Способ аттестации термостатированногоНОРМАльНОгО элЕМЕНТА Советский патент 1981 года по МПК H01M6/28 

мостати-рованных НЭ ироязводится следующим образом.

С помощью компаратора или потенциомет.ра сличают значения ЭДС аттестуемого и ОбразЦОВого элементов м определяют значение ЭДС Ext аттестуемого НЭ нри температуре его термостатирова-иия t по показанию компаратора. Одновременно измеряют абсолютное значение температуры, установленной в термостатированном объеме, с ломощью образцовых термометров. Затем призодят полученное значение ЭДС к температуре 20° С /:.v2o по формуле

.,20 Ext + Ei,

Afi - температурная поправка, для вычислбния .которой по формуле

(40,6(-20) -f 0,95(/-20)2 -

AEt -0,01 (/-20)3. 10 -,(1)

необходимо определить абсолютное значение температуры, установленной в термостатированном объеме, с |ВЫ€01Кой точностью (менее 0,005° С).

Определение абсолютной температуры с высокой точностью (лучше 0,005° С) в яебольщозд заМКнутом объеме .миогокоптурного термостата термостатированных НЭ представляет значительные трудност|И. Кроме того, ка-к показано рядО;М исследоваиий, международная фqpмyлa (1) .является обобщенной и не позволяет определить для данного конкретного. НЭ значение ЭДС Н.г-20, приведенное :к температуре 20° С, с погрешностью 1ме«ее 0,005%. Для получення погрешности менее 0,001% для .каждоrio отдельного НЭ требуется знать его индивидуальную зависимость ЭДС от температуры. Определение индивидуальных температурных 1хараКтаристик тврМостати1рованных НЭ весьма трздоемяше дело, резко снижающее производительность труда и увеличивающее материальные затраты.

Трудность и неудобства эксплуатации термостатированных НЭ определяются прежде iBcero тем, что у каждого термостатированного НЭ свое индивидуальное значение ЭДС .4-20, при.веденное к температуре 20° С и записанное в аттестате НЭ. В лро.цессе измерений, -когда термостатированный НЭ Используется каж опорная или образцовая ЭДС, для получения искомого значения измеряемой величины с высшей точностью необходимо знать действительное значение ЭДС данного термостатироваяного НЭ |цр{и температуре IB его термо-стате. Если термостатированный НЭ используется совместно с компенсатором типа Р.345, Р:3:32 и т. п., перед началом измерений выставляют на компенсаторе 31начеН|Ие ЭДС, взятое нз аттестата термо.статированного НЭ (20), ири 20° С и .пересчитывают его для .действительного

значения температуры в термостате. Нри замене одиого термостатированного НЭ другим перед началом навого цикла измерений необходимо провести юстировку нз5 мерительной системы.

Недостатком известного способа аттестации является ниЗКая точность 1и неудобства эксплуатации НЭ.

Целью изобретения является повыше ние точности и удобства зксплуатаци.и тер1мостатирова,нных НЭ.

Эта цель достигается тем, что по предлагаемому сиосо бу .при сличении ЭДС аттестуемого и образцового НЭ онределяют 5 разность значений ЭДС, н, изменяя те.млератзфу термостата аттестуемого НЭ, IKOMпенсируют эту разность значений ЭДС и приписывают аттестуемому элементу значение ЭДС, равное значению ЭДС образцового НЭ.

На чертеже приведена функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый .способ.

При аттестации термостатированных 5 НЭ по предлагаемому способу отличают аттестуемый .и образцовый НЭ, определяют разность в значениях ЭДС сличаемых НЭ, изменяя температуру в термостате аттестуемого НЭ, компенсируют разность ЭДС 0 НЭ, приписывают аттестуемому НЭ значение ЭДС, равное значению Образцового НЭ.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, содер1жит термостатированный 5 НЭ1, образцовый НЭ2, ко.мпаратор 3 НЭ устройство 4, устанавливающее значение температуры, при которой хранится НЭ, цепь обратной связи 5 (в простейщем случае это .измеритель, который аттестует тер0 мостатированный НЭ).

