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Thermoelemente. Messmittel Arbeitsablauf




9.1. Zielsetzung

Bestimmung der Abhängigkeit der thermoelektromotorischen Kraft eines Thermoelements von der Temperaturdifferenz der Verbindungsstellen.

In einem geschlossenen Stromkreis (Abb. 9.1), bestehend aus ungleichen Leitern (oder Halbleitern) A und B, entsteht eine elektromotorische Kraft (EMK) E T und es fließt ein Strom, wenn die Kontakte 1 und 2 dieser Leiter auf unterschiedlichen Temperaturen T 1 und gehalten werden T2 . Diese EMK wird als thermoelektromotorische Kraft (Thermo-EMK) bezeichnet, und ein elektrischer Stromkreis aus zwei ungleichen Leitern wird als Thermoelement bezeichnet. Wenn sich das Vorzeichen der Temperaturdifferenz zwischen den Verbindungsstellen ändert, ändert sich die Richtung des Thermoelementstroms. Das
das Phänomen wird Seebeck-Phänomen genannt.

Es gibt drei bekannte Gründe für das Auftreten von Thermo-EMF: die Bildung eines gerichteten Ladungsträgerflusses in einem Leiter bei Vorhandensein eines Temperaturgradienten, das Mitziehen von Elektronen durch Phononen und eine Änderung der Position des Fermi-Niveaus je nach Temperatur. Betrachten wir diese Gründe genauer.

Bei Vorhandensein eines Temperaturgradienten dT / dl entlang des Leiters haben die Elektronen an seinem heißen Ende eine größere kinetische Energie und daher eine größere chaotische Bewegungsgeschwindigkeit im Vergleich zu den Elektronen des kalten Endes. Infolgedessen gibt es einen überwiegenden Elektronenfluss vom heißen Ende des Leiters zum kalten, am kalten Ende sammelt sich eine negative Ladung und am heißen Ende verbleibt eine unkompensierte positive Ladung.

Die Akkumulation wird fortgesetzt, bis die resultierende Potentialdifferenz einen gleichmäßigen Elektronenfluss verursacht. Die algebraische Summe solcher Potentialunterschiede im Stromkreis erzeugt die volumetrische Komponente der Thermo-EMK.

Außerdem führt der im Leiter vorhandene Temperaturgradient zur überwiegenden Bewegung (Drift) von Phononen (Quanten der Schwingungsenergie des Kristallgitters des Leiters) vom heißen zum kalten Ende. Das Vorhandensein einer solchen Drift führt dazu, dass die von Phononen gestreuten Elektronen selbst beginnen, eine gerichtete Bewegung vom heißen zum kalten Ende zu machen. Die Akkumulation von Elektronen am kalten Ende des Leiters und die Verarmung von Elektronen am heißen Ende führt zum Auftreten einer Phononenkomponente der Thermo-EMK. Darüber hinaus ist der Beitrag dieser Komponente bei niedrigen Temperaturen der Hauptbeitrag zum Auftreten thermischer EMK.

Als Ergebnis beider Prozesse entsteht innerhalb des Leiters ein elektrisches Feld, das auf den Temperaturgradienten gerichtet ist. Die Intensität dieses Feldes kann dargestellt werden als

E = -dφ / dl = (-dφ / dT) (-dt / dl)=-β (-dT / dl)

wobei β = dφ / dT.

Beziehung (9.1) bezieht die elektrische Feldstärke E auf den Temperaturgradienten dT / dl. Das resultierende Feld und der Temperaturgradient haben entgegengesetzte Richtungen, haben also unterschiedliche Vorzeichen.

Das durch Ausdruck (9.1) bestimmte Feld ist das Feld der äußeren Kräfte. Durch Integrieren der Stärke dieses Feldes über den Abschnitt des Stromkreises AB (Abb. 9.1) von Knoten 2 bis Knoten 1 und unter der Annahme, dass T 2 > T 1, erhalten wir einen Ausdruck für die auf diesen Abschnitt wirkende Thermo-EMK:



(Das Vorzeichen änderte sich, wenn sich die Integrationsgrenzen änderten.) In ähnlicher Weise bestimmen wir die Thermo-EMK, die in Abschnitt B von Knoten 1 zu Knoten 2 wirkt.

Der dritte Grund für das Auftreten von Thermo-EMK. ist die temperaturabhängige Lage des Fermi-Niveaus, das dem höchsten von Elektronen besetzten Energieniveau entspricht. Das Fermi-Niveau entspricht der Fermi-Energie E F , die Elektronen auf diesem Niveau haben können.

Die Fermi-Energie ist die maximale Energie, die Leitungselektronen in einem Metall bei 0 K haben können. Das Fermi-Niveau ist umso höher, je größer die Dichte des Elektronengases ist. Zum Beispiel (Abbildung 9.2) ist E FA die Fermi-Energie für Metall A und E FB für Metall B. Die Werte von E PA und E PB sind die höchste potentielle Energie der Elektronen in den Metallen A bzw. B. Wenn zwei unterschiedliche Metalle A und B in Kontakt kommen, führt das Vorhandensein einer Fermi-Niveau-Differenz (E FA > E FB) zum Übergang von Elektronen von Metall A (mit einem höheren Niveau) zu Metall B (mit einem niedrigen Fermi-Niveau). .

In diesem Fall ist Metall A positiv und Metall B negativ geladen. Das Auftreten dieser Ladungen verursacht eine Verschiebung der Energieniveaus von Metallen, einschließlich der Fermi-Niveaus. Sobald die Fermi-Niveaus ausgeglichen sind, verschwindet die Ursache, die den bevorzugten Übergang der Elektronen von Metall A zu Metall B verursacht, und es stellt sich ein dynamisches Gleichgewicht zwischen den Metallen ein. Von Abb. 9.2 ist ersichtlich, dass die potentielle Energie eines Elektrons in Metall A um den Wert E FA - E FB kleiner ist als in B. Dementsprechend ist das Potential in Metall A um den Wert höher als in B)

U AB = (E FA - E FB) / l


Dieser Ausdruck gibt die interne Kontaktpotentialdifferenz an. Um diesen Betrag sinkt das Potential beim Übergang von Metall A auf Metall B. Haben beide Thermokontakte (siehe Abb. 9.1) die gleiche Temperatur, so sind die Kontaktpotentialdifferenzen gleich groß und gegenläufig.

In diesem Fall heben sie sich gegenseitig auf. Es ist bekannt, dass das Fermi-Niveau, wenn auch schwach, von der Temperatur abhängt. Wenn also die Temperatur der Verbindungsstellen 1 und 2 unterschiedlich ist, gibt die Differenz U AB (T 1) - U AB (T 2) an den Kontakten ihren Kontaktbeitrag zur thermischen EMK an. Es kann mit der volumetrischen Thermo-EMK verglichen werden. und ist gleich:

E cont \u003d U AB (T 1) - U AB (T 2) \u003d (1 / l) ( + )

Der letzte Ausdruck kann wie folgt dargestellt werden:

Die resultierende Thermo-EMK. (ε T) setzt sich zusammen aus der EMK, die in den Kontakten 1 und 2 wirkt, und der EMK, die in den Abschnitten A und B wirkt.

