。 R i= ×R (2)式中: ——不串电阻时,输入pH13时示值平均值; ——不串电阻时,输入pH1示值平均值;——串入电阻时,输入pH13时示值平均值;——串入电阻时,输入pH1示值平均值。 这样还可以避免出现,对于同样是因为输入阻抗不够大的一台电计,按规程检定,在碱端(pH13处)电计输入阻抗引起的示值误差为正,而在酸端(pH1处)电计输入阻抗引起的示值误差为负的别扭状况。规程给出的电计输入阻抗引起的示值误差的检定方法为:按图1接好线,开关K接通,高阻R短路。仪器温度补偿器放至25℃位置(或温度补偿器某一中间温度点),调节检定仪使其输出相当于pH等电位值+6pH单位的信号,记下电计示值 pH1。开关K断开高阻R接通,调节检定仪,使其输出信号为pH7(或电计等电位值),调节电计使其示值为pH7(或电计等电位值)。再调节检定仪使其输出相当于pH等电位值+6pH单位的信号,并记下电计示值pH2。上述操作重复三次,取平均值,计算输入阻抗引起的示值误差。△pH阻抗= (pH1—pH2) (3)式中:△pH阻抗——电计输入阻抗引起的示值误差; pH1,pH2——分别为电计示值的平均值。用同样方法检定输入pH等电位值﹣6pH单位时,输入阻抗引起的示值误差△pH/阻抗,取△pH阻抗和△pH/阻抗中较大者作为此误差。我们在实际工作中遇到某电计,按规程规定方法检定,得到表1所示数据:表1 电计输入阻抗引起的示值误差检定记录 温度补偿器示值25℃串联电阻 /Ω | 输入的pH值 / pH | 电计示值/pH | △pH阻抗/pH | △pH/阻抗 /pH |
1 | 2 | 3 | 平均 |
0 | 13.00 | 13.00 | 13.00 | 13.00 | 13.00 | 0.04 | —— |
1.00×109 | 13.00 | 12.92 | 12.92 | 12.92 | 12.92 |
0 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | —— | ﹣0.04 |
1.00×109 | 1.00 | 1.08 | 1.08 | 1.08 | 1.08 |