evtiheeva_n_n__izmerenie_yelektricheskih _i_neyelektricheskih (1024282), страница 47
Текст из файла (страница 47)
4.55вателипитатьэлектролизнапряжениемраствораньгх о б л а с т я х .ипостойногоизменитсяеготока,тобудетконцентрацияпроисходитьвприэлектрод-П о с т о я н н ы й т о к п р о и з в о д и т т а к ж е п о л я р и з а ц и ю электр о д о в . То и другое явления создают погрешность.Дляжныповышения стабильности преобразователябытьхимическиинертныру.
Они в ы п о л н я ю т с я изегоэлектродыпо отношения к исследуемомудолраствоп л а т и н ы , н е р ж а в е ю щ е й с т а л и и л и г р а ф и т а . Загрязнение электродов, изменение их активной площади вызываютпогрешность.Болеенадежныбесконтактныеэлектролитическиели, токоведушие элементы к о т о р ы х изолированы отрис. 4.55,аОнпреобразоватеэлектролита. Напоказан высокочастотный бесконтактный преобразователь.представляетсобойстекляннуютрубкустремяцилиндрическим и к а м е р а м и , ч е р е з к о т о р у ю п р о т е к а е т и с с л е д у е м ы й р а с т в о р .
Н а внешнююц и л и н д р и ч е с к у ю п о в е р х н о с т ь к а м е р н а н о с и т с я м е т а л л и ч е с к о е покрытие, служащееэлектродом. Два крайних электроданы в м е с т е и з а з е м л е н ы , с р е д н и й э л е к т р о д 3тельной цепи.Ср1СъиЭквивалентная схемаи R2с х е м е RiСр2с а т о р а х Cir—С2,соедине2приведена на р и с . 4.55,6. На этой— сопротивления раствора в левой и правой трубках;емкости раствора— емкости междуконденсаторах1,подключается к измериСр1Ср2иС3Сх,в соответствующей трубке;соответствующимэлектродомдиэлектриком служит— стекло.
Преобразовательираствором.раствор,вС2,Вконденпитается напряжениемс частотой н е с к о л ь к о мегагерц.Гальваническиегопреобразователи.преобразователяконцентрацииженныйвжительныеионоврастворионыврастворе.металлазаряд.электродомрастворомпереходятвэлектродаотэлектрод,иэлектродионовравновесииконцентрацииионовПолополучаетпотенциаловпереходуПрипогрунем растворяется.разностьпрепятствуетзависитвраствор,Образованнаярастворение электрода прекращается.потенциалпотенциала электрода отМеталлическийэ л е к т р о л и т а , частичноотрицательныйиПринцип д е й с т в и я гальваническооснован на зависимостимеждуметалла,иэлектрическийвраствореиможет служить д л я определения их концентрации.Конструктивнос т о и т из д в у хгальваническийполуэлементовпреобразователь(рис.456)со1 и 2, к о т о р ы е г а л ь в а н и ч е с к и с о е д и н е н ы1937-6016междучомсобойсобойэлектрическимПолуэлемент3,сосуд слита,вэлектрод.элементенаходитсяцентрациякоторого——р а с т в о р о м КС1сторонваты или а с б е с т а .
ЭДСдвумяэлектродами,Большоерода Нно+этоимеетраствор,конизмеряется,свизвестнойЭлектролитическийтрубка,заполненнаяи закрытая с д в у хполупроницаемымипробкап р е о б р а з о в а т е л я Е, и з м е р я е м а я м е ж д уопределяетсязначениеметалВ о д н о м полурастворконцентрацией.ми изпогруженлическийключРис.
