标准电池构造及简介

标准电池是一种化学电池，由于其电动势比较稳定、复现性好，长期以来在国际上用作电压标准。在测量和校准各种电池的电压时，用作标准的辅助电池。根据电池中硫酸镉溶液的情况，分饱和式和不饱和式两种。

标准电池的等级一般由国家计量部门制定的国家计量检定系统表和有关的国家标准所规定。中华人民共和国规定，作为计量标准用的标准电池，按其在计量检定系统表中的位置分为计量基准、计量标准和工作计量器具三档。按计量检定系统表的规定，较低档标准电池的量值由较高档传递。

直流电动势基准是最高档的标准电池，保存在国家计量技术机构，用于复现和保存法定电压单位。为了提高电动势基准量值的稳定性，通常用多个高质量标准电池组成基准组，取其电动势值的平均值作为所保存的电动势量值。直流电动势基准组的年变化为10-7量级。其电动势值的绝对值需用绝对测定的方法来确定(见电单位的绝对测定)。绝对测定的不确定度(见电磁测量误差)为10-6量级。

为了使用方便，标准电池的稳定度也常用级别来表示。例如0.01级标准电池，表示其年变化在规定的参考条件下小于0.01%。中国的标准电池从0.0002～0.02级，共分为7个级别。

构造

饱和标准电池和不饱和标准电池的结构基本相同，正极为汞(Hg)、负极为镉汞齐(HgCd齐)，二者的区别在于饱和电池的硫酸镉(CdSO4)溶液饱和，并有适量的硫酸镉晶体(见附图)。饱和标准电池的内阻约为700Ω，随着时间的增加，内阻逐渐稍有增大。若从标准电池中输出电流，则端电压要下降。因此，使用标准电池作为标准的电路时必须具有非常高的阻抗。不过，从标准电池中瞬时输出电流，一般并不永久损坏标准电池，但恢复原状要花时间。一只良好的标准电池若短路1s，要花约6h才能恢复。质地优良的饱和标准电池具有长期稳定的电动势。不过，会受机械冲击、热冲击或温度变化的影响。通常，机械冲击的影响比温度变化影响小，几小时甚至几分钟就能恢复。只要电池处于良好状态，运输后的标准电池也能在几天之内恢复原状。当然，对剧烈的振动仍应避免。

温度变化对标准电池的电动势影响很大，这种影响有两种形式：一是电动势随温度变化，二是滞后影响。