E T = E 2A1 + E 1B2 + E Fort.

Durch Einsetzen der Ausdrücke (9.3) und (9.6) in (9.7) und Durchführen von Transformationen erhalten wir

wobei α = β - ((1/l) (dE F / dT))

Der Wert von α wird als Thermo-EMK-Koeffizient bezeichnet. Da sowohl β als auch dE F / d T von der Temperatur abhängen, ist der Koeffizient α auch eine Funktion von T.

Unter Berücksichtigung von (9.9) lässt sich der Ausdruck für Thermo-EMK darstellen als:


Die Größe α AB wird aufgerufen Differential oder bei getrennte Thermo-EMK dieses Metallpaar. Sie wird in W/K gemessen und hängt im Wesentlichen von der Art der Kontaktmaterialien sowie dem Temperaturbereich ab und erreicht etwa 10 -5 ÷ 10 -4 V/K. In einem kleinen Temperaturbereich (0-100°C) spezifische Thermo-EMK. schwach temperaturabhängig. Dann lässt sich Formel (9.11) mit hinreichender Genauigkeit darstellen in der Form:

E. T. \u003d α (T. 2 - T. 1)

In Halbleitern besteht im Gegensatz zu Metallen eine starke Abhängigkeit der Konzentration von Ladungsträgern und ihrer Beweglichkeit von der Temperatur. Daher sind die oben diskutierten Effekte, die zur Bildung einer thermischen EMK führen, bei Halbleitern stärker ausgeprägt; viel mehr und erreicht Werte in der Größenordnung von 10 -3 V/K.

9.3. Beschreibung des Laboraufbaus

Untersuchung der Abhängigkeit von Thermo-EMK. abhängig von der Temperaturdifferenz der Verbindungsstellen (Kontakte), verwenden wir in dieser Arbeit ein Thermoelement aus zwei Drahtstücken, von denen eines eine Legierung auf Chrombasis (Chromel) und das andere eine Legierung auf Aluminiumbasis (Alumel) ist . Eine Verbindungsstelle wird zusammen mit einem Thermometer in ein Gefäß mit Wasser gestellt, dessen Temperatur T 2 durch Erhitzen auf einem Elektroherd verändert werden kann. Die Temperatur der anderen Verbindungsstelle T 1 wird konstant gehalten (Abb. 9.3). Die resultierende thermische EMK. gemessen mit einem Digitalvoltmeter.

9.4. Experimentelle Technik und Verarbeitung der Ergebnisse
9.4.1. Experimentelle Technik

Wir verwenden direkte Messungen der im Thermoelement entstehenden EMK. Die Temperatur der Verbindungsstellen wird durch die Temperatur des Wassers in den Gefäßen mit einem Thermometer bestimmt (siehe Abb. 9.3)

9.4.2. Arbeitsauftrag

  1. Verbinden Sie das Netzkabel des Voltmeters mit dem Stromnetz.
  2. Drücken Sie die Netztaste auf der Frontplatte des Digitalvoltmeters. Lassen Sie das Gerät 20 Minuten aufwärmen.
  3. Lösen Sie die Klemmschraube am Thermoelementständer, heben Sie ihn an und sichern Sie ihn. Gießen Sie kaltes Wasser in beide Gläser. Lösen Sie die Thermoelement-Verbindungen in die Becher bis etwa zur Hälfte der Wassertiefe.
  4. Schreiben Sie in die Tabelle. 9.1 der Wert der Anfangstemperatur T 1 der Verbindungsstellen (Wasser) laut Thermometer (für die andere Verbindungsstelle bleibt sie während des Versuchs konstant).
  5. Schalten Sie den Elektroherd ein.
  6. EMK-Werte notieren. und Temperatur T 2 in der Tabelle. 9,1 alle zehn Grad.
  7. Wenn das Wasser kocht, schalten Sie den Elektroherd und das Voltmeter aus.

9.4.3. Verarbeitung von Messergebnissen

  1. Zeichnen Sie anhand der Messdaten die Abhängigkeit der EMK auf. Thermoelemente 8T (Ordinatenachse) auf der Temperaturdifferenz der Verbindungsstellen ΔT \u003d T 2 - T 1 (Abszissenachse).
  2. Bestimmen Sie anhand des resultierenden Diagramms der linearen Abhängigkeit von E T von ∆T die spezifische thermische EMK. nach der Formel: α = ∆E T / ∆(∆T)

9.5. Checkliste
  1. Was ist das Wesen und was ist die Natur des Seebeck-Phänomens?
  2. Was verursacht das Auftreten der volumetrischen Komponente der Thermo-EMK?
  3. Was verursacht das Auftreten der Phononenkomponente der Thermo-EMK?
  4. Was verursacht eine Kontaktpotentialdifferenz?
  5. Welche Geräte heißen Thermoelemente und wo werden sie eingesetzt?
  6. Was ist die Essenz und was ist die Natur der Peltier- und Thomson-Phänomene?
  1. Savelyev I.V. Kurs für allgemeine Physik. T.3. - M.: Nauka, 1982. -304 p.
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Ziruemogo-Lösung pro Einheit. Bei Produktionsmessungen werden Wasserstoffelektroden nicht verwendet, da sie unbequem zu verwenden sind.

8.1.1. Messzelle pH-meter

BEI Da das Elektrodenpotential nicht direkt gemessen werden kann, wird bei der potentiometrischen Methode eine galvanische Zelle verwendet, bei der eine Elektrode eine Messelektrode und die andere eine Referenzelektrode (oder Hilfselektrode) ist, deren Potential dies nicht tut hängen von der Konzentration der untersuchten Ionen der Lösung ab. Die Messelektrode wird im Analysator platziert

flüssiges Medium, wird darauf ein Potentialsprung EX erzeugt, der durch die Ionenkonzentration in diesem Medium bestimmt wird. Das Potential der Bezugselektrode muss unabhängig von Änderungen in der Zusammensetzung des Mediums immer konstant bleiben.

BEI Als Messelektroden werden Glaselektroden verwendet, deren Indikatorteil aus speziellen Gläsern mit Wasserstofffunktion besteht. Als Bezugs- oder Hilfselektrode werden üblicherweise Kalomel- oder Silberchloridelektroden verwendet. Sie gehören zu den Elektroden der sogenannten zweiten Art, die aus einem Metall, seinem schwerlöslichen Salz und einem schwerlöslichen Salz mit demselben Anion wie das schwerlösliche Salz bestehen.

