Меры единиц электрических величин
Меры ЭДС. В качестве образцовых и рабочих мер ЭДС применяются нормальные элементы различных классов точности. Нормальный элемент представляет собой гальванический элемент, ЭДС которого известна с
высокой точностью. Он представляет собой сосуд Н-образной формы, в нижние концы которого впаяны платиновые проводники. Положительным электродом является ртуть, отрицательным – амальгама кадмия. Электролитом служит сернокислый кадмий. Класс точности насыщенных элементов может быть 0,001; 0,002 и 0,005. Например, для элемента класса 0,05 ЭДС находится в пределах 1,0185 – 1,0187 В и её изменение за год не превышает 50 мкВ. Пропускать ток более 1 мкА через элемент недопустимо.
Насыщенные нормальные элементы имеют класс точности 0,02 и их ЭДС находится в пределах 1,0186 – 1,0194 В при допустимом изменении за год не более 200 мкВ.
Меры электрического сопротивления выполняются в виде катушек сопротивления. Минимальное сопротивление катушки может быть 10-5 Ом, максимальное 1010 Ом. Катушки выполняются из манганиновой проволоки или ленты. Манганин обладает высоким удельным сопротивлением, незначительным температурным коэффициентом сопротивления и малой термо ЭДС с медью. Катушка выполняется на металлическом или фарфоровом каркасе и имеет 4 зажима: два, называемые токовыми, предназначены для включения образцовой катушки в цепь тока и два, называемые потенциальными, для включения измерительного прибора. Образцовые катушки должны иметь, возможно, меньшие собственные емкость и индуктивность. Степень безреактивности катушки характеризуется постоянной времени :
τ = L / R – CR ,
где L и С – индуктивность и емкость катушки.
Для уменьшения постоянной времени используются специальные виды намотки. Для уменьшения L используют бифилярную намотку, а для уменьшения С обмотку секционируют.
Образцовые катушки сопротивления выпускаются различных классов точности: от 0,0005 до 0,2.
Наборы катушек сопротивления в одном корпусе называют магазином сопротивления. При помощи переключателей можно устанавливать желаемое значение сопротивления магазина. По точности магазина сопротивлений уступают отдельным образцовым катушкам.
Меры индуктивности и взаимоиндуктивности выполняются в виде катушек индуктивности и взаимоиндуктивности. Образцовые катушки представляют собой каркас из немагнитного материала (фарфор, пластмасса) с наложенной на него обмоткой из изолированной медной проволоки. Катушка помещается в экран для устранения влияния внешних электромагнитных полей. Нормированы следующие пять номиналов ве-личины индуктивности образцовых катушек: 1; 0,1; 0,01; 0,001 и 0,0001 Гн. Катушки сохраняют постоянную индуктивность с высокой точностью в цепях переменного тока частотой до 10 кГц.
Меры взаимной индуктивности представляют собой две катушки, расположенные на одном каркасе.
Набор катушек индуктивности в одном корпусе называется магазином индуктивностей. Магазин индуктивностей конструируют таким образом, чтобы при изменении индуктивности магазина активное сопротивление оставалось неизменным. Для этого в магазине содержатся катушки сопротивления, замещающие активное сопротивление выключаемой катушки индуктивности.
В качестве меры переменной индуктивности и взаимоиндуктивности служат вариометры, представляющие собой две катушки, одна из которых может поворачиваться относительно другой. Изменяя взаимное положение катушек, можно плавно изменять значение индуктивности или взаимоиндуктивности. Точность вариометров уступает точности образованных катушек индуктивности.
Меры электрической ёмкости представляют собой конденсаторы постоянной и переменной ёмкости, обладающие высокой стабильностью параметров при изменении условий внешней среды, малыми потерями в диэлектрике и высоким сопротивлением изоляции. Широко используются магазин ёмкостей.