4.56р а с т в о р о м электрокоторыйдругомклюпредставляетнеизвестнойопределениеконцентрацией.концентрацииионовводов растворах. Чистая дистиллированная в о д а , х о т я и н е м н о г о ,диссоциировананаионы.Согласноз а к о н у действующих масс ивследствие малой диссоциации воды ионное произведение водык = а +а(4.155)где а н + и а о нконцентрация и о н о в Н * и О Н " , выраженные в моль/л.нон->*И о н н о е п р о и з в е д е н и е в о д ы — величина постоянная, при 22 °С равная Юлекул-14. Если в в о д е растворить к и с л о т у , то при диссоциации ее моконцентрация и о н о в Н* возрастает и, с л е д о в а т е л ь н о , уменьша-ется концентрация и о н о в О Н . Растворение о с н о в а н и й и з м е н я е т концентрации Нводородана+и ОН-п р о т и в о п о л о ж н ы м о б р а з о м .
Концентрация ионовхарактеризуеткислотностьраствора.Кислотностьвлияетпротекание м н о г и х х и м и ч е с к и х реакций, и б и о х и м и ч е с к и х процессовЕдиницей е е и з м е р е н и я с л у ж и т в о д о р о д н ы й показательРНВ= -lgaH+.качестве(4.156)примера в т а б л . 4 . 3 приведены величины рН д л я различных концентраций с о л я н о й к и с л о т ы и е д к о г о натра.Приборы,зываютсяслужащие длярН-метрами.гальваническиеИхизмеренияводородногопервичнымипреобразователи,впоказателя,преобразователямик о т о р ы х роль+наслужатметалла играет вод о р о д , роль металлических и о н о в — ионы Н .ТипичнымполуэлементомрН-метраявляетсяводородныйэлектр о д 1 на р и с . 4 . 5 7 .
Он представляет с о б о й с т е к л я н н ы й с о с у д с электролитом,снойвгазообразныйионов Н194которыйплатиной+погруженапластинка,(платиновой чернью). С н и з упокрытаямелкодисперна пластинку подается< в о д о р о д . Он а д с о р б и р у е т с я платиной и частично в видеп е р е х о д и т в раствор.В с л е д с т в и е о с т а в ш и х с я на пластинкеТаблица 4.3. Таблица зависимости значений рН от концентрации растворовКонцентрацияраствора,моль/лРаствор электролитаКонцентрированная солянаякислота НС1Концентрированная солянаякислота НС1Разбавленная солянаякислота НС1Чистая вода (найтральныйраствор)Содержание+ионов Н ,г/л11ОДРазбавленная щелочьNaOHРазбавленная щелочьNaOHрН010"0,000110"—10"0,0001ю-0,01ю--of11447710101212о-ксеГ''о °оРис.
4.57электроновра. Д л яонаи м е е т о т р и ц а т е л ь н ы й п о т е н ц и а л о т н о с и т е л ь н о раствоизмеренияцолуэлемент1кислотностизаполняетсяиспользуютэлектролитомсдваполуэлемента. Одинизвестнойконцентрацией, д р у г о й 2 — э л е к т р о л и т о м , значение рН к о т о р о г о нужно измерить.РазвиваемаямеждуэлектродамиразностьпотенциаловЕопределяется в ы р а ж е н и е м(4.157)Е = CTln[(aH+)x/(flH+)0],где С — постоянная;центрация ионовГ — т е м п е р а т у р а , К, ( а н + ) х — и з м е р я е м а я к о н (ан+)о— концентрация ионов Н+образцового раствора.195Есливкачествеобразцовогоконцентрацией ионов Н*(1 г/л)используетсярастворснормальнойи и з м е р е н и е п р о и з в о д и т с я при 1 8 ° С ,то разность потенциаловЕ12= 0 , 0 5 8 In (ав*)хВодородный14с= -0,058рН.электродпозволяетв ы с о к о й точностью.непрерывноимеютсяпропускатьстеклянный,(4.158)измерять рНОднакочерезгазообразныйвпределах от 0 допреобразователь необходимоводород.хлорсеребряный иВдругиенастояшеевремярН-метры,лишенные этого недостатка.ИзмерениеЭДСгальваническихпреобразователейдолжнопроизв о д и т ь с я при м и н и м а л ь н о м т о к е , п о с к о л ь к у при п р о т е к а н и и т о к а происходит электролиз и изменяется концентрация раствора вродной области,чтосоздаетнии тока происходитсопротивленииностьизмерение ЭДС.преобразователя,ЭДСпотенциометровчторН-метровными вольтметрами с большиммощьюприэлект-т о г о , п р и протекап а д е н и е н а п р я ж е н и я н а д о в о л ь н о б о л ь ш о м внутреннемвпогрешность.