Die Gesamtansicht der Zelle mit Glasmesselektrode ist in Abb. 1 dargestellt. 1, wobei 1 eine Glasindikatorelektrode und 2 eine Kalomel-Referenzelektrode ist.

Die EMK des Elektrodensensors des pH-Meters besteht aus mehreren Potentialen:

E-Zelle \u003d E k + E vn + E x + E cf + E d,

wobei E k die Potentialdifferenz zwischen der Kontakthilfselektrode und der die Glaselektrode füllenden Lösung ist; E ext - Potentialdifferenz zwischen der Lösung und der Innenfläche der Messmembran; E x ist die Potentialdifferenz zwischen der äußeren Oberfläche der Glasmembran und dem geregelten Medium (pH-Funktion); E cf ist die Potentialdifferenz an der Grenzfläche Quecksilber (Hg) - Kalomel (Hg 2 Cl 2); E d - Diffusionspotential an der Kontaktgrenze zweier Medien - KCl und kontrollierte Umgebung. Chloe

Kalium Ride KCl spielt die Rolle eines elektrolytischen Schlüssels, der die analysierte Lösung mit der Elektrode verbindet.

Reis. 1. Die elektrische Schaltung der Messzelle des pH-Meters

In diesem Fall sind die Werte von E k , E vn , E v konstant und hängen nicht von der Zusammensetzung des analysierten Mediums ab. Das Diffusionspotential E d ist sehr klein und kann vernachlässigt werden. Somit wird die Gesamt-EMK durch die Aktivität von Wasserstoffionen bestimmt: E-Zelle \u003d E x + E.

Somit ist E-Zelle \u003d f (pH), dh E-Zelle ist eine lineare Funktion des pH-Werts, die bei der elektrischen Messung des pH-Werts verwendet wird.

Die Abhängigkeit der EMK der Elektrode Zelle E Zelle vom pH-Wert wird durch die Elektrodeneigenschaften des Glases bestimmt und ist durch den Steigungskoeffizienten S der Kennlinie des Elektrodensystems S= E/ pH gekennzeichnet. Eine Änderung der Temperatur der analysierten Lösung wirkt sich auf die EMK des Elektrodensystems aus und verändert die Steigung der nominalen statischen Kennlinie (NSH) der Messelektrode. Wenn wir diese Abhängigkeit grafisch ausdrücken (Abb. 2), dann erhalten wir ein Bündel sich schneidender Linien. Die Koordinaten des Schnittpunktes der Geraden heißen die Koordinaten des Isopotentialpunktes (Е ½ , рН ½ ) und sind die wichtigsten Kenndaten des Elektrodensystems, die sich an der Berechnung der Temperaturkompensationsschaltung orientieren pH-meter. Die Temperaturkompensation von Änderungen in der EMF des Elektrodensystems erfolgt in der Regel automatisch (mit Hilfe eines TS, der im Stromkreis eines industriellen Konverters eines pH-Meters enthalten ist).

>> RST.

Reis. 2. NSH der Messelektrode

Als Ersatzschaltbild lässt sich eine Messzelle mit Glaselektrode darstellen (Abb. 3). Der Widerstand R Zelle ist aufgrund des hohen Widerstandes der Glaselektrodenmembran R st (R Zelle 500 MΩ) sehr hoch. Daher verursacht der Fluss kleiner Ströme durch den Innenwiderstand der Zelle einen großen Messfehler:

UВХ \u003d EJCH - ICH RCH ; UВХ \u003d EYACH.

Aus der letzten Gleichung ist ersichtlich, dass die Hauptmessanforderung U IN = E YCH erfüllt werden kann, wenn R IN >> RCH , d. h.

R EIN

Reis. 3. Ersatzschaltbild der Messzelle

8.1.2. Industrielle Konverter für pH-Meter GSP

Der Satz automatischer Industrie-pH-Meter besteht aus einer Tauchsonde (Typ DPg-4M) oder einer Hauptsonde (Typ DM-5M), einem Messumformer mit hohem Widerstand und einem GSP-Sekundärgerät für allgemeine industrielle Zwecke. Die Aufgabe des im pH-Meter-Kit enthaltenen Messgeräts besteht darin, die EMK des Elektrodensystems zu messen, die unter konstanten Temperaturbedingungen eine Funktion des pH-Werts ist.

Eine genaue Messung der EMK der Messzelle eines pH-Meters, die eine leistungsschwache Quelle ist, ist mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden. Erstens kann ein Strom, dessen Dichte 10–7 A/cm2 übersteigt, nicht durch die Messzelle geleitet werden, da das Phänomen der Elektrodenpolarisation auftreten kann, wodurch die Elektroden versagen. Die zweite wesentliche Schwierigkeit liegt darin, dass bei direkter Messung der EMK einer pH-Messzelle mit Stromaufnahme, beispielsweise einem Millivoltmeter, ein elektrischer Stromkreis entsteht, durch den ein Strom fließt, der durch die Summe der internen bestimmt wird Widerstand der Messelektrode (ca. 500 ... 1000 MΩ) und dem Widerstand des Messgerätes. Dabei müssen einige Bedingungen erfüllt sein: Der Messstrom muss kleiner sein als der Polarisationsstrom der Elektroden; der Innenwiderstand des Gerätes muss mindestens 100 mal höher sein als der Widerstand der Glaselektrode, was jedoch der Forderung nach hoher Empfindlichkeit des Gerätes entgegensteht. Umrichter mit direkter EMK-Messung werden dabei praktisch nicht eingesetzt.

Die einzige Methode, die alle Anforderungen zur Messung der EMK einer pH-Messzelle erfüllt, ist die Kompensations- (potentiometrische) oder Null-Messmethode, deren Hauptvorteil in der Stromlosigkeit zum Zeitpunkt der Ablesung besteht. Es sollte jedoch nicht davon ausgegangen werden, dass bei dem Kompensationsverfahren die Elektrode überhaupt nicht belastet wird und somit das Phänomen der Elektrodenpolarisation ausgeschlossen ist. Hier erklärt sich der Stromfluss (innerhalb von 10-12 A) dadurch, dass während des Messvorgangs immer eine Unsymmetrie auftritt und zum Zeitpunkt der Messung nur mit der Genauigkeit kompensiert wird, mit der die Empfindlichkeit des Nullindikators erreicht wird erlaubt.

Zur Messung der EMK eines Elektrodensystems mit Glaselektrode werden derzeit nur elektronische Nullindikatoren (Messumformer) mit statischer Kompensation verwendet. Ein vereinfachtes Blockdiagramm, das das Funktionsprinzip eines solchen Konverters erläutert, ist in Abb. 1 dargestellt. 4. Der Konverter ist ein DC-Verstärker, der durch eine tiefe Gegenkopplung der Rückkopplung auf den Ausgangsstrom abgedeckt ist, was einen großen Eingangswiderstand gewährleistet. Der Verstärker ist nach der Schaltung zur Umwandlung von Gleichspannung in Wechselspannung mit anschließender Demodulation aufgebaut.

