回路電位的起點位于樣品溶液和pH 電極敏感膜接觸的區(qū)域，在此處對電位 E1 進行測量，它與樣品溶液的 pH 值有關。為了測量 E1 并將其與pH 值建立明確的關系，測量回路 E2-E6 中的其他所有電位必須恒定。內置電解液與位于 pH 膜上方的樣品溶液之間的電位差造成了可變信號。測量鏈中的后一點為 E6 – 參比電極電解液與樣品溶液之間的電位，由于參比電極對于樣品的 pH 值不敏感，因此具有恒定的電位。

從樣品到 pH 電極再到儀表，然后從儀表到參比電極后返回樣品溶液，依次為測量鏈中的 E2、E3、E4 與E5 等其它電位。這些可在圖中看到。

通過玻璃膜上的凝膠層和 pH 玻璃膜將電位 E1 傳送至 pH 玻璃膜內部，在此處，另外一個凝膠層作為 pH 電極與內置緩沖液之間的界面。pH 玻璃膜外部與

pH 玻璃膜內部之間的電位差為圖中的電位 E2。

物理原理是：測量由于電極外部凝膠層中氫離子與測量溶液中氫離子平衡發(fā)生變化而產生的電位差。如果在兩相中，氫離子的活度不同，則氫離子將發(fā)生轉移。這使相界面上產生電荷，從而阻止 H+ 進一步轉移。產生的電位取決于樣品溶液和凝膠層中不同的氫離子活度。凝膠層中存在的氫離子由玻璃膜的硅酸框架提供，可視為恒定， 因此與測量溶液無關。

然后通過玻璃膜中的 Li+ 離子將 pH 敏感膜外部凝膠層的電位傳送至玻璃膜內部，在這里產生另外一個相界電位

通過 pH 電極的內置緩沖液將電位 E3 傳送至 pH 電極 (E4) 的導出線，然后再傳送至儀表。