Меры э.Д.С. И напряжения

Однозначной мерой э.д.с. и напряжения является так называемый нормальный элемент представляющий собой специфический химический источник электрической энергии, э.д.с. которого при неизменной внешней температуре отличается большим постоянством во времени.

Нормальный элемент (рисунок 3.2) состоит из запаянного стеклянного Н-образного сосуда. Положительным электродом служит ртуть, а отрицательным – амальгама кадмия. (Cd – 12%, Hg – 88%). Над положительным электродом расположена паста – деполяризатор, над пастой и отрицательным электродом – кристаллы сернокислотного кадмия. Электродом служит водный раствор серного кадмия.

Рисунок 3.2

Э.д.с. нормального элемента отличается от 1В, но известна с высокой точностью. Это достигается подбором его составных частей из строго определенных по химическому составу веществ, точной их дозировкой и строго единообразной конструкцией. Выпускают нормальные элементы с насыщенным и ненасыщенным раствором электролита. Они отличаются своими характеристиками. В зависимости от температуры t⁰ окружающей среды э.д.с. нормального элемента с насыщенным раствором электролита определяется выражением:

где – э.д.с. нормального элемента при температуре 20⁰С .

Нормальные элементы могут иметь классы точности от 0,0002 до 0,02. Внутренне сопротивление насыщенных нормальных элементов составляет 500…1500ОМ, а у ненасыщенных – 300Ом.

Нормальные элементы не применяют при температурах больше 30⁰С и меньше 5⁰С. Их нельзя переворачивать, подвергать толчком, а также допускать неодинаковый нагрев или охлаждение ветвей. Ток, потребляемый от нормального элемента не должен превышать 1…10мкА.

В настоящее время в качестве мер электрического напряжения часто применяют стабилизированные источники напряжения. При изменении питающего напряжения на 10% их выходное напряжение при номинальном токе нагрузке (1…10мА) изменяется не более чем на 0,001%. В качестве стабилизирующего элемента в них используется кремневый стабилитрон – диод, работающий в режиме пробоя. Температурный коэффициент напряжения – 0,001%/.

К многозначным мерам напряжения относят измерительные генераторы и кодоуправляемые калибраторы напряжения.

Измерительные генераторы – это источники переменного тока и напряжения, форма которых заранее известна, а частота, амплитуда и некоторые другие параметры могут регулироваться в определенных пределах. По назначению и спектру частот они делятся на генераторы синусоидальных сигналов (от сотых долей герца до 10¹⁰Гц), импульсных сигналов и сигналов специальной формы. Генераторы синусоидальных сигналов низких частот (до 200кГц) имеют погрешность установки частоты (0,1…3)%, а погрешности установки напряжения (1…6)%.

Калибраторы напряжения и тока – это стабилизированные источники напряжения или тока, дающие возможность получать на их выходах ряд калиброванных, т.е. точно известных значений сигналов. Выпускаются калибраторы постоянного и переменного тока и напряжения. Например, напряжения от 10мкВ до 1000В и токи от 1 до 100мА. Как правило, калибратор постоянного напряжения может иметь погрешность 0,005%, а калибратор напряжения переменного тока – 0,005% в диапазоне частот 20Гц – 100кГц.