Reis. Abb. 4. Strukturdiagramm der Methode zur Messung der EMF der pH-Meterzelle

Die gemessene EMK E IA wird mit der aus dem Fluss des Ausgangsstroms des Verstärkers I OUT durch den Widerstand R OS gebildeten Spannung U OUT verglichen. Die Differenz dieser Spannungen wird dem Eingang des Verstärkers U IN = E IJ – U OUT zugeführt. Wenn die Verstärkung k \u003d U OUT / U IN ist, dann E IA \u003d U OUT / (1 + 1 / k). Bei einem ausreichend großen Wert von k (k 500) E IA U OUT I OUT R OS , d.h. die Ausgangsstromstärke ist praktisch proportional zum Eingangssignal der pH-Meter-Messzelle.

Durch die Verwendung von statischer Kompensation kann der von der Messzelle während des Messvorgangs aufgenommene Strom um ein Vielfaches reduziert werden.

Dieses Prinzip ist in fast allen industriellen pH-Konvertern implementiert - Messgeräten: pH-201, P201, P202, P205 (Halbleiterelementbasis) und in P215 (unter Verwendung von Standard-Mikroschaltungen).

8.1.3. Beschreibung des Konverters P - 201

Industrielle Messumformer vom Typ P201 dienen zur Messung der Aktivität von Wasserstoffionen (pH-Wert) von Lösungen und Pulpen in Systemen zur automatischen Steuerung und Regelung technologischer Prozesse.

Die Transducer sind so konzipiert, dass sie mit allen im Handel erhältlichen pH-empfindlichen Elementen wie DPg-4M funktionieren; DM-5M und andere.

Der Konverter verfügt über Spannungs- und Stromausgänge zum Anschluss von Sekundärgeräten mit entsprechendem Eingang

Signale.

Technische Hauptmerkmale:

Messgrenzen

-1 bis 14 pH-Wert

Grenze der erlaubten Basis reduziert

Fehler:

a) DC-Ausgangssignale und

Gleichspannung

b) nach dem Anzeigeinstrument

Glaswiderstand messen

Elektrode

Hilfselektrodenwiderstand

Eingewöhnungszeit

nicht länger als 10 s

Ausgangsstrom

Ausgangsspannung

0 bis 10 100 mV

Der Umrichter ist für die Installation in unmittelbarer Nähe von Industrieanlagen konzipiert. Der Wandler kann aus einem Anzeigegerät mit schmalem Profil und dem Wandler selbst bestehen, die auf einer gemeinsamen Platte oder separat installiert sind, oder nur aus einem Wandler. Das Aussehen des Geräts ist in Abb. 5.

Das Gehäuse 1 besteht aus Stahlblech, der Deckel 2 ist gegossen, aus einer Aluminiumlegierung. Auf der Vorderseite des Deckels befindet sich eine Beschriftung mit dem Index des Gerätes, eine Kappe 3 und eine Verschlussschraube 4.

Reis. 5. Aussehen des Konverters P201

Im Inneren des Gehäuses ist ein Rahmen installiert, der als Grundlage für die Installation aller Blöcke und Elemente des Geräts dient. Auf der Frontplatte des Konverters, die sich unter der Abdeckung befindet, werden die Achsen der variablen Widerstände angezeigt, um die Messgrenzen der Konverter zu ändern. Der Block mit Klemmen für externe elektrische Anschlüsse befindet sich in einem geschlossenen Fach, der Zugang erfolgt von der Rückwand des Gehäuses. Die Drähte werden durch vier Verschraubungen in der unteren Wand des Geräts in das Fach eingeführt (Abb. 6).

Reis. Abb. 6. Schema der externen elektrischen Anschlüsse des Konverters P-201: TRM - universeller Zählerregler; TKR - Block von Temperaturkompensationswiderständen

8.1.4. Überprüfung und Kalibrierung eines automatischen pH-Meters

Die derzeitige Überprüfung eines automatischen pH-Meters besteht darin, seine Messwerte mit denen eines Kontrollgeräts zu vergleichen. Bei einer signifikanten Abweichung werden die Messwerte des Prüflings mit einem Kompensator oder durch Ändern der Kalibrierung des Wandlers mit den Abstimmknöpfen korrigiert. Außer

Darüber hinaus sollte regelmäßig eine genauere Überprüfung des Sensors und des Wandlers durchgeführt werden.

Die Überprüfung des Sensors umfasst die folgenden Vorgänge:

1) sorgfältige äußere Prüfung, insbesondere der mit dem Messmedium in Berührung kommenden Teile;

2) Überprüfung elektrischer Schaltungen, insbesondere des Isolationswiderstandes der Glas- und Bezugselektrodenschaltungen, aus

relativ zum Fall, der mindestens 1012 Ohm bzw. 2108 Ohm betragen muss;

3) Überprüfung der Eigenschaften des Elektrodensystems durch Pufferlösungen mit bekanntem pH-Wert unter Verwendung eines Kontroll-Labor-pH-Meters.

Die Überprüfung des Konverters umfasst:

1) Bestimmung des Hauptmessfehlers des Wandlers und Korrektur seiner Kalibrierung;

2) Ermittlung zusätzlicher Messfehler des Aufnehmers aus einer Widerstandsänderung der Glaselektrode R ST , Änderungen im Widerstand der Referenzelektrode RSR

und Änderung des Potentials der kontrollierten Lösung E X .

Um die Skala von pH-Metern zu kalibrieren, ist ein I-01- oder I-02-Elektrodensystemsimulator erforderlich.

Mit dem Elektrodensystem-Simulator können Sie die Leistung des pH-Meter-Sensors überprüfen; der Einfluss von Änderungen des Widerstands der Elektroden und der Spannung zwischen der Lösung und dem Körper der Einheit auf die Messwerte des Geräts; Störfestigkeit von pH-Metern.

Mit dem Simulator können Sie folgende Parameter des Elektrodensystems nachbilden:

a) der EMF des Elektrodensystems äquivalente Spannung im Bereich von 0 bis 1000 mV;

b) Widerstand äquivalent zum Widerstand der Glaselektrode: 0; 500 und 1000 MΩ;

c) Widerstand äquivalent zum Widerstand der Hilfselektrode: 10 und 20 kOhm;

d) Spannung entspricht der EMF "Masse - Lösung": 0 und

Der Simulator ist das elektrische Äquivalent des Elektrodensystems (Abb. 7) und ist als tragbares Gerät konzipiert, das in einem Stahlgehäuse mit abnehmbarem Deckel untergebracht ist.

