ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ 10 page

Если твердая фаза образована частицами, взвешенными в жидкости, то эти частицы, получив тот или иной заряд, движутся от одного элек­трода к другому в неподвижной жидкости. Такое движение частиц называется электрофорезом или катафорезом.

Явление электроосмоса обратимо. При принудительном протека­нии жидкости через капилляр или пористую перегородку между элек­тродами возникает разность потенциалов — так называемый потен­циал течения

t/= &*/>/(р.?). (10-9)

где Р — гидростатическое давление (перепад давления), Па; у — удельная проводимость жидкости, См/м.

10-2. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ РЕЗИСТИВНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

Электрохимические резистивные преобразователи, часто называе­мые кондуктометрическими, основаны на зависимости сопротивления преобразователя R от его формы и размеров и от состава и концентра­ции используемого электролита:

R = K_reoJy, (Ю-10)

где /Сгеом — коэффициент преобразования, зависящий от соотношения геометрических размеров преобразователя и определяемый обычно экспериментально путем использования стандартных растворов с из­вестными значениями проводимости у.

Кондуктометрические преобразователи для измерения концентрации

(проводимости) растворов разделяются на контактные, электроды которых помещаются в контролируемый раствор, и бесконтактные. Диапазон проводимостей, подлежащих измерению, достаточно широк: от 10~⁶ См/м (разбавленные водные растворы, неводные среды) до 100 См/м (сильные электролиты, расплавленные соли).

В контактных преобразователях используются плоскопараллель­ные, коаксиальные или точечные электроды, изготовляемые из пла­тины, графита, нержавеющей стали или других материалов, химиче­ски не взаимодействующих с раствором. Для уменьшения погрешно­сти от поляризации и загрязнения электродов иногда используются четырехэлектродные преобразователи (рис. 10-4, а) с двумя токо­выми 1 и двумя потенциальными 2 выводами, с которых снимается измеряемое напряжение»
^{v г} На рис. 10-4, б показан контактный преобразователь для измерения среднего и пульсирующего значений электрической проводимости при исследовании топографии неоднородного поля электропроводимости, например при исследовании океана. Преобразователь состоит из обте­каемого стеклянного корпуса 1 и двух платиновых электродов 2 и 3. Диаметр центрального электрода 2 в зоне контакта с жидкостью вы­бирается равным 20—500 мкм, что позволяет сконцентрировать 90% измеряемого сопротивления в очень малом объеме вблизи этого электро­да и измерять локальные неоднородности поля электропроводимости. Погрешность измерения среднего значения электропроводимости 5%, а ее переменных составляющих 20% в частотном диапазоне 0—1000 Гц. Объем усреднения в зависимости от размеров микроэлектрода состав-

Тр1 Тр2

ляет 1—3 мм³. Недостатками преобразователя являются невысокая чувствительность и нестабильность коэффициента преобразования из-за загрязнения микроэлектрода.

Для измерения числа микрочастиц в жидкости, например эритро­цитов в крови, используются проточные контактные преобразователи с капиллярным отверстием, по сторонам которого находятся электроды.. Диаметр отверстия в 10—20 раз больше размера частиц. При прохожде­нии частицы через отверстие импульсно возрастает сопротивление между электродами и в счетчик поступает очередной импульс. Общее число импульсов равно числу частиц, прошедших через преобразова­тель. По амплитуде импульсов можно определять размеры частиц.

Измерение электропроводимости с использованием контактных преобразователей обычно осуществляется мостами переменного тока при частоте питания 50—5000 Гц. Применение трансформаторных мостов с индуктивно-связанными плечами и метода замещения позво­ляет измерять электропроводимость в лабораторных условиях с погреш­ностью 0,05—0,5%.

Бесконтактные преобразователи не имеют контакта металлических электродов с электролитом, что исключает поляризацию и другие не­желательные взаимодействия электрода и раствора. Они разделяются на низкочастотные (f ^ 40 н- 50 кГц) и высокочастотные. На рис. 10-5, а показана схема низкочастотного трансформаторного преобразователя с короткозамкнутой жидкостной вторичной обмоткой.

