वेस्टन का सामान्य तत्व - मेट्रोलॉजी में तनाव मानक और तनाव संदर्भ

मुख्य और एकमात्र प्रकार नमूना ईएमएफ उपाय वर्तमान में, वे सामान्य तत्व, संतृप्त और असंतृप्त (तथाकथित कैडमियम) हैं।

सबसे आम "सामान्य" आइटम हैं:

• वेस्टन का पारा-कैडमियम तत्व;

• पारा-जस्ता अमलगम क्लार्क तत्व;

• रुटिन जिंक सामान्य तत्व।

पहला सामान्य संतृप्त तत्व अमेरिकी रसायनज्ञ एडवर्ड वेस्टन (1850-1936) द्वारा बनाया गया था। 1908 में इन तत्वों को मेट्रोलॉजिकल उद्देश्यों में उपयोग के लिए अपनाया गया था।

एक सामान्य संतृप्त सेल में एक एच-आकार का कांच का खोल होता है जो अंदर कुछ पदार्थों से भरा होता है, ऊपरी सिरों पर सील होता है, और इसके प्रत्येक शाखा इलेक्ट्रोड के नीचे प्लेटिनम के तारों को मिलाया जाता है।

एडवर्ड वेस्टन द्वारा सामान्य तत्वों का आरेख

"सकारात्मक" शाखा, जिसके निचले हिस्से में दो संकुचन होते हैं, में निम्नलिखित भराव होता है: 1 — पारा (पहले संकुचन तक); 2 — विध्रुवण करने वाला पेस्ट जिसमें कैडमियम सल्फेट CdSO4 8/332O और मरकरी सल्फेट Hg2SC4 के कुचल क्रिस्टल का मिश्रण होता है; 3 — कैडमियम सल्फेट के क्रिस्टल।

"नकारात्मक" शाखा में भराव होता है: 4 - कैडमियम अमलगम (12% कैडमियम, 88% पारा) और 3 '- कैडमियम सल्फेट के क्रिस्टल, जैसा कि सकारात्मक शाखा में होता है।

दो शाखाओं के मध्य भाग कैडमियम सल्फेट - 5 के संतृप्त जलीय घोल से भरे होते हैं।

बर्तन की दो शाखाओं के निचले हिस्सों में बनाई गई संकीर्णता इसके हिलने की स्थिति में तत्व भरने के घटक भागों को मिलाने से रोकने का काम करती है।

स्थापित उत्पादन तकनीक के सख्त पालन के साथ, सामान्य (संतृप्त) तत्वों को उनके माप गुणों के संदर्भ में एकरूपता के उच्च स्तर के साथ प्राप्त करना संभव है।

सामान्य वेस्टन तत्वों का EMF मान बहुत ही संकीर्ण सीमा के भीतर फिट होता है - लगभग 1.0185 V से 1.0187 V तक तत्व के तापमान पर + 20 ° C के बराबर, अर्थात व्यक्तिगत तत्वों के EMF में विसंगति 200 μV से अधिक नहीं होती है।

सामान्य वेस्टन कोशिकाओं की एक बहुत ही महत्वपूर्ण संपत्ति भंडारण और उपयोग की उचित परिस्थितियों में प्रत्येक व्यक्तिगत सेल के ईएमएफ मूल्य की उच्च स्थिरता है। एक सामान्य तत्व का EMF मान कुछ दसियों माइक्रोवोल्ट्स की सटीकता के साथ कई वर्षों तक अपरिवर्तित रह सकता है।

एक सामान्य तत्व का EMF मान काफी मजबूत होता है, लेकिन यह स्वाभाविक रूप से तापमान पर निर्भर करता है।

सामान्य संतृप्त तत्वों में 500 - 1000 ओहम का आंतरिक प्रतिरोध होता है और किसी भी परिस्थिति में 1 μA से अधिक वर्तमान के साथ लोड नहीं किया जाना चाहिए, अन्यथा उनके ईएमएफ का मान अस्थिर हो सकता है।