E W Rv

Reis. Abb. 7. Ersatzschaltbild des Elektrodensystem-Simulators: R I – Widerstand der Messglaselektrode; R B ist der Widerstand der Hilfselektrode; E - Gesamt-EMK des Elektrodensystems: E G - EMF "Masse - Lösung".

Auf der Vorderseite des Simulators befinden sich Klemmen zum Anschluss an das geeichte pH-Meter mit dem im Kit enthaltenen Kabel. Dort befinden sich auch die Drehknöpfe zum Einstellen der gewünschten Ausgangsspannung, des Elektrodenwiderstands, des kontrollierten Lösungspotentials usw.

8.2. AUSRÜSTUNG UND INSTRUMENTE

1. industrieller Konverter P-201.

2. Elektrodensystem-Simulator I-02.

3. Meter-Regler universeller Mehrkanal TPM 138.

8.3. ARBEITSABLAUF

1. Bauen Sie die Installation zur Überprüfung des Konverters zusammen P-201 mit dem I-02-Simulator gemäß dem Schema von Abb. 8 indem Sie den Ausgang des Simulators über ein Koaxialkabel mit den Eingängen „Meas“ und „Aux“ des Aufnehmers verbinden.

2. Bereiten Sie den Simulator für die Arbeit vor. Drücken Sie dazu auf die Schalter des Simulators: „R Und ” – Taste 500; „EЗР“, „RВ“ - Tasten

„00“ für EZP und „010“ für RB ; „POWER“ – Taste „INTERNAL“ und „ON“.

3. Schalten Sie den Ständer ein.

Reis. 8. Überprüfungsschema: 1 – I-02 Elektrodensystemsimulator; 2 – Elektrodensystem; 3 - Hochwiderstandswandler P-201; 4 - Mehrkanalzählerregler TPM 138

4. Wählen Sie mit den Pfeilen ^ v am TPM 138 den Kanal Nr. 5 aus, über den die EMK gezählt wird.

5. Überprüfen Sie den Konverter.

Dafür:

5.1. Stellen Sie auf den Tasten des Schalters „E, mV“ des Simulators den EMF-Wert ein, der dem pH-Wert der digitalisierten Skalenmarkierung entspricht. Der Schalter „EX , mV“ wird je nach Vorzeichen der EMK in der Kalibriertabelle auf die Position „+“ oder „-“ gestellt.

5.2. Lesen der Anzeigen auf dem I-02-Simulator. Bestimmen Sie den Grundmessfehler bei RВ = 10

kOhm; EZ = 0. Der Hauptfehler wird an allen digitalisierten Skalenstrichen während des Vorwärts- und Rückwärtshubs überprüft und nach der Formel = [(E -E 0) / (E K -E H)] 100 % berechnet, wobei E 0 tabellarisch ist (der tatsächliche Wert des EMF des Elektrodensystems, das dieser digitalisierten Skalenmarkierung entspricht, mV, E – tatsächlicher EMF-Wert, mV, E K , E N – EMF-Werte, die den End- und Anfangsskalenmarkierungen entsprechen.

6. Präsentieren Sie die Verifizierungsergebnisse in einem Bericht.

Ministerium für Bildung und Wissenschaft der Russischen Föderation

Bundesamt für Bildung

Staat Saratow

Technische Universität

Elektrodenmessung

Potentiale und EMK

Richtlinien

im Kurs "Theoretische Elektrochemie"

für Studierende der Fachrichtung

Richtung 550800

Lokale elektronische Ausgabe

Genehmigt

Redaktion und Verlag

Rat von Saratow

Zustand

Technische Universität

Saratow - 2006

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Zusammengestellt von:

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Wissenschaftlich-technische Bibliothek der SSTU

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© Staat Saratow

Technische Universität, 2006

Einführung

Eines der grundlegenden Konzepte der Elektrochemie sind die Konzepte des elektrochemischen Potentials und der EMF eines elektrochemischen Systems. Die Werte der Elektrodenpotentiale und EMF sind mit so wichtigen Eigenschaften von Elektrolytlösungen wie Aktivität (a), Aktivitätskoeffizient (f), Übertragungszahlen (n+, n-) verbunden. Durch Messen des Potentials und der EMF des elektrochemischen Systems kann man a, f, n+, n - Elektrolyte berechnen.

Der Zweck des Leitfadens besteht darin, Studenten mit theoretischen Vorstellungen über die Ursachen von Potentialsprüngen zwischen einer Elektrode und einer Lösung, mit der Klassifizierung von Elektroden vertraut zu machen, die theoretischen Grundlagen des Kompensationsverfahrens zur Messung von Elektrodenpotentialen und EMF zu beherrschen und diese Methode anzuwenden Aktivitätskoeffizienten und Ionentransportzahlen in Elektrolytlösungen berechnen.


Grundlegendes Konzept

Wenn eine Metallelektrode in eine Lösung getaucht wird, erscheint an der Grenzfläche eine doppelte elektrische Schicht und folglich ein Potentialsprung.

Die Entstehung eines Potentialsprungs hat verschiedene Ursachen. Einer davon ist der Austausch geladener Teilchen zwischen dem Metall und der Lösung. Wenn ein Metall in eine Elektrolytlösung eingetaucht wird, bringen Metallionen, die das Kristallgitter verlassen und in die Lösung gelangen, ihre positive Ladung hinein, während die Metalloberfläche, auf der ein Überschuss an Elektronen verbleibt, negativ geladen wird.

Ein weiterer Grund für das Auftreten von Potentialen ist die selektive Adsorption von Anionen aus einer wässrigen Salzlösung auf der Oberfläche eines inerten Metalls. Adsorption führt zum Auftreten einer überschüssigen negativen Ladung auf der Metalloberfläche und ferner zum Auftreten einer überschüssigen positiven Ladung in der nächsten Lösungsschicht.

Der dritte mögliche Grund ist die Fähigkeit polarer ungeladener Teilchen, adsorbiert in der Nähe der Phasengrenze orientiert zu werden. Bei der orientierten Adsorption zeigt eines der Enden des Dipols eines polaren Moleküls zur Grenzfläche und das andere zur Phase, zu der das jeweilige Molekül gehört.

Es ist unmöglich, den Absolutwert des Potentialsprungs an der Grenzfläche Elektrode-Lösung zu messen. Es ist jedoch möglich, die EMF eines Elements zu messen, das aus der untersuchten Elektrode und der Elektrode besteht, deren Potential bedingt als Null angenommen wird. Der auf diese Weise erhaltene Wert wird als "intrinsisches" Potential des Metalls bezeichnet - E.

Als Elektrode dient eine Standardwasserstoffelektrode, deren Gleichgewichtspotential üblicherweise zu Null angenommen wird.