Изменение электропроводимости раствора приводит к изменению сопротивления вторичной обмотки и, следовательно, сопротивления первичной обмотки (см. § 8-1 и 8-3). При уменьшении электропроводи­мости уменьшается ток через указатель. На рис. 10-5, бив показаны преобразователи с жидкостным витком, являющимся вторичной обмот­кой входного 1 и первичной обмоткой выходного 2 трансформаторов. В короткозамкнутом витке (рис. 10-5, б) наводится ЭДС Е_к.₃ =

— jtohwJZrm, где Z_ml — магнитное сопротивление первого сердечника, и течет ток /_к>3 = E_K.₃/R_K._3J под действием которого наводится ЭДС Е₂ во вторичной обмотке второго трансформатора, равная Е₂ —

— j<i>w₂I_Km3/Z_m2, где Z_m2 — магнитное сопротивление второго сердеч­ника. Таким образом, зависимость между Е₂ и электропроводимостью

жидкости v может быть определена из уравнения

*

Еш-чГ™ hK_reOMy,

^£jmi^£jm2

где /С_геом — коэффициент связи между электропроводимостью раство­ра и проводимостью витка.

При начальной проводимости раствора указатель У к (рис. 10-5, б) регулировкой реостата R устанавливается на нуль. Такие преобра­зователи позволяют измерять концентрации растворов при темпера­туре до 100 °С, удельная электропроводимость которых равна 10"⁴— 10 См/м.

На рис. 10-5, в изображен капиллярно-трансформаторный преоб­разователь с жидкостным витком, предназначенный, как и преобра­зователь на рис. 10-4, б, для исследования топографии поля электро­проводимости. Входной Тр1 и выходной Тр2 трансформаторы выпол­нены на тороидальных ферритовых сердечниках и помещены в герме­тичный пластмассовый корпус 1 со стеклянной насадкой 2> имеющей капиллярное отверстие 3. Жидкостный виток, связывающий трансфор­маторы Тр1 и Тр2, образуется жидкостью в капилляре и канале кор­пуса 4 и жидкостью, омывающей преобразователь снаружи. Сопро­тивление жидкости в капилляре на порядок больше сопротивления остальной части жидкостного витка связи. Малые диаметр и длина капилляра обеспечивают высокую пространственную разрешающую способность преобразователя (объем осреднения 0,5—1 мм³), а большая плотность тока в капилляре — высокую чувствительность. По срав­нению с контактным преобразователем (рис. 10-4, б) рассматриваемый бесконтактный преобразователь характеризуется большей точностью измерений. Погрешность измерения среднего значения электропро­водимости составляет ±0,5%, а переменных составляющих ±10%.

Высокочастотные бесконтактные преобразователи разделяются на емкостные (рис. 10-6, а, б), которые применяются для измерения кон­центраций растворов с малой электропроводимостью (10"^е — 1 См/м), и индуктивные (рис. 10-6, в) — для растворов с электропроводимостью 10~²—100 См/м. Электроды располагаются снаружи тонкостенной изо­ляционной трубки с контролируемым раствором. У погружных преоб­разователей они находятся внутри закрытой трубки, которая поме­щается в раствор.

На рис. 10-6, г дана эквивалентная электрическая схема емкост­ного бесконтактного преобразователя, где R — активное сопротивле­ние электролита; С_г — емкость, обусловленная диэлектрическими свойствами стенок преобразователя; С₂ — емкость, обусловленная диэлектрическими свойствами электролита.

На рис. 10-6, д показаны кривые зависимости активной составля­ющей g комплексной проводимости преобразователя на высокой ча­стоте от удельной проводимости электролита у. Зависимость g = f (v)

Рис. 10-6

при постоянной частоте наиболее часто используется для определения у и, следовательно, концентрации растворов. Высокочастотные преобра­зователи обычно включаются в резонансный контур, питаемый от генератора с частотой несколько десятков мегагерц. Измерение концентрации при этом сводится к измерению добротности контура. Высокочастотные преобразователи используются также в частотных датчиках на основе LC, RC и RL-генераторов.

Кондуктометрические преобразователи для измерения механических величин. При постоянной концентрации электролита изменение сопро­тивления преобразователя может быть вызвано изменением расстояния между электродами или изменением сечения электролита.

На рис. 10-7 показаны кондуктометрические преобразователи углового перемещения и схемы их включения в мостовую измеритель­ную цепь. Два плеча моста (рис. 10-7, а) образованы сопротивлениями дифференциального преобразователя, имеющего один подвижный элек­трод 1 и два неподвижных 2 и 3. Аналогично строятся кондуктометри­ческие преобразователи для линейных перемещений. Их достоинством является незначительность усилия, необходимого для перемещения электрода. Это усилие пропорционально скорости перемещения и ста­новится заметным лишь при высокочастотных колебаниях подвиж­ного электрода..

