Westoni tavaline element – ​​stressistandard ja stressi viide metroloogias

Peamine ja ainus tüüp EMF-i näidismeetmed praegu on need normaalsed elemendid, küllastunud ja küllastumata (nn kaadmium).

Kõige tavalisemad "tavalised" elemendid on:

• Westoni elavhõbe-kaadmiumi element;

• elavhõbe-tsink amalgaam Clark element;

• Rutiintsink tavaline element.

Esimese normaalse küllastunud elemendi lõi Ameerika keemik Edward Weston (1850–1936). 1908. aastal võeti need elemendid kasutusele metroloogilistel eesmärkidel.

Tavaline küllastunud element koosneb H-kujulisest klaaskestast, mis on täidetud teatud ainetega, mis on ülemistest otstest suletud ja plaatinatraatidega, mis on joodetud iga selle haruelektroodi põhja.

Edward Westoni normaalelementide skeem

"Positiivne" haru, mille alumises osas on kaks kitsendust, on järgmise täidisega: 1 — elavhõbe (kuni esimese kitsenduseni); 2 — depolariseeriv pasta, mis koosneb kaadmiumsulfaadi CdSO4 8/332O ja elavhõbesulfaadi Hg2SC4 purustatud kristallide segust; 3 — kaadmiumsulfaadi kristallid.

"Negatiivsel" harul on täidis: 4 - kaadmiumamalgaam (12% kaadmiumi, 88% elavhõbedat) ja 3 ' - kaadmiumsulfaadi kristallid, nagu positiivses harus.

Kahe haru keskmised osad on täidetud kaadmiumsulfaadi küllastunud vesilahusega - 5.

Anuma kahe haru alumistesse osadesse tehtud kitsendused takistavad elemendi täidise koostisosade segunemist selle raputamise korral.

Väljakujunenud tootmistehnoloogiat rangelt järgides on võimalik saada normaalseid (küllastunud) elemente, mille mõõtmisomaduste ühtlus on kõrge.

Normaalsete Westoni elementide EMF-i väärtused mahuvad väga kitsastesse piiridesse - umbes 1,0185 V kuni 1,0187 V elemendi temperatuuril, mis on võrdne + 20 ° C, st üksikute elementide EMF-i erinevus ei ületa 200 μV.

Normaalsete Westoni rakkude väga oluline omadus on iga üksiku raku EMF väärtuse kõrge stabiilsus õigetes ladustamis- ja kasutustingimustes. Tavalise elemendi EMF väärtus võib mõnekümne mikrovoldi täpsusega püsida muutumatuna mitu aastat.

Tavalise elemendi EMF väärtus on üsna tugev, kuid loomulikult sõltub see temperatuurist.

Tavaliste küllastunud elementide sisemine takistus on 500–1000 oomi ja neid ei tohi mingil juhul koormata vooluga, mis on suurem kui 1 μA, vastasel juhul võib nende EMF-i väärtus muutuda ebastabiilseks.

Näiteks tavalise elemendi EMF-i mõõtmine voltmeetriga on võimatu, kuna viimase sisetakistus peaks olema vähemalt paar megaoomi. Kui ühendate väiksema takistusega voltmeetri, siis tavaline element ebaõnnestub.

Küllastumata normaalsed elemendid oma struktuuris erinevad küllastunud peamiselt ainult selle poolest, et temperatuuril üle + 4 ° C on kaadmiumsulfaadi lahus neis küllastumata, vabad kristallid puuduvad.

Samuti, kuna küllastumata elemendid on mõeldud peamiselt kaasaskantavatele arvestitele, sisestatakse klaaskastide sisemusse õhukesed korgid ühte haru kaadmiumamalgaami ja teise haru depolariseeriva pasta pindade lähedusse. Tänu oma poorsusele ei takista need pistikud elektrolüütilisi protsesse elemendis ja samal ajal takistavad elemendi komponentide segunemist isegi siis, kui element on ümberpööratud.

Küllastumata elemendid erinevad küllastunud elementidest nende mõõtmisomaduste poolest:

• oluliselt väiksem EMF sõltuvus temperatuurist, ainult 2 — 3 μV 1 °C kohta, s.o. 15–20 korda vähem kui küllastunud elementidel, mis on nende peamine eelis;

• veidi suurem EMF väärtus: 1,0185 — 1,0195 V temperatuuril 20 ° C ja väiksem sisetakistus;

• EMF-i palju madalam stabiilsus, eriti nende regulaarse kasutamise tingimustes;

• suurem lubatud voolukoormus — kuni 10 μA — tulenevalt madalamatest nõuetest EMF väärtuse reprodutseerimise täpsusele.

GOST järgi toodetakse küllastunud elemente kahes klassis — I ja II, küllastumata elemente toodetakse III klassi elementidena.

I klassi elemendid tuleks sulgeda metallist perforeeritud kestadesse ja lasta neid sukeldada kuiva trafoõliga täidetud vannidesse, et ühtlustada elemendi harude temperatuuri.

II klassi esemed peavad olema ümbritsetud puidust või plastikust kestadesse ja võimaldama mõõta termomeetriga temperatuuri korpuse sees.

III klassi küllastumata elemendid peavad olema suletud erikujulistesse plast- või metallkestadesse, millel on spetsiaalsed klambrikruvid, mis on kohandatud nende elementide paigaldamiseks kaasaskantavatesse või statsionaarsetesse mõõteriistadesse ja instrumentidesse.

Lisaks ülaltoodud ettevaatusabinõudele, mida nõutakse tavaliste I ja II klassi elementide kasutamisel, tuleb järgida mitmeid muid tingimusi; Ärge liigutage neid ühest kohast teise ega lase neil kokku lüüa, ümber minna, ärge kasutage neid varem kui paar päeva pärast transporti või pärast järske temperatuurikõikumisi.

Töötamise ajal tuleb Westoni normaalelemente eriti kaitsta nende okste ebaühtlase kuumenemise või jahtumise eest – päikesevalguse, läheduses asuvate küttekehade või talvel külmade akende mõjul.