Ein Gleichgewichtspotential ist ein Potential, das durch ein etabliertes Gleichgewicht zwischen einem Metall und einer Salzlösung gekennzeichnet ist. Die Einstellung eines Gleichgewichtszustandes bedeutet nicht, dass im elektrochemischen System überhaupt keine Prozesse ablaufen. Der Austausch von Ionen zwischen der festen und der flüssigen Phase geht weiter, aber die Geschwindigkeiten solcher Übergänge werden gleich. Das Gleichgewicht an der Metall-Lösungsgrenze entspricht der Bedingung

ichZu= ichABER= ichÖ , (1)

wo ichZu der Kathodenstrom ist;

ichÖ – Strom austauschen.

Um das Potential der untersuchten Elektrode zu messen, können andere Elektroden verwendet werden, deren Potential relativ zur Wasserstoff-Standardelektrode - Referenzelektroden - bekannt ist.

Die Hauptanforderungen an Referenzelektroden sind die Konstanz des Potentialsprungs und eine gute Reproduzierbarkeit der Ergebnisse. Beispiele für Referenzelektroden sind Elektroden der zweiten Art: Kalomel:

Kl- / hg2 Kl2 , hg

Silberchloridelektrode:

Kl- / AgCl, Ag

Quecksilbersulfatelektrode und andere. Die Tabelle zeigt die Potentiale der Bezugselektroden (nach Wasserstoffskala).

Das Potential jeder Elektrode - E, wird bei einer gegebenen Temperatur und einem gegebenen Druck durch den Wert des Standardpotentials und die Aktivitäten der an der Elektrodenreaktion beteiligten Substanzen bestimmt.


Wenn die Reaktion in einem elektrochemischen System reversibel abläuft

υAA+υBB+…+.-zF→υLL+υMM

dann https://pandia.ru/text/77/491/images/image003_83.gif" width="29" height="41 src=">ln und Cu2+ (5)

Elektroden der zweiten Art sind Metallelektroden, die mit einem schwerlöslichen Salz dieses Metalls beschichtet sind und in eine Lösung eines gut löslichen Salzes getaucht sind, das ein gemeinsames Anion mit einem schwerlöslichen Salz hat: ein Beispiel sind Silberchlorid, Kalomelelektroden usw.

Das Potential einer Elektrode zweiter Art, beispielsweise einer Silberchloridelektrode, wird durch die Gleichung beschrieben

EAg, AgCl/Cl-=E0Ag, AgCl/Cl-ln aCl - (6)

Eine Redox-Elektrode ist eine Elektrode aus einem inerten Material, die in eine Lösung getaucht wird, die eine Substanz in oxidierter und reduzierter Form enthält.

Es gibt einfache und komplexe Redox-Elektroden.

Bei einfachen Redox-Elektroden wird eine Änderung der Wertigkeit der Teilchenladung beobachtet, die chemische Zusammensetzung bleibt jedoch konstant.

Fe3++e→Fe2+

MnO-4+e→MnO42-

Wenn wir die oxidierten Ionen als Ox bezeichnen und die reduzierten Ionen als Red, dann können alle obigen Reaktionen durch eine allgemeine Gleichung ausgedrückt werden

Ochse+ e→Rot

Eine einfache Redox-Elektrode wird als Diagramm geschrieben Rot, Ochse/ Pkt, und sein Potential ist durch die Gleichung gegeben

E Rot, Ochse=E0 Rot, Ochse+https://pandia.ru/text/77/491/images/image005_58.gif" width="29" height="41 src=">ln (8)

Die Potentialdifferenz zwischen den beiden Elektroden bei abgeschaltetem äußeren Stromkreis wird als elektromotorische Kraft (EMK) (E) des elektrochemischen Systems bezeichnet.

E= E+ - E- (9)

Ein elektrochemisches System, das aus zwei identischen Elektroden besteht, die in eine Lösung desselben Elektrolyten mit unterschiedlichen Konzentrationen eingetaucht sind, wird als Konzentrationszelle bezeichnet.

EMF in einem solchen Element entsteht aufgrund des Unterschieds in den Konzentrationen von Elektrolytlösungen.

Experimentelle Technik

Kompensationsverfahren zur Messung von EMF und Potential

Instrumente und Zubehör: R-37/1 Potentiometer, Galvanometer, Batterie, Weston-Zellen, Kohlenstoff-, Kupfer-, Zinkelektroden, Elektrolytlösungen, Silberchlorid-Referenzelektrode, Elektrolytschlüssel, elektrochemische Zelle.

Bauen Sie das Installationsschema zusammen (Abb. 2)

e. ICH. – elektrochemische Zelle;

e. und. – untersuchte Elektrode;

e. Mit. - Referenzelektrode;

e. k. - elektrolytischer Schlüssel.

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Konzentrationen von CrO42- und H+-Ionen sind konstant und gleich 0,2 g-Ionen/l und 3-Ionen/l Konzentration von H+ variiert und beträgt: 3; 2; eines; 0,5; 0,1 g-Ion/l;

die Konzentration von CrO42-, Cr3+-Ionen ist konstant und beträgt 2 g-Ionen/l bzw. 0,1 g-Ionen/l, die Konzentration von H+-Ionen variiert und beträgt: 2; eines; 0,5; 0,1; 0,05; 0,01 g-Ionen/l.

Aufgabe 4

Messung des Potentials eines einfachen Redoxsystems Mn+7, Mn2+ Graphit.

die Konzentration des Mn2+-Ions ist konstant und beträgt 0,5 g-Ion/l

die Konzentration der MnO2-4-Ionen ändert sich und beträgt 1; 0,5; 0,25; 0,1; 0,01 g-Ion/l;

die Konzentration an MnO-4-Ionen ist konstant und beträgt 1 g-Ionen/l

die Konzentration von Mn2+-Ionen v ändert sich und beträgt: 0,5; 0,25; 0,1; 0,05; 0,001 g-Ionen/l.

Verarbeitung experimenteller Daten

1. Alle erhaltenen experimentellen Daten müssen auf die Wasserstoffskala umgerechnet werden.

3. Konstruieren Sie eine graphische Abhängigkeit des Potentials von der Konzentration in den Koordinaten E, lgC, ziehen Sie einen Rückschluss auf die Art des Einflusses der Konzentration potentialbestimmender Ionen auf den Wert des Elektrodenpotentials.

4. Berechnen Sie für Konzentrationselemente (Aufgabe 2) den Diffusionspotentialsprung φα mit Hilfe der Gleichung

φα = (10)

bei der Messung von EMF nach der Kompensationsmethode

1. Das Potentiometer muss vor dem Betrieb geerdet werden.

2. Wenn Sie mit Batterien arbeiten, müssen Sie:

Mit einem tragbaren Voltmeter die Spannung an den Klemmen prüfen;

Vermeiden Sie beim Zusammenbau von Batterien in einer Batterie das Kurzschließen des Gehäuses und der Anschlüsse, um schwere Verbrennungen zu vermeiden.

