| Edward Weston | |
|---|---|
| Edward Weston | |
| Fødselsdato | 9. maj 1850 |
| Fødselssted | Oswestry , Shropshire , England |
| Dødsdato | 20. august 1936 (86 år) |
| Et dødssted | Montclair , New Jersey , USA |
| Land | |
| Videnskabelig sfære | opfinder, videnskabsmand, iværksætter |
| Præmier og præmier |
Elliot Cresson-medalje (1910) Perkin-medalje (1915) Franklin-medalje (1924). |
| Mediefiler på Wikimedia Commons | |
Edward Weston ( eng. Edward Weston ; 9. maj 1850, Oswestry , Shropshire , England - 20. august 1936, Montclair , New Jersey , USA ) er en amerikansk kemiker, opfinder og forretningsmand af britisk oprindelse; forfatter til opfindelser inden for elektroplettering, konstantan- og manganin- legeringer , et normalt element kendt som Weston -normalelementet, samt en række forbedringer i designet af elektriske måleinstrumenter .
Edward Weston blev født på en gård nær Oswestry i Shropshire , England i 1850. Hans bedstefar var en velhavende landmand, hans far var købmand [1] , hans mor skrev romaner og artikler til blade. I 1857 flyttede familien til Wolverhampton , på det tidspunkt en typisk industriby. Efter at have afsluttet folkeskolen gik Weston ind på St. Peter's College [2] i Wolverhampton. Weston var en succesrig studerende og var glad for videnskab, allerede da blev han interesseret i elektricitet og arbejdet fra pionererne i denne gren af fysik - William Thomson , Maxwell og især Faraday , som han senere ville navngive sin søn efter. I sit hjemmelaboratorium gengav han Faradays eksperimenter og drømme om at blive videnskabsmand. Efter at have dimitteret fra college i 1866, på foranledning af sine forældre, studerede han medicin i tre år som assistent for en lokal terapeut [3] . I 1870 tog han til London , hvor han forsøgte at finde arbejde som kemiker eller elektroingeniør. Efter flere ugers mislykkede søgninger køber han en billet til en dampbåd til New York for de sidste penge .
Westons første job i USA var hos Wm.H. Murdock & Company, hvor han lavede fotoemulsion baseret på collodion , men ren kemi tilfredsstillede ham ikke. Et par måneder senere slutter han sig til American Nickel Plating Company. De næste 6 år omhandler problemerne med galvanisering . Allerede i det første driftsår byder den på mange teknologiske forbedringer på dette område. Især for at give galvaniseringsproduktion med en meget stabil strømkilde, foreslår han at bruge en dynamo af hans eget design i stedet for batterier . Eksperimentelle prøver af dynamoer til galvanisering var tidligere blevet præsenteret af europæiske udviklere ( Siemens , Gramm ), Weston var en af de første til at bruge dynamoer til industriel galvanisering.
I 1873 grundlagde han sammen med George G. Harris sit første firma, Harris & Weston Electroplating Co., som specialiserede sig i galvanisering. I løbet af de følgende år modtog Weston en række patenter for nikkel galvaniseringsteknologier . Weston fortsatte med at forbedre designet af sine dynamoer, i perioden fra 1875 til 1885 modtog han mange patenter på dynamoer af forskelligt design, samt DC elektriske motorer og deres styreenheder.
I 1875 flyttede han til Newark , hvor han åbnede produktionen af dynamoer efter eget design. I 1877 var han med til at stifte The Weston Dynamo Electric Machine Co., som specialiserede sig i produktion af dynamoer til galvanisering og senere til elektrisk belysning.
Startende med fremstillingen af generatorer til elektrisk belysning fokuserer Weston på at forbedre selve lamperne og tilhørende armaturer. I 1877 foretog han en række forbedringer af udformningen af buelampen . I 1878 organiserede han elektrisk belysning til observationstårnet i Newark Fire Department og Market Street. I 1880 blev produktionen af lamper og organiseringen af elektrisk belysning opdelt i et selvstændigt selskab - Weston Electric Light Co. (1880), senere - United States Electric Light Co. (1884). Virksomheden blev hurtigt førende inden for levering af lysbuelampebelysningssystemer, hvilket kulminerede med belysningen af Brooklyn Bridge i 1883.
