Weston, Edward

Edward Weston
Edward Weston
Syntymäaika 9. toukokuuta 1850( 1850-05-09 )
Syntymäpaikka Oswestry , Shropshire , Englanti
Kuolinpäivämäärä 20. elokuuta 1936( 20.8.1936 ) (86-vuotias)
Kuoleman paikka Montclair , New Jersey , Yhdysvallat
Maa
Tieteellinen ala keksijä, tiedemies, yrittäjä
Palkinnot ja palkinnot Elliot Cresson-mitali (1910)
Perkin-mitali (1915)
Franklin-mitali (1924).
 Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa

Edward Weston ( eng.  Edward Weston ; 9. toukokuuta 1850, Oswestry , Shropshire , Englanti  - 20. elokuuta 1936, Montclair , New Jersey , USA ) on brittiläinen amerikkalainen kemisti, keksijä ja liikemies; Hän on keksinyt sähköpinnoituksen, konstantaani- ja manganiinilejeeringit , normaali elementti , joka tunnetaan nimellä Westonin normaalielementti , sekä useita parannuksia sähköisten mittauslaitteiden suunnittelussa .

Elämäkerta

Varhaiset vuodet

Edward Weston syntyi maatilalla lähellä Oswestryä Shropshiressa Englannissa vuonna 1850 . Hänen isoisänsä oli varakas maanviljelijä, hänen isänsä oli kauppias [1] , hänen äitinsä kirjoitti romaaneja ja artikkeleita aikakauslehtiin. Vuonna 1857 perhe muutti Wolverhamptoniin  , tuolloin tyypilliseen teollisuuskaupunkiin. Valmistuttuaan peruskoulusta Weston tuli St. Peter's Collegeen [2] Wolverhamptonissa. Weston oli menestyvä opiskelija ja piti tieteestä, jo silloin hän kiinnostui sähköstä ja tämän fysiikan alan pioneerien - William Thomsonin , Maxwellin ja erityisesti Faradayn - työstä , jonka mukaan hän myöhemmin nimesi poikansa. Kotilaboratoriossaan hän toisti Faradayn kokeita ja unelmia tutkijaksi tulemisesta. Valmistuttuaan yliopistosta vuonna 1866 hän opiskeli vanhempiensa vaatimuksesta lääketiedettä kolme vuotta paikallisen terapeutin avustajana [3] . Vuonna 1870 hän meni Lontooseen , missä hän yritti löytää työtä kemistinä tai sähköinsinöörinä. Useiden viikkojen epäonnistuneiden etsintöjen jälkeen hän ostaa viimeisellä rahalla lipun höyrylaivaan New Yorkiin .

Työskentelee galvanoinnissa ja dynamoissa

Westonin ensimmäinen työpaikka Yhdysvalloissa oli Wm.H. Murdock & Companyssa, jossa hän valmisti kollodioon perustuvaa valokuvaemulsiota , mutta puhdas kemia ei tyydyttänyt häntä. Muutamaa kuukautta myöhemmin hän liittyy American Nickel Plating Companyyn. Seuraavat 6 vuotta käsittelevät galvanoinnin ongelmia . Jo ensimmäisenä toimintavuotena se tarjoaa monia teknisiä parannuksia tällä alueella. Erityisesti varmistaakseen galvanointituotannon erittäin vakaan virtalähteen, hän ehdottaa oman suunnittelemansa dynamon käyttöä akkujen sijaan . Eurooppalaiset kehittäjät ( Siemens , Gramm ) olivat aiemmin esittäneet kokeellisia näytteitä dynamoista galvanoinnissa . Weston oli yksi ensimmäisistä, jotka käyttivät dynamoita teollisessa galvanoinnissa.

Vuonna 1873 hän perusti yhdessä George G. Harrisin kanssa ensimmäisen yrityksensä, Harris & Weston Electroplating Co., joka oli erikoistunut galvanoimiseen. Seuraavien vuosien aikana Weston sai useita patentteja nikkelipinnoitustekniikoille . Weston jatkoi dynamojensa suunnittelun parantamista, vuosina 1875-1885 hän sai useita patentteja erityyppisille dynamoille sekä tasavirtasähkömoottoreille ja niiden ohjauslaitteille.

Vuonna 1875 hän muutti Newarkiin , missä hän aloitti oman suunnittelemansa dynamojen tuotannon. Vuonna 1877 hän perusti The Weston Dynamo Electric Machine Co:n, joka on erikoistunut galvanoimiseen ja myöhemmin sähkövalaistukseen tarkoitettujen dynamojen valmistukseen.

Toimii valaistuksen alalla

Sähkövalaistuksen generaattoreiden valmistuksesta lähtien Weston keskittyy itse lamppujen ja niihin liittyvien varusteiden parantamiseen. Vuonna 1877 hän teki useita parannuksia kaarilampun suunnitteluun . Vuonna 1878 hän järjesti sähkövalaistuksen Newarkin palokunnan ja Market Streetin näkötornille. Vuonna 1880 lamppujen tuotanto ja sähkövalaistuksen järjestäminen erotettiin itsenäiseksi yritykseksi - Weston Electric Light Co. (1880), myöhemmin - United States Electric Light Co. (1884). Yrityksestä tuli pian johtava kaarilamppuvalaistusjärjestelmien toimittaja, joka huipentui Brooklyn Bridgen valaistukseen vuonna 1883.