3. Schalten Sie nach der Arbeit alle Geräte aus.

Literatur

1. Antropov-Elektrochemie:

Lehrbuch / .- 2. Aufl. überarbeitet zus.-M.: Gymnasium, 1984.-519s.

2.-Rotinyan-Elektrochemie: Lehrbuch / ,

L.: Chemie, p.

3. Damast /, .- M .: Höhere Schule, 1987.-296s.

Was EMF(elektromotorische Kraft) in der Physik? Elektrischen Strom versteht nicht jeder. Wie Weltraumabstand, nur unter der Nase. Im Allgemeinen wird es auch von Wissenschaftlern nicht vollständig verstanden. Genug, um sich daran zu erinnern Nikola Tesla mit seinen berühmten Experimenten, die ihrer Zeit Jahrhunderte voraus waren und auch heute noch in einem geheimnisvollen Lichtschein stecken. Heute lösen wir keine großen Rätsel, aber wir versuchen es herauszufinden was ist emk in der physik.

Definition von EMF in der Physik

EMF ist die elektromotorische Kraft. Mit Buchstaben bezeichnet E oder der kleine griechische Buchstabe Epsilon.

Elektromotorische Kraft- skalare physikalische Größe, die die Arbeit äußerer Kräfte charakterisiert ( Kräfte nichtelektrischen Ursprungs) zum Betrieb in Stromkreisen mit Wechsel- und Gleichstrom.

EMF, wie Stromspannung e, gemessen in Volt. EMF und Spannung sind jedoch unterschiedliche Phänomene.

Stromspannung(zwischen den Punkten A und B) - eine physikalische Größe, die der Arbeit des effektiven elektrischen Felds entspricht, die beim Übertragen einer Einheitstestladung von einem Punkt zum anderen ausgeführt wird.

Wir erklären die Essenz von EMF "an den Fingern"

Um zu verstehen, was was ist, können wir ein Analogiebeispiel geben. Stellen Sie sich vor, wir hätten einen vollständig mit Wasser gefüllten Wasserturm. Vergleichen Sie diesen Turm mit einer Batterie.

Wasser übt maximalen Druck auf den Boden des Turms aus, wenn der Turm voll ist. Je weniger Wasser im Turm ist, desto schwächer ist dementsprechend der Druck und Druck des Wassers, das aus dem Wasserhahn fließt. Wenn Sie den Wasserhahn öffnen, fließt das Wasser zunächst unter starkem Druck allmählich heraus, dann immer langsamer, bis der Druck vollständig nachlässt. Stress ist hier der Druck, den das Wasser auf den Boden ausübt. Für den Nullspannungspegel nehmen wir den Boden des Turms.

Genauso ist es mit der Batterie. Zuerst schließen wir unsere Stromquelle (Batterie) in den Stromkreis ein und schließen ihn. Sei es eine Uhr oder eine Taschenlampe. Solange der Spannungspegel ausreichend ist und der Akku nicht entladen ist, leuchtet die Taschenlampe hell, geht dann allmählich aus, bis sie vollständig erlischt.

Doch wie stellt man sicher, dass der Druck nicht ausgeht? Mit anderen Worten, wie man einen konstanten Wasserstand im Turm und eine konstante Potentialdifferenz an den Polen der Stromquelle aufrechterhält. Nach dem Vorbild des Turms wird die EMF als Pumpe dargestellt, die für den Zufluss von neuem Wasser in den Turm sorgt.

Das Wesen der EMK

Der Grund für das Auftreten von EMF in verschiedenen Stromquellen ist unterschiedlich. Je nach Art des Auftretens werden folgende Arten unterschieden:

  • Chemische EMK Tritt in Batterien und Akkumulatoren aufgrund chemischer Reaktionen auf.
  • Thermo-EMF. Tritt auf, wenn Kontakte unterschiedlicher Leiter mit unterschiedlichen Temperaturen verbunden werden.
  • EMF der Induktion. Tritt in einem Generator auf, wenn ein rotierender Leiter in ein Magnetfeld gebracht wird. EMF wird in einem Leiter induziert, wenn der Leiter die Kraftlinien eines konstanten Magnetfelds kreuzt oder wenn sich das Magnetfeld in seiner Größe ändert.
  • Photoelektrische EMF. Das Auftreten dieser EMF wird durch das Phänomen eines externen oder internen photoelektrischen Effekts erleichtert.
  • Piezoelektrische emf. EMF tritt auf, wenn eine Substanz gedehnt oder gestaucht wird.

Liebe Freunde, heute haben wir uns mit dem Thema „EMF für Dummies“ beschäftigt. Wie Sie sehen können, der EMF Kraft nichtelektrischen Ursprungs, der den Stromfluss im Stromkreis aufrechterhält. Wenn Sie wissen möchten, wie Probleme mit EMF gelöst werden, empfehlen wir Ihnen, Kontakt aufzunehmen unsere Autoren– sorgfältig ausgewählte und bewährte Spezialisten, die schnell und klar den Weg zur Lösung jedes thematischen Problems erklären. Und traditionell laden wir Sie am Ende ein, sich das Schulungsvideo anzusehen. Viel Spaß beim Ansehen und viel Erfolg im Studium!

Instrumente zur Messung der Temperatur von flüssigen Metallen und EMF von Sauerstoffaktivitätssensoren iM Sensor Lab wurden entwickelt, um Thermo-EMF zu messen, die von primären thermoelektrischen Wandlern stammen, die die Temperatur von flüssigen Metallen (Gusseisen, Stahl, Kupfer und andere) und von ihnen erzeugte EMF messen Sauerstoffaktivitätssensoren.

Beschreibung

Funktionsprinzip

Die Thermo-EMK-Signale des primären thermoelektrischen Wandlers (Thermoelement) und die EMK der Sauerstoffaktivitätssensoren (mV) werden dem „Messeingang“ des Geräts zur Messung der Temperatur von flüssigen Metallen und der EMK der Sauerstoffaktivitätssensoren iM2 zugeführt Sensor Lab werden in digitale Form umgewandelt und je nach Programm in Temperatur- und Sauerstoffaktivitätswerte umgerechnet. Diese Signale werden in Zyklen von bis zu 250 s-1 empfangen. Das Gerät hat 4 Eingänge: Ch0 und Ch2 - zum Messen von Signalen von Thermoelementen und Ch1, Ch3 - zum Messen von EMF-Signalen von Sauerstoffaktivitätssensoren.

