設(shè)計合理的電壓表中有電子電路，接收來自離子選擇性電極的電壓，并將其轉(zhuǎn)換為ppm值進(jìn)行顯示。更具體地說，該電路將特定離子電極的電壓與參比電極產(chǎn)生的電壓進(jìn)行比較，并在離子濃度計上以ppm值顯示差異。

離子選擇性電極有許多形狀和長度可供選擇，以適應(yīng)各種不同的應(yīng)用。通常情況下，傳感電極有嵌入特定離子敏感材料的平板膜。該膜與連接到電極引線的內(nèi)部電極導(dǎo)體元件接觸，該電極引線與離子濃度計相連。離子選擇性電極產(chǎn)生的電壓是離子敏感膜的函數(shù)。電極的響應(yīng)可以描述為在離子敏感膜的內(nèi)部和外部之間產(chǎn)生的電壓。離子敏感膜的組成將決定電極的響應(yīng)時間及其對其他離子的敏感度。

離子選擇性電極膜是一個半電池，并且需配套參比電極一起工作。參比電極半電池由非導(dǎo)體和液接界組成，該液接界保持內(nèi)部電解質(zhì)和外部被測液體樣品之間相接觸。浸入內(nèi)部電解質(zhì)中的內(nèi)部電極導(dǎo)體元件（Ag-AgCl）與電極引線相連，后者與離子濃度計相連。好的參比電極會產(chǎn)生非常穩(wěn)定的輸出電壓。例如，基于銀/氯化銀的參比系統(tǒng)是最常見的參比電極系統(tǒng)之一。

該參比系統(tǒng)由電鍍氯化銀或浸在氯化銀漿中的銀線組成。將這根Ag/AgCl絲浸入含氯化銀的飽和溶液中。飽和KCl和被測樣品溶液之間是通過液接界（不受樣品成分影響的多孔陶瓷砂芯）接觸進(jìn)行的。如果存在KCl干擾樣品，在液接界有可能產(chǎn)生沉淀而堵塞鹽橋。或者如果KCl與樣品不混溶，則內(nèi)部填充液不應(yīng)含有KCl，可以使用外鹽橋參比液不含KCl的雙鹽橋電極，或使用改良填充液。例如，可以使用硝酸鉀作為外參比填充液電極。許多其他的外參比填充液是已知的。雙鹽橋結(jié)構(gòu)配置還隔離了銀離子與樣品溶液的直接接觸，降低了樣品污染的可能性。

復(fù)合離子選擇性電極的優(yōu)勢在于它們通常比一對單獨的半電池電極便宜，且其幾何形狀更為緊湊，以便我們能夠在更小體積的樣品中使用它們。

第一組離子選擇性電極是氣敏膜型，包括氨、二氧化碳和氮氧化物電極。氣敏傳感器的透氣膜將樣品與特殊的內(nèi)部填充液分開。氣體擴(kuò)散穿過膜，與溶液發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致溶液pH值發(fā)生變化。pH值的變化通過內(nèi)部pH元件進(jìn)行測量，并與氣體濃度相對應(yīng)。

第二組離子選擇性電極是聚氯乙烯（PVC）膜型，其內(nèi)部填充液與PVC膜接觸。電極響應(yīng)是由于存在ISE交換材料嵌入PVC膜中。某些離子交換劑對某些離子有選擇性。該組離子選擇性電極包括銨、鈣、氟硼酸鹽、硝酸鹽、高氯酸鹽、鉀、表面活性劑和水硬度離子選擇性電極。

第三組離子選擇性電極是固態(tài)膜型，其固體顆粒作為連接到接觸線的傳感膜。沒有內(nèi)部填充液，膜顆粒實際上是不溶的。顆粒成分決定了毫伏對離子的響應(yīng)。該組離子選擇性電極包括溴化物、鎘、氯化物、銅、碘化物、鉛、銀和硫化物離子選擇性電極。

最后一組離子選擇性電極是玻璃/晶體膜型，其內(nèi)部填充液與玻璃/晶體膜接觸。玻璃/晶體的化學(xué)成分使其對特定離子產(chǎn)生反應(yīng)，產(chǎn)生一定的毫伏電勢。這種類型中最易識別和常用的離子選擇性電極是氟化物電極。鈉離子選擇性電極也屬于這一類。