溫度變化主要通過影響恒電位儀的電子元件參數(shù)和電化學(xué)體系反應(yīng)速率,來影響其精度和穩(wěn)定性,具體如下:
對(duì)電子元件的影響
改變?cè)?shù):溫度變化會(huì)使電阻、電容、電感等電子元件的參數(shù)發(fā)生改變。例如,金屬膜電阻的阻值通常會(huì)隨溫度升高而增大,溫度系數(shù)較大的電阻在溫度變化時(shí)阻值變化明顯,這會(huì)影響恒電位儀電路中的分壓、限流等參數(shù),進(jìn)而導(dǎo)致輸出電位出現(xiàn)偏差,降低精度。
影響半導(dǎo)體器件性能:對(duì)于恒電位儀中的半導(dǎo)體器件,如晶體管、集成電路等,溫度變化會(huì)影響其載流子的遷移率、閾值電壓等參數(shù)。高溫時(shí),晶體管的漏電流可能增大,導(dǎo)致放大器的零點(diǎn)漂移現(xiàn)象加劇,使恒電位儀的輸出電位穩(wěn)定性變差,甚至可能超出允許的誤差范圍。
對(duì)電化學(xué)體系的影響
改變電極反應(yīng)速率:在電化學(xué)測(cè)量中,溫度變化會(huì)影響電極表面的化學(xué)反應(yīng)速率。根據(jù)阿侖尼烏斯公式,溫度升高一般會(huì)使反應(yīng)速率加快,電極表面的電流 - 電位關(guān)系會(huì)發(fā)生變化。恒電位儀在控制電位時(shí),需要根據(jù)設(shè)定電位和測(cè)量電流來調(diào)整輸出,由于溫度導(dǎo)致的電極反應(yīng)速率變化,可能使恒電位儀的控制出現(xiàn)滯后或超調(diào)現(xiàn)象,影響控制精度和穩(wěn)定性。
影響溶液導(dǎo)電性:溫度對(duì)電解液的導(dǎo)電性有顯著影響。一般來說,溫度升高,溶液中離子的運(yùn)動(dòng)速度加快,電解液的電導(dǎo)率增大。這會(huì)改變電化學(xué)回路中的電阻,使得在相同電位下,通過電極的電流發(fā)生變化。恒電位儀為了維持設(shè)定電位,會(huì)不斷調(diào)整輸出,但這種調(diào)整可能因溫度引起的溶液導(dǎo)電性變化而出現(xiàn)誤差,影響其對(duì)電位控制的精度和穩(wěn)定性。
對(duì)參比電極的影響
改變電極電位:參比電極是恒電位儀控制電位的基準(zhǔn),其電位穩(wěn)定性至關(guān)重要。溫度變化會(huì)影響參比電極內(nèi)部的化學(xué)平衡,導(dǎo)致其電極電位發(fā)生漂移。例如,常用的飽和甘汞參比電極,溫度改變時(shí),其內(nèi)部的汞 - 氯化亞汞電極反應(yīng)平衡會(huì)發(fā)生移動(dòng),電極電位隨之改變。參比電極電位的漂移會(huì)直接導(dǎo)致恒電位儀測(cè)量和控制的工作電極電位出現(xiàn)偏差,降低測(cè)量精度和控制穩(wěn)定性。