उदाहरण के लिए, वाल्टमीटर का उपयोग करके एक सामान्य तत्व के EMF को मापना असंभव है, क्योंकि बाद वाले को कम से कम कुछ megohms का आंतरिक प्रतिरोध करना होगा। जब आप कम प्रतिरोध वाले वाल्टमीटर में प्लग करते हैं, तो सामान्य तत्व विफल हो जाएगा।

उनकी संरचना में असंतृप्त सामान्य तत्व मुख्य रूप से संतृप्त से भिन्न होते हैं, जिसमें + 4 ° C से ऊपर के तापमान पर उनमें कैडमियम सल्फेट का घोल असंतृप्त होता है, मुक्त क्रिस्टल अनुपस्थित होते हैं।

इसके अलावा, चूंकि असंतृप्त तत्व मुख्य रूप से पोर्टेबल मीटर के लिए अभिप्रेत हैं, एक शाखा में कैडमियम अमलगम की सतहों के पास कांच के मामलों के अंदरूनी हिस्से में पतले कॉर्क डाले जाते हैं और दूसरी शाखा में विध्रुवण पेस्ट। उनकी सरंध्रता के कारण, ये प्लग सेल में इलेक्ट्रोलाइटिक प्रक्रियाओं को बाधित नहीं करते हैं और साथ ही सेल के घटकों के मिश्रण को रोकते हैं, भले ही सेल उल्टा हो।

असंतृप्त तत्व संतृप्त तत्वों से उनके मापने के गुणों से भिन्न होते हैं:

• ईएमएफ की काफी कम तापमान निर्भरता, केवल 2 - 3 μV प्रति 1 ° C, अर्थात। 15 - संतृप्त तत्वों की तुलना में 20 गुना कम, जो उनका मुख्य लाभ है;

• ईएमएफ का थोड़ा अधिक मूल्य: 1.0185 - 1.0195 वी 20 डिग्री सेल्सियस पर और कम आंतरिक प्रतिरोध;

• EMF की बहुत कम स्थिरता, विशेष रूप से उनके नियमित उपयोग की स्थितियों में;

• उच्च अनुमेय वर्तमान भार - 10 μA तक - EMF मूल्य के पुनरुत्पादन की सटीकता के लिए कम आवश्यकताओं के कारण।

GOST के अनुसार, संतृप्त तत्वों को दो वर्गों - I और II में उत्पादित किया जाता है, असंतृप्त तत्वों को तृतीय श्रेणी के तत्वों के रूप में उत्पादित किया जाता है।

कक्षा I तत्वों को धातु छिद्रित आवरणों में संलग्न किया जाना चाहिए और तत्व शाखाओं के तापमान को बराबर करने के लिए सूखे ट्रांसफॉर्मर तेल से भरे स्नान में विसर्जित करने की अनुमति दी जानी चाहिए।

कक्षा II की वस्तुओं को लकड़ी या प्लास्टिक के आवरणों में बंद किया जाना चाहिए और आवरण के अंदर के तापमान को थर्मामीटर से मापने की अनुमति दी जानी चाहिए।

कक्षा III असंतृप्त तत्वों को विशेष आकार के प्लास्टिक या धातु के आवरणों में संलग्न किया जाएगा, इन तत्वों को पोर्टेबल या स्थिर माप उपकरणों और उपकरणों में माउंट करने के लिए अनुकूलित क्लैंप-स्क्रू की विशेष व्यवस्था के साथ।

सामान्य वर्ग I और II तत्वों का उपयोग करते समय आवश्यक उपरोक्त सावधानियों के अलावा, कई अन्य स्थितियों का पालन करना चाहिए; उन्हें एक स्थान से दूसरे स्थान पर न ले जाएँ और उन्हें प्रभाव के अधीन न करें, रोल ओवर करें, उनके परिवहन के कुछ दिनों के भीतर या अचानक तापमान में उतार-चढ़ाव के बाद उनका उपयोग न करें।

ऑपरेशन के दौरान, वेस्टन सामान्य तत्वों को विशेष रूप से उनकी शाखाओं के असमान ताप या शीतलन से संरक्षित किया जाना चाहिए - सर्दियों में सूरज की रोशनी, पास के हीटर या ठंडी खिड़कियों के प्रभाव में।