玻璃電極與參比電極之間根據能斯特方程，存在電位差：

    式中，系數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。pH探頭內裝有溫度敏感元件，儀器自動補償溫度對pH測量值的影響。pH測量儀結構原理如圖2—23所示。

                                 圖2-23 pH測量儀結構原理

    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。pH計通過測量μ，指示水中酸堿度。

    以北京環科環保公司pH測量儀(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整體，與儀器顯示表之間由四芯屏蔽電纜連接。

      pH探頭產生約60mV/pH的電壓，經前置電路放大后，經光電藕合， 再經過恒流電路，形成4～20mA遠傳電流信號。4～20m A對應的pH為0～14，溫度補償在前置電路內完成，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4～20mA處理后， 進行顯示、4～20mA隔離輸出、上下限報警輸出。上下限報警在顯示表面板上由發光管顯示，并各馭動一個1×2繼電器。繼電器觸點容量24V， IA.。

                                            圖2-24  pH測量儀工作原理

儀器性能指標：

• 測量范圍2～12pH；
• 測量精度±0. 1pH；
• 顯示分辨率±0.07pH；
• 輸出信號4～2 0mA 。