На рис. 10-7, б показан преобразователь угла отклонения от вертикального направления. Преобразователь имеет четыре изолиро­ванных друг от друга цилиндрических электрода /, установленных по окружности в крышке преобразователя 2. Герметический корпус преобразователя, образуемый крышкой из изоляционного материала и сферическим основанием 3, полностью заполняется электролитом,

часть объема занята воздушным пузырьком 4. При горизонта­льном расположении пре­образователя воздушный пу­зырек располагается в центре и покрывает около половины пло­щади каждого из четырех элект­родов. При этом проводимости между основанием корпуса и каждым из электродов одинако­вы. При наклоне преобразо­вателя воздушный пузырек смещается от центра, равен-

ство проводимостей нарушается и на выходе измерительной цепи появляется сигнал, пропорциональный углу наклона а.

Схема включения преобразователя в измерительную цепь пока­зана на рис. 10-7, в. Выходные напряжения и U₂ на вторич­ных обмотках трансформаторов Тр1 и Тр2 пропорциональны углам отклонения оси преобразователя от вертикали в двух вза­имно перпендикулярных плоскостях. Порог чувствительности преоб.- разователя составляет 1—2 угловые минуты.

Для измерения механических деформаций применяются кондукто~ метрические тензопреобразователи. Они представляют собой каучуко­вую трубку диаметром 1—2 мм, заполненную электролитом, с двумя
электродами, плотно вставленными в концы трубки таким образом, чтобы ее внутренний объем был заполнен электролитом. Преобразова­тель крепится к объекту при помощи зажимов или наклеивается не­посредственно на исследуемую поверхность. В зависимости от состава электролита и размеров канала трубки можно изготовить преобразо­ватели с начальным сопротивлением от сотен ом до нескольких килоом. Такие преобразователи позволяют измерять очень большие относитель­ные деформации (до Д///₀ = 0,6), их коэффициент тензочувствитель-

ности Кг = -ffift = 2. Частотная характеристика преобразователей

практически равномерна до частот 500—700 Гц [10].

Достоинством таких тензопреобразователей является возможность использования больших напряжений питания (до 500 В) и высокие

изоляционные свойства. Их можно применять при измерении дефор­мации деталей, находящихся в воде и других жидких средах, не раз­рушающих каучук.

Коррекция температурной погрешности кондуктометрических пре­образователей осуществляется в основном термостатированием рас­твора и измерительного преобразователя и цепями автоматической коррекции с использованием, медных, никелевых, полупроводниковых и электролитических терморезисторов, помещаемых в контролируе­мый раствор вместе с измерительным преобразователем.

На рис. 10-8 показаны схемы температурной коррекции с примене­нием медного (рис. 10-8, а) и полупроводникового (рис. 10-8, б) термо­резисторов. Медный терморезистор обычно соединяется последова­тельно с измерительным Преобразователем R_x. Полупроводниковые и электролитические терморезисторы, которые имеют отрицательный Т&С, включаются в плечо моста, смежное с R_x. Для выравнивания ТКС терморезистора и раствора параллельно элементу цепи с большим ТКС включается резистор из манганина R_±.

10-3. ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

Гальванические преобразователи основаны на зависимости ЭДС гальванической цепи от концентрации ионов в электролите и окисли­тельно-восстановительных процессов, происходящих на электродах. Они используются для определения концентрации ионов в различных растворах, а также в качестве образцовых мер ЭДС — нормальных элементов.

Наиболее широкое применение гальванические преобразователи получили в качестве преобразователей рН-метров — приборов для измерения активности (концентрации) водородных ионов.

Молекулы воды частично диссоциируют на ионы водорода и ионы гидроксила ОН", чем обусловлена вполне определенная, хотя и очень малая электропроводность воды. Диссоциация воды происходит по схеме ^w

HaQ = H+ + OH-.

При этом остается постоянной так называемая константа диссоциации, равная

где ан+, «он- и Ян₂о — соответственно активности ионов Н⁺, ОН" и воды.

В разбавленных растворах активность воды ан₂о можно считать постоянной, и тогда произведение Ка^о становится новой постоянной, которую называют ионным произведением воды: /Сн_йо = ан+аон-. Установлено, что при 22 °С ионное произведение воды Кп_го = = 10"¹⁴ (г-ион/л)². В чистой воде или в нейтральном растворе ^актив­ности Н⁺ и ОН" равны:

a_H+ = a₀H- = VКн_го = г-ион/л.