К р о м етакжевноситизмеряется либопогрешэлектронв х о д н ы м с о п р о т и в л е н и е м , л и б о с пос ручнымили автоматическим уравновешиванием.ЭДСДлягальваническогопреобразователязависитоттемпературы.уменьшения погрешности автоматические рН-метры имеют термо-к о р р е к т и р у ю щ и е цепи.4.2.14. Датчики Г С П для измерениятеплоэнергетическихвеличинВведение.(ГСП)дляВрамкахизмеренияГосударственнойтеплоэнергетическихсистемывеличинприборов(температуры,давления, расхода жидкости или газа, уровня жидкости и др.)ботанкомплект датчиков, состоящих из двухпреобразует и з м е р я е м у юфизическуюмодулей.величинув силуразраОдин из нихи л и перемещен и е , д р у г о й — эту п р о м е ж у т о ч н у ю в е л и ч и н у в у н и ф и ц и р о в а н н ы й электрический сигнал постоянногоМодуль,гатновсоединенсмодулем,унифицированныймодули образуютДляныйэлектрическийпреобразования(свеличину,преобразующимсигнал.силуможетилибытьагре-перемещениеПервичный ивторичныйдатчик.электрическийловойтока.преобразующий измеряемуюсиловойпромежуточнойсигналнаибольшеекомпенсацией),величинывунифицированприменение н а ш л и электросидифференциально-трансформаторный и магнитомодуляциснный датчики.ДатчикиГСП сэлектросиловымкомпенсацией).
Схема датчика196преобразователемприведена(ссиловойн а р и с . 458. С и л а F , р а з в и -ваемаяпервичнымсистему,рычагепреобразователемс о с т о я щ у ю из р ы ч а г о всмонтировансердечникногопреобразователя 5 иногопреобразователялу Fi(модулем),черезрычажную1, 2, передается на рычаг 3. На э т о м4катушкадифференциально-трансформатор6магнитоэлектрического7.
Р ы ч а ж н а я с и с т е м аобратп р е о б р а з у е т с и л у F в си= kF, п р и в е д е н н у ю в к а т у ш к е 6. К о э ф ф и ц и е н т к р а в е н передаточномуотношениюмещениеякорярычажногомеханизма. СилаFjвызываетдифференциально-трансформаторногоперепреобразоват е л я х . П р и э т о м н а е г о в ы х о д е п о я в л я е т с я н а п р я ж е н и е 1 7 = ktx. Напряжениеусиливается усилителем= Stx, г д е Si8 ипреобразуется— чувствительность прямоговток/ = кхк2хпреобразователя,к2=—коэффициент усиления усилителя. Т о к проходит через сопротивлениен а г р у з к и RHи о б м о т к у п р е о б р а з о в а т е л я о б р а т н о й с в я з и 6.ствием тока обратный преобразователь развиваетсилу,П о д дейпропорцион а л ь н у ю т о к у / и с т р е м я щ у ю с я у м е н ь ш и т ь п е р е м е щ е н и е х:F= S2I =ЗДх=Ш,(4.159)г д е — ч у в с т в и т е л ь н о с т ь обратного преобразователя.197Обратный преобразовательгости обычнойСила Fiситсяразвиваетперемещает сердечниксилойсилу, аналогичнуюпружины, коэффициентобратногодос и л е упруW характеризует ее жесткость.тех пор,п о к а о н а н е уравновеFoc.преобразователяВыходнойтокпреобразователя/ = FQc/S2 = Fx/St(4.160)при р а в н о в е с и и п р о п о р ц и о н а л е н с и л е Fx.Структурнаясхемапреобразователяп о к а з а н о на р и с .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