При реализации предлагаемого способа аттестуемый термостатированный НЭ1 подключают к компаратору 3. Ко второму входу компаратора 3 подключают образцовый 5 НЭ2. Сравнивая ЭДС тер.мостатированного НЭ1 с ЭДС образцового НЭ2 с помощью комиаратора 3, определяют разность в показаниях. Нзмеритель (или автоматиче.с.кое устройство -5) вручную (или автоматиче50 ски) воз.дейСтвует .на цепь обратной связи 4 термостата НЭ1 в сторону компенсации разности .значений ЭДС до тех пор, пока показания нуль-гальванометра компаратора 3 не станут равны нулю. Нри этом наи5 боль.шее изменение значения температуры термостата, необходимое для компенсации разности значений ЭДС с учетом того, что ЭДС наиболее точных НЭ отличаются от экземпляра -к экземпляру на ПО мкВ, а 60 температурный .коэффициент ЭДС НЭ равен - 40 мкВ/° С, 1составит менее трех градусов. Регулировка температуры в тер.мостате в .пределах Г±:1,5°С осуществляется достаточно просто. Лосле аттестации НЭ 65 присваивают значение ЭДС, равное ЭДС

образцового НЭ2. Таким образом, термостатз11рова:нная мера ЗДС поверяется как единый прибор. При аттестации термостатированных НЭ по предлагаемому способу ЭДС аттестованных приборов отличается от экземпляра к экземпляру максимум иа 0,02 мкВ.

Стабильность ЭДС эталонных :и образцовых НЭ (см. ГОСТ 8.027-75. Общесоюзная поверочная Схема для измерений наиряжвния ПОстояняого тока) за год существенно выше ТОЧ1НОСТ1И воспроизведения ЭДС от экземпля1ра к экземпляру, так например, ЭДС эталонных НЭ изменяется за 1 год на 1-2 мкВ, образцовых 1-III :разряда - на 5-20 мкВ, ,в то время .как действ1ительное значение ЭДС при 20° С от экземпляра к экземпляру .может отличаться |На 40 мкВ (И более.

При аттестации термостатированных НЭ ПО предлагаемому спОСобу огпадает необходимость точного измерения абсолютного значения температуры, при которой хранится НЭ в термостате. В настоящее врем.я температура в те;рмостатах для НЭ может быть измвре.на и установлена с погрешностью цорядка ± (0,05-0,03)° С. Значение этой погрешности определяется достигнутой точностью абсолютных изм-ерений температуры 20° С в небольшом замкнутом

объеме. В мз-вестном случае при температурном коэффициенте ЭДС НЭ f -40 мкВ/К систематическая погрешность составит 1,2-2 мкВ и соответственно снижается точность, с которой определяется значение ЭДС аттестуемого НЭ. В то же время погрешность поддержания установленного в термостате значения температуры может быть уменьшена до 0,000025- 0,0003° С, что Соответствует 0,01-0,001 мкВ.

Так, например, серийные НЭ кл. 0,001 типа ЭН-65 |были установлены в серийные термостаты для норьмальных элементов типа ТЭН-402. Значения ЭДС о-бразованных таким образом термостатированных НЭ с учетом погрешности установки температуры -Ь20°С в термостате ТЭН-402 лежали в (пределах от 1,01862885 до 1,01868312В, т. е. ЛЕ 54,27 мкВ. После аттеста1ции этих

термостатированных НЭ по предлагаемому способу с помощью компенсатора типа Р332 по образцовому НЭ nepiBoro разряда наибольшая разность их ЭДС была равна 0,02 мкВ вместо первоначальных 54,27 мкВ. Тадшм о:бразом, аттестация термостатированных НЭ по предлагаемому способу позволяет повысить точность, с которой определяется значение ЭДС аттестуемого НЭ и потыоить удобство эксплуатации НЭ, так как всем аттестованным НЭ приписывается значение ЭДС, равное значению ЭДС образцового НЭ. При этом отпадает необходимость определять и вводить поправки при высокоточных |ИЗме|рениях. Погрешность воспроизведения значения ЭДС -от экземпляра к экземпляру термостатированных НЭ уменьшается до величи,ны, равной примерно удвоенной попрешности взаимного сличения НЭ, т. е. 0,00001% (вместо 0,01% достигаемой в настоящее время).

Форм.ула изобретения

Способ аттестаЦии тер1мостатиро;ванного нормального элемента путем сравнения ЭДС аттестуемого и образцового нормальных элементов, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что с целью повыщения точности и удобства эксплуатации, при сравнении аттестуемого и образцового нормальных элементов определяют разность в значениях ЭДС, изменяя температуру термостата аттестуемого элемента, компенсируют эту разность и приписывают аттестуемому элементу значение ЭДС, равное значению ЭДС образцового нормального элемента.

Источники информа ции, принятые во внимание при экспертизе:

1.ГОСТ 1954-75 «Элементы нормальные (меры ЭДС).

2.Маликов М. Ф. Сравнение нормальных элементов Вестена в Главной Палате Мер и Весов и в Бюро Стандартов (Вашингтон). Поверочное дело 1(8), 39, 1927.

3.ГОСТ 8.170-75. Меры электродвил ущей силы, рабочие. Элементы нормальные. Методы и средства проверки (прототип).