Ионное произведение воды Кн₂о = ан+Яон- ^ПР^И данной темпера­туре остается постоянной величиной не только для воды, но и для любого водного раствора, включая растворы кислот с избытком ионов Н⁺ или оснований с избытком ионов ОН".

Если в воде растворить кислоту, то ионов Н⁺ станет больше, а ионов ОН" — меньше (за счет воссоединения части образовавшихся ионов Н⁺ с ионами ОН"), но произведение ан+аон- останется равным ионному произведению воды. У кислых растворов а_и+ > «он-, а у щелочных растворов аон- >

Таким образом, для характеристики раствора достаточно знать активность водородных ионов, которую для удобства записи и вы­числений численно характеризуют отрицательным логарифмом актив­ности ионов водорода — водородным показателем рН:

рН = — lg аи+ = — lg /н+Сн+- (Ю-11)

Приборы для измерения этого показателя получили название рН-метров.

Диапазон изменения рН водных растворов обычно составляет 0—14 ед. В растворах других растворителей (неводных) диапазоны изменения рН другие, например в аммиаке 0 — 32,7 ед., в муравьиной кислоте 0—6,1 ед. и т. д.

Наиболее точный и универсальный метод измерения рН основан на определении электродных потенциалов различных электродов, помещаемых в исследуемый раствор. Следовательно, гальванические преобразователи, являющиеся датчиками рН-метров, в качестве есте­ственной входной величины имеют концентрацию водородных ионов, выражаемую в единицах рН, а в качестве выходной величины — разность электродных потенциалов.

Гальванический преобразователь состоит из двух полуэлементов: измерительного электрода, помещаемого в исследуемый раствор, и вспомогательного полуэлемента, электродный потенциал которого дол­жен оставаться постоянным.

На рис. 10-9 показан гальванический преобразователь, состоящий из двух водородных полуэлементов. Один из водородных электродов (измерительный) помещается в исследуемый раствор /, который при помощи электролитического ключа 2 соединяется с нормальным водо­родным полуэлементом (вспомогательным) 3, содержащим электролит с активностью водородных ионов я₍н+)₂ — 1 г-ион/л. ЭДС между электродами полученной концентрационной цепи в соответствии с фор­мулой (10-6) равна

i^lnjffib, (Ю-12)

Г ^а1 т-г+\ =

где — активность водородных ионов в исследуемом растворе;

Я(н+)₂ — активность водородных ионов в нормальном водородном полуэлементе.

Переходя к десятичным логарифмам и учитывая, что lg а₍н+)₁ = —рН, получаем

(10-13)

Для температуры 18 °С

Е_в = — 0,058 рН. (10-14)

При использовании водородного электрода в рабочем (измеритель­ном) полуэлементе им можно измерять рН во всем диапазоне измерения (от 0 до 14). Однако вследствие неудобства применения, связанного
с необходимостью непрерывно подавать к электроду газообразный водород, водородный электрод используется главным образом как образцовый электрод для лабораторных исследований.

Вспомогательные полуэлементы. В гальванических преобразова­телях используются каломельный, хлорсеребряный, бромсеребряный и другие вспомогательные полуэлементы.

Каломельный полуэлемент. Потенциал Е₀ нормального каломель­ного полуэлемента относительно потенциала нормального водородного полуэлемента при температурах 15, 18, 20, 25 и 30 °С соответственно составляет 0,2852; 0,2845; 0,2840; 0,2828 и 0,2816 В,

Гальванический преобразователь, состоящий из водородного элек­трода, помещенного в исследуемый раствор, и нормального каломель­ного полуэлемента, будет при 18 °С развивать ЭДС

£„=0,2845 + 0,058 рН. (10-15)

Недостатками каломельных полуэлементов являются возможность попадания ртути в контролируемый раствор и ограниченный сверху до +70 °С диапазон рабочих температур.

Хлорсеребряный полуэлемент представляет собой платиновую про­волоку, покрытую слоем хлористого серебра и погруженную в рас­твор НС1. Нормальный потенциал хлорсеребряного полуэлемеЪта равен 0,222 В при 25 °С. Достоинствами такого полуэлемента является

простота и компактность конструкции, хорошая воспроизводимость потенциала электрода, возможность применения при температурах до 150—250 °С, а также в условиях тряски и вибраций.

Измерительные электроды гальвани­ческих преобразователей. В качестве из­мерительных электродов в рН-метрах, кроме водородного, применяются хин- гидронный, сурьмяный и получивший _г наибольшее распространение стеклян­ный электроды.

