玻璃電極與參比電極之間根據(jù)能斯特方程，存在電位差：
式中，系數(shù)2. 3rt/f為能斯特電位，它等于每單位ph的單位變化。該值與溫度t有關(guān)。ph探頭內(nèi)裝有溫度敏感元件，儀器自動(dòng)補(bǔ)償溫度對(duì)ph測(cè)量值的影響。ph測(cè)量?jī)x結(jié)構(gòu)原理如圖2—23所示。
圖2-23 ph測(cè)量?jī)x結(jié)構(gòu)原理
μ為其他電位e2 – e6的和。制造工工藝上使其為接近零的常數(shù)。ph計(jì)通過測(cè)量μ，指示水中酸堿度。
以北京環(huán)科環(huán)保公司ph測(cè)量?jī)x(圖2-24)為例，儀器由傳感器探頭、前置電路、顯示表組成。探頭與前置電路安裝成一個(gè)整體，與儀器顯示表之間由四芯屏蔽電纜連接。
ph探頭產(chǎn)生約60mv/ph的電壓，經(jīng)前置電路放大后，經(jīng)光電藕合， 再經(jīng)過恒流電路，形成4～20ma遠(yuǎn)傳電流信號(hào)。4～20m a對(duì)應(yīng)的ph為0～14，溫度補(bǔ)償在前置電路內(nèi)完成，顯示表向這部分電路提供12v直流電源。
顯示表將220v交流電源變成各種需要的直流電，將ph信號(hào)4～20ma處理后， 進(jìn)行顯示、4～20ma隔離輸出、上下限報(bào)警輸出。上下限報(bào)警在顯示表面板上由發(fā)光管顯示，并各馭動(dòng)一個(gè)1×2繼電器。繼電器觸點(diǎn)容量24v， ia.。
圖2-24 ph測(cè)量?jī)x工作原理
儀器性能指標(biāo)：
測(cè)量范圍2～12ph；測(cè)量精度±0. 1ph；顯示分辨率±0.07ph；輸出信號(hào)4～2 0ma 。