Bei Temperaturmessungen wird die Änderung des eingehenden Eingangssignals analysiert, um seine Ausgabe zu stabilen Messwerten zu bestimmen (gekennzeichnet durch die Parameter des sogenannten "Temperaturbereichs", bestimmt durch die Länge (Zeit) und Höhe (Temperaturänderung).Wenn während der durch die Länge des Bereichs festgelegten Zeit die tatsächlicheTemperaturänderung die festgelegte Höhe (d. h. die zulässige Temperaturänderung)nicht überschreitet, dann gilt der Bereich als ausgewählt Das iM Sensor Lab-Gerät zur Messung der Temperatur von flüssigen Metallen und der EMF von Sauerstoffaktivitätssensoren mittelt die über die Länge des ausgewählten Bereichs gemessenen Temperaturuhrwerte und zeigt den Durchschnittswert als Ergebnis der Messungen auf dem Bildschirm an.

In ähnlicher Weise werden stabilen Messwerten der EMF-Leistung entsprechende Bereiche zugeordnet, deren Dimensionen ebenfalls durch Länge (Zeit) und Höhe (zulässige Änderung des EMF-Wertes) festgelegt sind.

Neben der Messung der Badtemperatur ermöglicht das Gerät die Bestimmung der Liquidustemperatur von flüssigem Stahl, die nach der empirischen Gleichung in den Kohlenstoffgehalt umgerechnet werden kann. Gemäß den Messergebnissen der von Sauerstoffaktivitätssensoren erzeugten EMF, der Sauerstoffaktivität in flüssigem Stahl, Gusseisen und Kupfer, dem Kohlenstoffgehalt in Stahl, dem Schwefel- und Siliziumgehalt in Gusseisen, der Aktivität von FeO (FeO + MnO ) in flüssigen metallurgischen Schlacken und einige andere Parameter werden rechnerisch bestimmt, die mit dem thermischen Zustand und der chemischen Zusammensetzung von flüssigen Metallen zusammenhängen. Das Gerät hat auch die Fähigkeit, das Niveau des Bades (die Position der Schlacke-Metall-Grenze) zu bestimmen, indem es die Geschwindigkeit der Temperaturänderungen analysiert, wenn das Thermoelement in das Bad eingetaucht wird, und die Dicke der Schlackeschicht mit speziellen Sonden bestimmt.

Instrumente zur Messung der Temperatur von flüssigen Metallen und der EMF der iM2 Sensor Lab-Sauerstoffaktivitätssensoren haben zwei Modifikationen, die sich durch das Vorhandensein oder Fehlen eines LCD-Touchscreens unterscheiden (Abbildung 1). In Ermangelung eines Bildschirms wird das Gerät von einem externen Computer oder einem Industrie-Tablet gesteuert. In diesem Fall wird eine spezielle Software für die Kommunikation zwischen ihnen bereitgestellt.

Der Touchscreen befindet sich auf der Vorderseite des Instrumentengehäuses und zeigt den Fortschritt der Messungen, ihre Ergebnisse und andere Informationen in Bezug auf Messungen in digitaler und grafischer Form an. Der Bildschirm zeigt auch ein Menü in Form von Textregisterkarten an, das zur Steuerung des Geräts, seiner Diagnose und zur Anzeige von Ausführungsdaten verwendet wird.

Blatt Nr. 2 Gesamtblätter 4

frühere Messungen. In der Variante „ohne Bildschirm“ werden alle oben genannten Informationen auf dem Bildschirm eines Computers oder Industrie-Tablets angezeigt.

Die Elektronikplatinen des Geräts zur Messung der Temperatur von flüssigen Metallen und der EMK der iM2 Sensor Lab Sauerstoffaktivitätssensoren sind in einem staubdichten Stahlgehäuse nach 19“-Standard zur Montage auf einem Montagegestell oder zur Montage in einem Schild.

Signale von Primärwandlern können auf zwei Arten an das Gerät übertragen werden - per Kabel und per Funk. Im letzteren Fall wird das Gerät über eine serielle Schnittstelle mit der Empfangseinheit (Receiver Box) verbunden und ein Sender (QUBE) am Griff des Tauchgestänges installiert, der die Signale der Sensoren in übertragene Funksignale umwandelt die Empfangseinheit. Dieser nimmt sie entgegen und übermittelt sie zur Verarbeitung an das Gerät.

Das Gerät ist nicht versiegelt.

Software

Die Installation der Software (SW) erfolgt beim Hersteller. Der Zugriff auf den metrologisch bedeutsamen Teil der Software ist nicht möglich.

Das Design des MI schließt die Möglichkeit einer unbefugten Einflussnahme auf die Software des Messgeräts und Messinformationen aus.

Firmware-Schutzstufe gegen unbeabsichtigte und beabsichtigte Änderungen

Hoch gemäß R 50.2.077-2014.

Technische Eigenschaften

Die metrologischen und technischen Eigenschaften der Geräte zur Messung der Temperatur von Flüssigmetallen und der EMF der iM2 Sensor Lab-Sauerstoffaktivitätssensoren sind in Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1

* - ohne Berücksichtigung des Fehlers des Primärwandlers, des Verlängerungskabels und des EMF-Sensors.

Typgenehmigungszeichen

Das Typgenehmigungszeichen wird auf dem Titelblatt der Betriebsdokumentation im typografischen Verfahren und auf der Gerätefrontplatte im Offsetdruckverfahren typografisch aufgebracht.

Vollständigkeit

Die Vollständigkeit des Messgerätes ist in Tabelle 2 angegeben. Tabelle 2

Überprüfung

erfolgt gemäß MP RT 2173-2014 „Instruments for Measuring the Temperature of Liquid Metals and EMF of Oxygen Activity Sensors iM2 Sensor Lab. Verification Methodology“, genehmigt von der GCI SI FBU „Rostest-Moskau“ am 26. Oktober 2014.

Die wichtigsten Nachweismittel sind in Tabelle 3 angegeben. Tabelle 3

Informationen zu Messmethoden

Informationen zu den Messmethoden sind in der Bedienungsanleitung enthalten.

Behördliche und technische Dokumente, die Anforderungen für Instrumente zur Messung der Temperatur von Flüssigmetallen und EMF von Sauerstoffaktivitätssensoren festlegen iM2 Sensor Lab

1 Technische Dokumentation des Herstellers Heraeus Electro-Nite GmbH & Co. kg.

2 GOST R 52931-2008 „Instrumente zur Überwachung und Regelung technologischer Prozesse. Allgemeine technische Bedingungen".

3 GOST R 8.585-2001 „APS. Thermoelemente. Nominale statische Umwandlungseigenschaften.

4 GOST 8.558-2009 „APS. Staatliches Prüfschema für Temperaturmessgeräte.

bei der Durchführung von Arbeiten zur Bewertung der Konformität von Produkten und anderen Objekten mit zwingenden Anforderungen gemäß den Rechtsvorschriften der Russischen Föderation über technische Vorschriften.