Ang Normal na Elemento ni Weston — Stress Standard at Stress Reference sa Metrology

Ang pangunahing at tanging uri sample ng mga panukalang EMF sa kasalukuyan, ang mga ito ay mga normal na elemento, saturated at unsaturated (tinatawag na cadmium).

Ang pinakakaraniwang "normal" na mga item ay:

• elemento ng mercury-cadmium ng Weston;

• mercury-zinc amalgam elemento ng Clark;

• Rutin zinc normal na elemento.

Ang unang normal na saturated element ay nilikha ng American chemist na si Edward Weston (1850 - 1936). Noong 1908 ang mga elementong ito ay pinagtibay para sa paggamit sa mga layunin ng metrological.

Ang isang normal na saturated cell ay binubuo ng isang hugis-H na glass shell na puno ng ilang partikular na substance sa loob, selyadong sa itaas na mga dulo, at may mga platinum wire na ibinebenta sa ilalim ng bawat isa sa mga branch electrodes nito.

Diagram ng mga normal na elemento ni Edward Weston

Ang "positibong" na sangay, na may dalawang constriction sa ibabang bahagi nito, ay may sumusunod na pagpuno: 1 — mercury (hanggang sa unang constriction); 2 — depolarizing paste na binubuo ng pinaghalong mga durog na kristal ng cadmium sulfate CdSO4 8/332O at mercury sulfate Hg2SC4; 3 - mga kristal ng cadmium sulfate.

Ang "negatibong" na sangay ay may pagpuno: 4 - cadmium amalgam (12% cadmium, 88% mercury) at 3' - mga kristal ng cadmium sulfate, tulad ng sa positibong sangay.

Ang mga gitnang bahagi ng dalawang sanga ay puno ng isang puspos na may tubig na solusyon ng cadmium sulfate - 5.

Ang mga pagpapaliit na ginawa sa ibabang bahagi ng dalawang sanga ng sisidlan ay nagsisilbing pigilan ang paghahalo ng mga bumubuong bahagi ng pagpuno ng elemento kung sakaling ito ay nanginginig.

Sa mahigpit na pagsunod sa itinatag na teknolohiya ng produksyon, posible na makakuha ng normal (puspos) na mga elemento na may mataas na antas ng pagkakapareho sa mga tuntunin ng kanilang mga katangian ng pagsukat.

Ang mga halaga ng EMF ng mga normal na elemento ng Weston ay magkasya sa loob ng napakakitid na mga limitasyon — mula sa humigit-kumulang 1.0185 V hanggang 1.0187 V sa temperatura ng elemento na katumbas ng + 20 ° C, ibig sabihin, ang pagkakaiba sa EMF ng mga indibidwal na elemento ay hindi lalampas sa 200 μV.

Ang isang napakahalagang pag-aari ng mga normal na selula ng Weston ay ang mataas na katatagan ng halaga ng EMF ng bawat indibidwal na cell sa ilalim ng wastong mga kondisyon ng imbakan at paggamit. Ang halaga ng EMF ng isang normal na elemento ay maaaring manatiling hindi nagbabago sa loob ng maraming taon na may katumpakan ng ilang sampu-sampung microvolts.

Ang halaga ng EMF ng isang normal na elemento ay medyo malakas, ngunit natural itong nakasalalay sa temperatura.

Ang mga normal na saturated na elemento ay may panloob na pagtutol na 500 — 1000 Ohm at sa anumang pagkakataon ay hindi dapat ma-load ng kasalukuyang mas malaki kaysa sa 1 μA, kung hindi man ang halaga ng kanilang EMF ay maaaring maging hindi matatag.

Imposible, halimbawa, na sukatin ang EMF ng isang normal na elemento gamit ang isang voltmeter, dahil ang huli ay kailangang magkaroon ng panloob na pagtutol ng hindi bababa sa ilang megohms. Kapag nagsaksak ka ng voltmeter na may mas mababang resistensya, mabibigo ang normal na elemento.

Ang mga unsaturated normal na elemento sa kanilang istraktura ay naiiba mula sa puspos pangunahin lamang na sa mga temperatura sa itaas + 4 ° C ang solusyon ng cadmium sulfate sa kanila ay unsaturated, ang mga libreng kristal ay wala.

Gayundin, dahil ang mga unsaturated na elemento ay pangunahing inilaan para sa mga portable na metro, ang mga manipis na corks ay ipinasok sa loob ng mga glass case malapit sa mga ibabaw ng cadmium amalgam sa isang sangay at ang depolarizing paste sa kabilang sangay. Dahil sa kanilang porosity, ang mga plug na ito ay hindi humahadlang sa mga electrolytic na proseso sa cell at sa parehong oras ay pinipigilan ang paghahalo ng mga bahagi ng cell, kahit na ang cell ay baligtad.

Ang mga unsaturated na elemento ay naiiba sa mga saturated na elemento sa pamamagitan ng kanilang mga katangian ng pagsukat:

• makabuluhang mas mababang pag-asa sa temperatura ng EMF, 2 - 3 μV lamang bawat 1 ° C, i.e. 15 — 20 beses na mas mababa kaysa sa mga puspos na elemento, na siyang pangunahing bentahe nito;

• bahagyang mas mataas na halaga ng EMF: 1.0185 — 1.0195 V sa 20 ° C at mas mababang panloob na pagtutol;

• mas mababang katatagan ng EMF, lalo na sa mga kondisyon ng kanilang regular na paggamit;

• mas mataas na pinahihintulutang kasalukuyang pagkarga — hanggang 10 μA — dahil sa mas mababang mga kinakailangan para sa katumpakan ng pagpaparami ng halaga ng EMF.

Ayon sa GOST, ang mga puspos na elemento ay ginawa sa dalawang klase - I at II, ang mga unsaturated na elemento ay ginawa bilang mga elemento ng klase III.

Ang mga elemento ng Class I ay dapat na nakapaloob sa mga metal na butas-butas na mga casing at pinapayagang ilubog sa mga paliguan na puno ng dry transformer oil upang mapantayan ang temperatura ng mga sanga ng elemento.

Ang mga bagay na Class II ay dapat na nakapaloob sa kahoy o plastik na mga pambalot at payagan ang temperatura sa loob ng pambalot na sukatin gamit ang isang thermometer.

Class III unsaturated elemento ay dapat na nakapaloob sa plastic o metal casings ng espesyal na hugis, na may isang espesyal na pagsasaayos ng mga clamp-screw na inangkop upang i-mount ang mga elementong ito sa portable o nakatigil na mga instrumento at instrumento sa pagsukat.

Bilang karagdagan sa mga pag-iingat sa itaas na kinakailangan kapag gumagamit ng mga normal na elemento ng Class I at II, ang ilang iba pang kundisyon ay dapat sundin; huwag ilipat ang mga ito mula sa isang lugar patungo sa lugar at huwag ilagay ang mga ito sa epekto, gumulong, huwag gamitin ang mga ito nang mas maaga kaysa sa ilang araw pagkatapos ng kanilang transportasyon o pagkatapos ng biglaang pagbabago-bago ng temperatura.

Sa panahon ng operasyon, ang mga normal na elemento ng Weston ay dapat na protektado lalo na mula sa hindi pantay na pag-init o paglamig ng kanilang mga sanga - sa ilalim ng impluwensya ng sikat ng araw, mga kalapit na heater o malamig na bintana sa taglamig.