Стеклянный электрод 1 (рис. 10-10) представляет собой тонкостенную (0,05— 0,1 мм) колбу (мембрану), выдуваемую на конце трубки из специальных сор­тов стекла. При помещении колбы в ра­створ на границе стекло—раствор появ­ляется разность потенциалов, завися­щая от активности водородных ионов раствора. Это объясняется про­цессами ионного обмена. Щелочные ионы стекла (Na или Li) переходят в раствор, а их места занимают более подвижные ионы водорода из раствора. В результате этого поверхностный слой стекла оказывается насыщенным водородными ионами и стеклянный электрод приобре­тает свойства водородного электрода.

Рис. 10-Ю

Это относится как к внутренней, так и к внешней поверхностям колбы, которые нужно рассматривать как два водородных электрода,
один из которых должен иметь постоянный потенциал. Слой стекла между обеими поверхностями, по существу, является проводником с большим сопротивлением, соединяющим оба электрода.

Гальванический преобразователь со стеклянным электродом обычно состоит из стеклянного электрода и двух вспомогательных полуэлемен­тов, которые используются для снятия потенциала с внутренней и внешней поверхностей стеклянного электрода (рис. 10-10).

Стеклянный электрод 1 и каломельный полуэлемент 3 помещаются в исследуемый раствор. Внутрь стеклянного электрода, заполненного образцовым раствором с известным значением рНдг, вставлен вспомо­гательный хлорсеребряный электрод 2.

ЭДС на выводах преобразователя является алгебраической сум­мой потенциалов хлорсеребряного полуэлемента, внутренней и на­ружной поверхности стеклянного электрода и потенциала каломель­ного полуэлемента.

При изменении рН* исследуемого раствора изменяется только потенциал наружной поверхности электрода, который зависит от активности водородных ионов в растворе. Все же остальные составля­ющие ЭДС остаются неизменными (при постоянной температуре). Поэтому, измеряя ЭДС на выводах преобразователя со стеклянным электродом, можно определить рН* исследуемого раствора.

Стеклянный электрод может применяться для измерения рН не только в водных, но в неводных и смешанных средах. Однако для каж­дого растворителя необходимо устанавливать соответствующую зави­симость Е = / (рН).

Характерной особенностью гальванических преобразователей со стеклянными электродами является их большое внутреннее сопротив­ление, так как в него входит сопротивление стеклянной мембраны. В зависимости от химического состава и толщины стеклянного элек­трода его сопротивление составляет 0,5—1000 МОм. При уменьшении температуры сопротивление стеклянных электродов резко возрастает, что препятствует их использованию при температурах ниже 0 °С.

Другой особенностью стеклянного электрода является наличие потенциала асимметрии, который проявляется в том, что при поме­щении внутрь и снаружи электрода одинаковых растворов на выводах гальванического преобразователя со стеклянным электродом возни­кает ЭДС, которая может достигать I—2 мВ. Постоянные времени стеклянных электродов пропорциональны толщине мембраны и обычно лежат в пределах 1—10 с.

Конструкции стеклянных электродов весьма разнообразны* Для измерения рН кожи, бумаги применяются стеклянные электроды с пло­ской мембраной, для измерений в вязких средах и для медицинских целей — копьевидные и игольчатые электроды.

Гальванические преобразователи- используются для измерения активности не только водородных ионов, но и ионов ряда других эле­ментов: калия, натрия, хлора, меди, цианида, серы и т. д. В качестве измерительных применяются различные ионоселективные электроды из стекла, меди, золота, серебра, олова, ионообменных смол, кремни­стой резины и др. Избирательность электродов к тому или другому
иону зависит от состава и ионообменных свойств материала электрода. Весьма перспективны электроды из ионообменных смол, поскольку один тип ионов в смоле может быть полностью заменен другим. Они

имеют малое сопротивление и низкий по­тенциал асимметрии.

Требования к измерительной цепи и методы коррекции температурной погреш­ности. Измерение ЭДС гальванических преобразователей должно производиться таким образом, чтобы через преобразо­ватель не проходил ток, вызывающий погрешности от поляризации электродов и падения напряжения на внутреннем сопротивлений преобразователя, которое при использовании стеклянных электро­дов составляет 10⁷—10⁹ Ом. Поэтому основное требование к измерительной цепи — это очень большое входное со­противление, которое достигается за счет применения электрометрических усили­телей. При использовании усилителя с динамическим конденсатором (см. § 7-2) можно получить входное сопротивление до 10¹⁵—Ю¹⁶ Ом. Для измерения ЭДС гальванических преобразовате­лей наибольшее распространение получили компенсационные измери­тельные цепи с автоматической коррекцией температурной погреш­ности преобразователя.

