理论教育 从实验中发现标准电池的研制价值

从实验中发现标准电池的研制价值

时间:2023-06-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:于是,我对标准电池产生了好奇,产生了研究的兴趣。标准电池简单讲,是一种化学电池,是计量电压标准的量具。做标准电池配套零件很难买到,国外都是研究单位自己做的,如美国NBS、英国NPL,都是国家级的研究所。有一次标准电池出问题了,研制出来的成品放在仓库里爆炸了,经查发现是玻璃膨胀造成的。

从实验中发现标准电池的研制价值

新中国成立后,我跟几个同事一起搞了一个小型仪器公司——上海科培仪器工业社,专门研究大学实验室里使用的仪器,当时我们5个人一起合资创办,自己设计一些小的部件,装配仪器后整机出售,这样做了一段时间。大合营高潮来临时,因为我们是小企业,所以公私合营对我们来说问题不大,合营就合营了。合营以后,我们科培仪器厂与几个小厂合并在一起,称公私合营上海科培仪器厂,开始搞电工仪器,我比较幸运,仍然做技术工作。1962年后,上海市仪表电讯工业局需要标准电池,用标准电池为所属的上海电表厂、大华仪表厂自动记录仪配套,也为上海电工仪器厂电位差计配套,因此,我随产品转移调入上海电工仪器厂。

我为什么对标准电池发生兴趣呢?这是因为我在大学一年级物理实验课上做标准电池实验,老师把标准电池拿出来,说这个标准电池非常金贵,对温度和环境要求很高,要我们学生保持三尺的距离,当时我默默地思考,为什么这个标准电池对环境那么敏感,是什么原理?于是,我对标准电池产生了好奇,产生了研究的兴趣。标准电池简单讲,是一种化学电池,是计量电压标准的量具。它的用途,第一是国家的伏特基准,国家就靠这个基准保证一组测量的数据作为国家标准;第二就是自动记录仪器或者电工仪器当中的电压标准,这个电压标准也要靠标准电池,所以讲标准电池是自动化记录仪器和电工仪器做电位差计的心脏,非常重要。因为重要,所以被列入国家经济建设发展的规划。我们国家的标准电池基准原来是苏联制造的,记得当年国家包了一节车厢,国家计量局电磁室主任亲自去苏联运过来的,火车从苏联开往北京需要七天七夜。运过来的仪器被保存在四川大邑的中国计量研究院分院,为了运输还特地新开了一条从成都到大邑的公路,可见非常重要。

开始研究时,我们基本参照国外的做法。外国几代人沿用这些方法做标准电池,比如美国沃尔夫,是第一代研究标准电池公式的,此后有很多科学家都在研究标准电池。做标准电池配套零件很难买到,国外都是研究单位自己做的,如美国NBS、英国NPL,都是国家级的研究所。举个例子,美国用白金器械来做蒸馏水,而且汞(水银)等物资样样具备。而我们国家当时条件有限,要自己想办法筹集材料,首先是蒸馏水,我们用老牌正广和的蒸馏水,但是正广和蒸馏水含有葡萄糖,研制出来的东西都成了废品。后来,我们用石英来替代白金自制蒸馏水,提高蒸馏水纯度。解决了水的纯度,水银也要想办法解决。除了蒸馏水、水银,需要解决的问题非常多,比如,温度和电势固定,标准电池有一个特性,一旦温度变化,电池的电压会随之改变,很久才能稳定,计量局测定这个标准电池需要稳定半个月才能测量,测量前要控制温度。(www.daowen.com)

当时,科研基础和物质条件有限,材料设施配备不全,我们研究人员齐心协力,发扬艰苦奋斗的作风,关键问题集体攻关,我们上海电工仪器厂和中国计量科学研究院、扬州师范大学、上海市计量局、陕西省计量局、上海市电工仪表研究所等共同研究解决。在研究标准电池中我有个体会,就是依靠群众,工人师傅有聪明才智。有一次标准电池出问题了,研制出来的成品放在仓库里爆炸了,经查发现是玻璃膨胀造成的。一位老师傅的一句话使我茅塞顿开,他说能否用同一规格的玻璃管,形状仍旧是H型,这样两极更接近,尺寸更小巧,而且这样也不会摆错。从老师傅的提示中,我得到的启发是,使用同一规格的玻璃H管,第一是不会摆错位置,第二是两极靠近了之后不容易产生气泡,第三是两极靠近不易产生温差。我们共同解决了研制中的技术问题。

在我们研究之前,美国1962年HAMMER公式温度范围仅在+15℃~+40℃,我们经过多年研制,克服重重困难,最后将温度范围控制在0℃~+40℃。从数据上来看,读差非常小,复现好,达到国际水平。我们整理出“饱和标准电池电动势温度公式”被推广使用,一机部下达修订电(D)319-63标准电池部标准由我起草。此项研究,获得上海市重大科技成果奖。1978年全国科学技术大会在北京召开,我参加了此次会议,这项成果获得了“1978年科学大会奖”。

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