Weston er også engageret i produktionen af glødelamper . I 1882 modtog han et patent på et materiale til en glødetråd (Tamidine), som gjorde det muligt for ham at øge lampens driftstid op til 2000 timer, mens eksisterende analoger ikke gav mere end et par hundrede. I 1884 havde Weston 139 patenter i 15 kategorier. Inklusiv 13 lysbue-patenter inden for 2 år. Derudover patenter på underjordiske kabler, distributionssystemer, koblingsanordninger, måleanordninger og indikatorer, luftpumper, batterier, glødelamper, sikringer, lampeholdere. Nogle af dem forblev relevante indtil den udbredte brug af wolframfilamenter i 1910'erne. Westons virksomhed taber dog gradvist kampen på det blomstrende marked for elektrisk belysning til mere succesrige konkurrenter (primært Edison ).
Overskygget af andre opfindere inden for elektrisk belysning trådte Weston i april 1886 tilbage som direktør for United States Electric Light Co. I løbet af det næste år arbejdede han inden for elektrisk belysning som patentbehandler.
Beslutningen om at tage elektriske måleinstrumenter i brug kom pludselig til Weston, han lejede et værelse til et privat laboratorium og udstyrede det med det mest moderne udstyr til fysisk, kemisk og metallurgisk forskning. Laboratoriet blev åbnet den 5. november 1887. Han begyndte sine studier med metallurgi.
Elektriske legeringerAllerede i 1887 modtog han en aluminiumslegering, der gør det muligt at trække meget tynde rør, kaldet "Alloy No. 1" af opfinderen.
På jagt efter en leder med lave termiske koefficienter for elektrisk modstand modtog Weston i 1888 Constantan [4] - en legering baseret på kobber (Cu) (ca. 59%) med tilsætning af nikkel (Ni) (39-41%) og mangan (Mn) (1-2%). Opfinderen kaldte det "legering nr. 2", men de tyske producenter, fra hvem han afgav en ordre på fremstilling af tråd af et nyt materiale, gav ham sit eget navn "Constantan" (af lat. constans , genitiv lat. constantis - konstant, uændret), hvorunder han blev berømt. Legeringen har en høj resistivitet (ca. 0,5 μOhm m) og en høj termoeffekt , når den er parret med nikkel , jern , kobber . Sidstnævnte omstændighed gjorde det muligt at bruge konstanten til fremstilling af termoelementer , men gør den uegnet til fremstilling af elektriske måleinstrumenter.
For at fortsætte søgningen efter en passende legering opnåede Weston i 1888 manganin [5] - en legering baseret på kobber (ca. 85%) med tilsætning af mangan (Mn) (11,5-13,5%) og nikkel (Ni) (2,5-3). ,5 %). Opfinderen kaldte den "legering nr. 3" den blev også omdøbt af de tyske producenter. Manganin har en ekstrem lav termisk koefficient for elektrisk modstand ved stuetemperatur og har i modsætning til konstantan en meget lav termoEMF parret med kobber (ikke mere end 1 μV / 1 °C), hvilket førte til dens bredeste fordeling inden for elektrisk instrumentering.
Derudover satte Weston sig for at erstatte stål som materiale til fjedre, der skaber et modvirkende moment i elektriske måleinstrumenter med en legering, der udover elastiske egenskaber ikke er magnetiseret og har en tilstrækkelig lav modstand til at fungere som leder. En sådan legering fik han under navnet "Legering nr. 4".