Зависимость ЭДС от значения рН и температуры раствора © можно представить семейством прямых, пересекающихся в одной, так называемой изопотенциальной точке И (рис. 10-11). Это означает, что при определенном значении рН_и раствора, соответствующем коор­динате изопотенциальной точки, ЭДС преобразователя не зависит от температуры. Координаты изопотенциальной точки (E_h и рН_и) зависят от типа используемых электродов и обычно определяются экспериментально. Представленные на рис. 10-11 зависимости с коор­динатами изопотенциальной точки Е_и = 203 мВ, рН_и = 4,13 ед. можно описать уравнением

Е_х = [—203 - (54,1 + 0,198©) (рН - 4,13)], (10-16)

где Е_х — в милливольтах.

В этом уравнении не учитываются гистерезис и флуктуации элек­тродных потенциалов, а также нелинейность, которая имеет место при изменении температуры в широком диапазоне.

На рис. 10-12 показана схема коррекции температурной погреш­ности гальванического преобразователя при его включении на вход высокоомного усилителя с глубокой отрицательной обратной связью. Постоянная составляющая ЭДС преобразователя, соответствующая координате изопотенциальной точки, компенсируется падением на­
пряжения и_й1 создаваемого током от вспомогательного источника Е_и на резисторе R_lt

В качестве элемента обратной связи используется терморезистор R₁, помещенный в контролируемый раствор совместно с гальваниче­ским преобразователем. ЭДС гальванического преобразователя (E_x—U„) почти полностью уравновешивается падением напряже­ния U_K = /_ВЫХЯ_Т. Если сопротивление терморезистора изменяется с температурой по такому же закону, что и крутизна характеристики гальванического преобразова­теля, то ток /_вых будет оп­ределяться только значением рН раствора независимо от его температуры.

Известны рН-метры с циф­ровым отсчетом со встроенны­ми микропроцессорами, обе­спечивающие измерение с абсолютной погрешностью 0,001 рН.

Градуировку рН-метров производят по образцовым бу­ферным растворам с точно из­вестным и стабильным значе­нием рН. Значения рН бу­ферных растворов лежат в основе стандартизации шкал рН.

Нормальные элементы. При

неизменной концентрации эле­ктролита и постоянной темпе­ратуре ЭДС гальванической цепи может быть весьма стабильной, что используется для создания нормальных элементов (н. э.), применяе­мых в качестве мер ЭДС, а также для осуществления эталона вольта.

В зависимости от концентрации электролита н. э. разделяются на насыщенные и ненасыщенные.

Рис. 10-12

Основные параметры н.э. приведены в табл. 10-1.

Насыщенные и. э. характеризуются высокой воспроизводимостью и стабильностью ЭДС во времени, но относительно большим темпера­турным коэффициентом ЭДС (около 50 мкВ/К). Действительное зна­чение ЭДС (в вольтах) насыщенных н. э. при температуре © опреде­ляется по формуле

Ее = Е₂₀ - 0,0000406 (© - 20) - 0,00000095 (© - 20)² + + 0,00000001 (в-20)³,

где Е₂₀ — действительное значение ЭДС при температуре 20 °С, ука­занное в аттестате н. э.

Для быстрого расчета ЭДС нормального элемента класса 0,005 можно пользоваться приближенной формулой 3. И. Зеликовского

£е = [£₂₀-(в + 20)(©-20)],

где Е© — в микровольтах.

Для определения температуры н. э. в его корпусе имеется отвер­стие для термометра. Ненасыщенные н. э. характеризуются малым температурным коэффициентом ЭДС (около 2—3 мкВ/К), но относи­тельно большой нестабильностью ЭДС во времени. Внутреннее сопро­тивление Ri вновь изготовленных насыщенных н. э. не превышает 1000 Ом, а ненасыщенных — 600 Ом. Со временем R_t возрастает иногда в десятки раз, что, однако, не влияет на значение ЭДС нормаль­ного элемента.

Насыщенные н. э. нельзя даже кратковременно нагружать током более 1 мкА, а ненасыщенные — более 10 мкА.

10-4. КУЛОНОМЕТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