Elektrisko vienību standarti un paraugpasākumi

Izmērīt vērtību nozīmē salīdzināt to ar citu viendabīgu vērtību, kas parasti tiek pieņemta kā vienība. Šāda lieluma salīdzināšanas vai mērīšanas rezultātā tiek iegūts noteikts nosaukts skaitlis, ko sauc par skaitlisko vērtību vai vienkārši izmērītā lieluma vērtību pieņemtajā mērvienībā.

Lai izmērīto vērtību salīdzinātu ar mērvienību, vairumā gadījumu mērvienību nepieciešams attēlot konkrēta materiāla parauga veidā, t.s. mērs.

Mērījumus, kas veikti ar šobrīd augstāko precizitāti (tā saukto metroloģisko precizitāti) un izmanto, lai ar tiem salīdzinātu citus šāda veida mērījumus, sauc par standartiem. Ņemiet vērā, ka dažu lielumu mērvienībām pēc savas būtības nevar būt standarts vai mērs, tas ir, materiāla betona paraugs. Piemēram, tādu lielumu mērvienībām kā ātrums, jauda, ​​darbs, strāvas stiprums, laiks utt., nav standartu.

Dažu lielumu vienības, kurām nav materiālu, mākslīgi radītu etalonu, nosaka dabiskie, dabiskie etaloni.Piemēram, laika vienība — sekunde — ir saistīta ar zemes griešanās procesu, metra miljondaļas — mikronus — nosaka noteiktas krāsas viļņa garums, siltuma vienību, kaloriju nosaka ķīmiski tīras benzoskābes siltumspēja utt.

Mērvienības izvēle joprojām neļauj pilnībā veikt mērījumus, tas ir, salīdzināt izmērīto vērtību ar mērvienību. Tāpēc, lai iegūtu mērījumus, ir nepieciešams reproducēt mērvienības reālā izteiksmē. Šāda reāla vienību reproducēšana ļauj izveidot dažas starptautiskas vienības, kas tuvojas absolūtam ar augstāko iespējamo metroloģisko precizitāti. Ir divu veidu reālās izlases vienības: standarti un paraugmēri.

Elektrisko lielumu vienību standarti

Standarti — tie ir materiālu paraugi, kas kalpo tikai salīdzināšanai ar tiem un izlases mēru pārbaudei. Šie standarti tiek glabāti īpašos apstākļos, lai nodrošinātu, ka to vērtības laika gaitā nemainās. Paraugmēri tiek izmantoti visu veidu darba mēru un mērinstrumentu kalibrēšanai.

Galvenie elektrisko vienību standarti ir strāvas stipruma, elektromotora spēka un elektriskās pretestības standarti.

Atšķirt primāro etalonu, kura precizitāte ir augstāka nekā citiem etaloniem, kas atveido tā paša fiziskā lieluma mērvienības, un sekundāro etalonu, kura vērtību nosaka gan tieši no primārā etalona, ​​gan ar citiem sekundāriem etaloniem vai atsauces. metode.

Galvenais standarts, kas apstiprināts noteiktajā kārtībā kā valsts standarts, tiek saukts par valsts standartu.Sekundārie standarti ir sadalīti liecinieku standartos, kopiju standartos un darba standartos.

Liecinieku standarts kalpo, lai pārbaudītu primārā standarta drošību un tā nomaiņu bojājumu vai nozaudēšanas gadījumā. Atsauces etalons kalpo tiešai salīdzināšanai ar primāro etalonu un tā nomaiņai visprecīzākā metroloģiskā darba laikā. Darba etalons ir paredzēts notiekošajam metroloģijas darbam pie mērvienību nodošanas uz paraugu mēriem un paraugu mērīšanas ierīcēm (ierīcēm ar visaugstāko precizitāti).

Atšķirt:

• vienots etalons, kas atveido mērvienību, neiesaistot citus līdzīgus etalonus (atskaites svars, atsauces pretestības spole);
• grupas standarts, kas attēlo atsauces mēru un mēru grupu, instrumentus, ko parasti izmanto, lai uzlabotu mērvienības precizitāti (piemēram, voltu primārās grupas standarts, kas sastāv no 20 normāliem piesātinātiem elementiem, primārās grupas standarts elektriskās kapacitātes mērīšanai, kas sastāv no no 4 kondensatoriem) …

Standartmetode ir mērvienību reproducēšanas metode, izmantojot vielas paliekošās īpašības vai fizikālo konstanti, kas aizstāj primāro etalonu. Atsauces iestatījums ir mērījumu iestatījums, kas paredzēts atsauces metodes lietošanai.

