韋斯頓法元——計量學中的應力標準和應力參考

主要且唯一的類型 EMF 措施樣本 目前，它們是正常元素、飽和元素和不飽和元素（所謂的鎘）。

最常見的“正常”項目是：

• 韋斯頓的汞鎘元素；

• 汞鋅汞合金克拉克元素；

• 蘆丁鋅正常元素。

第一個正態飽和元素是由美國化學家愛德華·韋斯頓（1850—1936）創造的。 1908 年，這些元素被用於計量目的。

正常的飽和電池由一個 H 形玻璃外殼組成，內部填充某些物質，上端密封，每個分支電極的底部焊接有鉑絲。

愛德華韋斯頓的正常元素圖

“正”分支在其下部有兩個收縮，具有以下填充物：1 - 水銀（直到第一個收縮）; 2 — 由硫酸鎘 CdSO4 8/332O 和硫酸汞 Hg2SC4 的粉碎晶體混合物組成的去極化膏； 3 - 硫酸鎘晶體。

“負”分支有填充物：4-鎘汞齊（12% 鎘，88% 汞）和 3'-硫酸鎘晶體，與正分支相同。

兩個分支的中間部分充滿了飽和硫酸鎘水溶液 - 5。

在容器的兩個分支的下部製成的變窄用於防止元件的填充物的組成部分在其搖動的情況下混合。

通過嚴格遵守既定的生產技術，可以獲得在測量特性方面具有高度均勻性的正常（飽和）元素。

普通 Weston 元件的 EMF 值適合非常窄的範圍 - 在元件溫度等於 + 20°C 時從大約 1.0185 V 到 1.0187 V，即單個元件的 EMF 差異不超過 200 μV。

正常 Weston 電池的一個非常重要的特性是在適當的儲存和使用條件下每個電池的 EMF 值的高度穩定性。普通元件的 EMF 值可以保持多年不變，精度為幾十微伏。

普通元件的 EMF 值相當強，但它自然取決於溫度。

正常的飽和元件具有 500 — 1000 歐姆的內阻，在任何情況下都不應加載大於 1 μA 的電流，否則它們的 EMF 值可能會變得不穩定。

例如，不可能使用電壓表測量普通元件的 EMF，因為後者必須具有至少幾兆歐的內阻。當您插入電阻較低的電壓表時，普通元件會失效。

不飽和正常元素在結構上與飽和元素的主要區別僅在於，在高於+ 4°C的溫度下，其中的硫酸鎘溶液是不飽和的，不存在游離晶體。

此外，由於不飽和元件主要用於便攜式儀表，因此將薄軟木塞插入玻璃外殼的內部，靠近一個分支中的鎘汞齊表面和另一個分支中的去極化糊劑表面。由於它們的孔隙率，這些塞子不會阻礙電池中的電解過程，同時防止電池組件的混合，即使在電池倒置時也是如此。

不飽和元素與飽和元素的不同之處在於它們的測量特性：

• 顯著降低 EMF 的溫度依賴性，每 1°C 僅 2 — 3 μV，即15 — 比飽和元素少 20 倍，這是它們的主要優勢；

• EMF 值略高：1.0185 — 1.0195 V 在 20°C 和較低的內阻；

• EMF 的穩定性要低得多，尤其是在它們經常使用的條件下；

• 由於對 EMF 值再現精度的要求較低，因此允許的電流負載更高——高達 10 μA。

根據 GOST，飽和元素分為兩類 - I 和 II，不飽和元素作為 III 類元素生成。

I 類元件應封裝在金屬穿孔外殼中，並允許浸入充滿乾燥變壓器油的浴槽中，以均衡元件支路的溫度。

II 類物品必須封裝在木製或塑料外殼中，並允許用溫度計測量外殼內的溫度。

III 類不飽和元件應封裝在特殊形狀的塑料或金屬外殼中，並採用特殊的夾緊螺釘佈置，以將這些元件安裝在便攜式或固定式測量儀器和儀器中。

除了使用普通 I 類和 II 類元件時需要採取的上述預防措施外，還必須遵守許多其他條件；不要將它們從一個地方移動到另一個地方，不要讓它們受到撞擊，翻滾，不要在運輸後幾天內或溫度突然波動後使用它們。

在運行期間，必須特別保護 Weston 標準元件免受其分支的不均勻加熱或冷卻 - 在陽光、附近的加熱器或冬天寒冷的窗戶的影響下。