Den praktiske implementering af det mest lovende magnetoelektriske kredsløb af målemekanismen krævede at få en permanent magnet, hvis karakteristika ikke ville ændre sig over tid. Weston udviklede legeringer til fremstilling af permanente magneter og termiske metoder til at stabilisere deres egenskaber, hvilket han holdt hemmeligt. [6]
Aktuel shuntI 1893 modtog Weston et patent på en shunt til at måle strøm. Før dette blev apparater til måling af høje strømme (primært til generatorer) lavet ved hjælp af simpelthen meget tyk kobbertråd, som var i stand til at passere hele den målte strøm. Det var Weston, der opfandt og patenterede shunten for lethed, kompakthed og en radikal reduktion i omkostningerne til måleinstrumenter. Manganin viste sig at være det ideelle materiale til shunts.
Normalt elementI 1893 opfandt og patenterede Weston det normale element . Indtil slutningen af det 20. århundrede blev det normale Weston-element meget brugt i laboratorie- og industrimålinger som en kilde til referencespænding eller spændingsstandard. Inkluderet i de moderne nationale volt -standarder . Det blev udviklet fra det tidligere normale Clark-element , hvor Weston foreslog at erstatte zinksulfat med cadmiumsulfat . Det var således muligt at øge stabiliteten betydeligt og sænke temperaturkoefficienten. Efter at Westons normale element blev accepteret som den internationale EMF -standard i 1908 [7] gav han afkald på sine patentrettigheder (i 1911).
Rolle i skabelsen af magnetoelektriske kredsløbsenhederEdward Weston spillede en væsentlig rolle i forbedringen af den magnetoelektriske målemekanisme , som bruges i langt de fleste moderne analoge elektriske måleinstrumenter.
Weston anfægtede endda [8] prioriteringen af d'Arsonval , som modtog patent på en elektrisk måleanordning med en bevægelig spole med en leder i feltet af en permanent magnet tilbage i 1881 (Weston modtog et lignende patent i 1888) med henvisning til beskrivelsen af en sådan enhed i Maxwells værker (1875). I Rusland, indtil slutningen af 1920'erne, var enheder i det magnetoelektriske kredsløb endda kendt som "Weston systemenheder" sammen med navnet "Despre-D'Arsonval systemenheder" [9] .
Under alle omstændigheder foreslog Weston virkelig en række forbedringer, der bestemte typen af magnetoelektrisk mekanisme i dens hovedtræk og sikrede dens udbredte brug.
Weston er opfinderen af den knivformede indekspil og var den første, der foreslog at placere et spejl på enhedens skala, hvilket gjorde det muligt at eliminere fejlen fra parallaksen (observatøren skal vælge en sådan synsvinkel, hvor pilen er justeret med sin egen refleksion i spejlet). En sådan rapporteringsenhed blev brugt på næsten alle præcisionslaboratorieinstrumenter med en pointer-indikator.
I 1888 grundlagde Weston Weston Electrical Instrument Corporation, som omfattede de virksomheder, han tidligere havde grundlagt, og som han stod i spidsen for indtil slutningen af sit liv. Det er bemærkelsesværdigt, at den første serielle enhed "Model-1" (dc millivoltmeter) var fokuseret på behovene hos laboratorier på skoler og gymnasier, som skulle levere reklamer blandt fremtidige specialister. Virksomheden producerer en bred vifte af elektriske måleinstrumenter, både laboratoriemæssige og tekniske. Virksomhedens mest bemærkelsesværdige aktiviteter i Westons levetid var:
Fra 1889-1891 fungerede Edward Weston som præsident for American Institute of Electrical Engineers, forløberen for Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) .
Weston var et stiftende medlem af bestyrelsen for Newark School of Technology, senere New Jersey Institute of Technology. Nogle af hans opfindelser, instrumenter og manuskripter er bevaret på Universitetsbiblioteket og Weston Museum.
I løbet af sit liv modtog han 334 amerikanske patenter [10] .
Weston døde i 1936 i Montclair, New Jersey.
Opfinderens søn, Edward Faraday Weston (1878-1971) modtog adskillige patenter på eksponeringsmålere, også fremstillet af Weston Corp. og udbredt siden 1930'erne. En af hastighedsstandarderne (forgængeren til ASA) hed Weston filmhastighedsvurderinger.
Videnskabelige titler:
Priser: