在PH儀計量檢定和使用中，會發現PH值測量不準確的原因主要是未能正確使用溫度補償器造成的。對于PH儀來說，不同溶液的PH值的溫度系數差別很大，要將不同溫度下的PH值折算到25℃時的PH值是非常困難的，也沒有必要。所以PH儀的溫度補償器是將其電極在標定溫度下得到的轉換系數按能斯特公式換算到當前溫度下的轉換系數，從而得到當前溫度下的PH值。其中PH儀是用電位相對測量法來測定溶液PH值的，其理論依據來自于能斯特方程式：
 

　　E=E0+(2.30259RT/F)1gH+T  ①
 

　　其中：
 

　　E-電池電動勢；
 

　　E0-標準電動勢；
 

　　R-氣體常數；
 

　　F-法拉第常數；
 

　　T-溫標。
 

　　①式可進一步簡化為②式，如下：
 

　　△E=(-2.30259RT/F)△pH   ②
 

　　其中：
 

　　△E為電池電動勢的變化量，-般令k=2.3026RT/F，稱之為轉換系數。
 

　　把②式進-步轉換為③式，如下：
 

　　K=-2.30259RT/F=△E/△pH  ③
 

　　通過對一臺PH儀在25℃條件下使用標準緩沖液校準后，對同一溶液在不同溫度下的pH值進行測量實驗，可看出溫度補償器固定在25℃條件下時(不啟動PH儀的溫度補償器時)，測量溶液的mv值是不隨著溫度變化而變化的，測得的pH值也永遠是標定溫度下的pH值；當PH儀啟動溫度補償器時，測量溶液的mv值同樣是不隨著溫度變化而變化的，但是測得的PH值是隨溫度的改變而變化的。根據實驗數據我們可以發現，隨著溶液溫度的改變，由于溶液的mV值是不隨溫度的變化而變化的，所以被測溶液與標定溶液間的電位差也是不發生變化的，隨著溫度的變化實際發生變化的是每mV值變化量對應的pH值的變化量，通過公式③可以發現這就使得K值發生了變化，所以PH儀通過溫度補償調整轉換系數K來抵消溫度變化引起的電動勢差的變化。因此，為了適應各種溫度狀態下PH值的測量，PH儀中均設有溫度補償裝置。