Strāvas jaudas standarts

Nebija iespējams piemērot pašreizējo vienības standartu kā materiāla paraugu. Tomēr, pamatojoties uz elektriskās strāvas ķīmiskā darbība bija iespējams noteikt viegli reproducējamu strāvas efektu, kas nav neatkarīgs ne no laika, ne vietas, kas ļāva noteikt šādus nosacījumus starptautiskajai strāvas stipruma vienībai: starptautiskais ampērs ir nemainīgas elektriskās strāvas stiprums, kas, pārejot caur sudraba nitrāta ūdens šķīdumu izdala 0,00111800 gramus sudraba sekundē. Saskaņā ar starptautiskajiem noteikumiem starptautiskais ampērs tiek reproducēts, izmantojot platīna katoda voltmetru ar sudraba anodu.

Elektriskās strāvas standarts

Elektriskās pretestības standarts

Egalon Oma ir starptautiska oma. Tas ir starptautisks pretestība, ko pārvērš tiešā elektriskajā strāvā ledus kušanas temperatūrā ar dzīvsudraba kolonnu ar vienādu šķērsgriezumu visā garumā, 106 300 cm garu un 14,4521 gramu masu. Pretestības standarts sastāv no stikla caurules, kas mērīšanas laikā piepildīta ar dzīvsudrabu.

Standarta EMF

Elektromotora spēka standarts ir starptautiskais volts. Starptautiskais volts — spriegums 1 starptautiskā oma pretestībai, kad caur to plūst 1 starptautiskā ampēra strāva. Tomēr tiek atskaņots atsauces pašreizējais avots elektromotora spēks, kas vienāds ar vienu starptautisko voltu, nevar izveidot.

Praksē starptautiskais voltu standarts ir tā sauktais Weston International parastās preces, radot elektromotora spēku, kas nemainās ar pareizu lietošanu un uzglabāšanu, kas vienāds ar 1,01830 V 20 ° C temperatūrā.

Vestona elements

Starptautiskā volta pozitīvais elektrods ir dzīvsudrabs un negatīvais elektrods ir kadmija amalgama. Dzīvsudrabam tiek uzklāta pulverveida dzīvsudraba sulfāta pasta, kas sajaukta ar kristālisku kadmija sulfātu.Virs kadmija amalgamas, kā arī uz pastas tiek novietoti kadmija sulfāta kristāli. Visa starpelektrodu telpa ir piepildīta ar piesātinātu kadmija sulfāta šķīdumu.

Lai nesabojātu parasto elementu, to lietojot, ir jāizvairās no spēcīgas strāvas, kas var izraisīt elementa polarizācijas parādību. Vislielākā pieļaujamā strāva parastam elementam ir 0,000005 A. Tāpēc, kad ķēdē ir iekļauts normāls elements, ieteicams virknē ar to savienot pretestību, kas ir 200 000 omi.

Krievijas valsts standarti tiek glabāti Valsts zinātniskajā metroloģijā. centri Gosstandart (Sanktpēterburga, Maskava, Novosibirska), Vācija - RTV (Phisikalisch -Technische Bundesanstalt, Braunschweig), ASV - NIST (National, Tnstitute Standarts and Technology, Gaithersberg).

Pasākumu paraugs

Praktiskiem nolūkiem visbiežāk izmanto izlases mērus. Tie tiek ražoti ērti lietojamā formā. Precizitātes ziņā tie, protams, neatbilst standartiem. Tomēr, pareizi lietojot un uzglabājot, šī precizitāte ir pietiekama praktiskām vajadzībām.

Tiek ražotas modeļa pretestības no manganīna stieples, jo manganīnam ir daudz nozīmīgu priekšrocību salīdzinājumā ar citiem materiāliem:

• tā temperatūras koeficients ir praktiski nulle;

• pretestība ir pietiekami liela;

• termoelektromotīves spēks saskarē ar varu arī ir praktiski nulle;

• iepriekš izturēts manganīns laika gaitā nemaina savu pretestības vērtību.

Lai parauga pretestībai būtu pēc iespējas mazāka induktivitāte, tiek veikta tā spoles tinums bifilārs… Lai to izdarītu, visa uz spoles uztītā stieple ir saliekta vidū un pēc tam vienmērīgi uztīta no gala. Šajā tinuma metodē strāvas divos blakus vijumos plūst pretējos virzienos, līdz ar to to magnētiskie lauki ir vienādi un pretēji un līdz ar to gandrīz atceļ viens otru. Tāpēc bifilārās brūces spoles induktivitāte ir gandrīz nulle.

Modeļa rezistoriem ir divi skavu pāri. Katrs skavu pāris stiepjas no tā paša rezistora gala. Divas skavas — masīvākas — ir paredzētas, lai ķēdē iekļautu parauga pretestību. Pārējās divas - mazāk masīvas - tiek izmantotas kompensācijas mērījumiem. Kā parauga pretestības bieži tiek izmantotas tā sauktās pretestības kastes.