Weston harjoittaa myös hehkulamppujen tuotantoa . Vuonna 1882 hän sai patentin hehkulangan materiaalille (tamidiini), joka antoi hänelle mahdollisuuden pidentää lampun käyttöaikaa jopa 2000 tuntiin, kun taas olemassa olevat analogit tarjosivat enintään muutamaa sataa. Vuoteen 1884 mennessä Westonilla oli 139 patenttia 15 kategoriassa. Sisältää 13 valokaaren patenttia 2 vuoden sisällä. Lisäksi patentit maanalaisille kaapeleille, jakelujärjestelmille, kytkinlaitteille, mittalaitteille ja osoittimille, ilmapumpuille, akuille, hehkulampuille, sulakkeille, lampunpitimille. Jotkut niistä säilyivät merkityksellisinä aina volframifilamenttien laajaan käyttöön asti 1910-luvulla. Westonin yritys on kuitenkin vähitellen häviämässä taistelua kukoistavilla sähkövalaistusmarkkinoilla menestyneemmille kilpailijoille (pääasiassa Edison ).

Työskentelee instrumentoinnin alalla

Huhtikuussa 1886 Weston erosi Yhdysvaltain Electric Light Co:n johtajan tehtävästä muiden sähkövalaistuksen alan keksijöiden varjoonsa. Seuraavan vuoden aikana hän työskenteli sähkövalaistuksen alalla patentin tutkijana.

Päätös ottaa käyttöön sähköiset mittauslaitteet tuli Westonille yllättäen, hän vuokrasi huoneen yksityiselle laboratoriolle ja varusti sen nykyaikaisimmilla laitteistoilla fysikaaliseen, kemialliseen ja metallurgiseen tutkimukseen. Laboratorio avattiin 5.11.1887. Hän aloitti opinnot metallurgian parissa.

Sähköseokset

Jo vuonna 1887 hän sai alumiiniseoksen, joka mahdollistaa erittäin ohuiden putkien vetämisen, jota keksijä kutsui "seokseksi nro 1".

Etsiessään johdinta, jolla on alhainen lämpövastus , Weston sai vuonna 1888 Constantanin [4]  - seoksen, joka perustuu kupariin (Cu) (noin 59%), johon oli lisätty nikkeliä (Ni) (39-41%) ja mangaani (Mn) (1-2 %). Keksijä kutsui sitä "seokseksi nro 2", mutta saksalaiset valmistajat, joilta hän tilasi langan tuotantoa uudesta materiaalista, antoivat hänelle oman nimensä "Constantan" ( lat.  constans , genitiivi lat.  konstantis  - jatkuva, muuttumaton), jonka alla hän tuli tunnetuksi. Seoksella on korkea ominaisvastus (noin 0,5 μOhm m) ja korkea lämpöteho yhdistettynä nikkeliin , raudaan ja kupariin . Jälkimmäinen seikka mahdollisti vakion käytön lämpöparien valmistukseen , mutta tekee siitä sopimattoman sähköisten mittauslaitteiden luomiseen.

Jatkaessaan sopivan seoksen etsintää Weston sai vuonna 1888 manganiinin [5]  - kuparipohjaisen seoksen (noin 85 %), johon oli lisätty mangaania (Mn) (11,5–13,5 %) ja nikkeliä (Ni) (2,5–3). ,5 %). Keksijä kutsui sitä "seokseksi nro 3", ja saksalaiset valmistajat myös nimesivät sen uudelleen. Manganiinilla on erittäin alhainen sähkövastuskerroin huoneenlämpötilassa, ja toisin kuin konstantaani, sillä on erittäin alhainen lämpö-EMF yhdistettynä kupariin (enintään 1 μV / 1 °C), mikä johti sen laajimpaan jakautumiseen sähköinstrumenteissa.

Lisäksi Weston päätyi korvaamaan teräksen sähkömittauslaitteissa vastamomenttia luovien jousien materiaalina metalliseoksella, joka elastisten ominaisuuksien lisäksi ei ole magnetoitu ja jonka resistanssi on riittävän alhainen toimimaan johtimena. Hän hankki tällaisen seoksen nimellä "Seos nro 4".

Mittausmekanismin lupaavimman magnetosähköisen piirin käytännön toteutus vaati kestomagneetin hankkimista, jonka ominaisuudet eivät muutu ajan myötä. Weston kehitti seoksia kestomagneettien valmistukseen ja lämpömenetelmiä niiden ominaisuuksien stabiloimiseksi, jotka hän piti salassa. [6]

Nykyinen shuntti

Vuonna 1893 Weston sai patentin shuntille virran mittaamiseksi. Ennen tätä suuria virtoja mittaavia laitteita (ensisijaisesti generaattoreita varten) valmistettiin yksinkertaisesti erittäin paksulla kuparilangalla, joka pystyi läpäisemään koko mitatun virran. Weston keksi ja patentoi shuntin keveyden, kompaktin ja radikaalin mittauslaitteiden kustannusten pienentämiseksi. Manganiini osoittautui ihanteellinen materiaali shuntteja.

Normaali elementti

Vuonna 1893 Weston keksii ja patentoi normaalin elementin . Normaalia Weston-elementtiä käytettiin 1900-luvun loppuun asti laajasti laboratorio- ja teollisuusmittauksissa referenssijännitteen tai jännitestandardin lähteenä. Sisältyy nykyaikaisiin kansallisiin volttistandardeihin . Se kehitettiin aikaisemmasta normaalista Clark-elementistä , jossa Weston ehdotti sinkkisulfaatin korvaamista kadmiumsulfaatilla . Siten oli mahdollista lisätä merkittävästi stabiilisuutta ja alentaa lämpötilakerrointa. Kun Westonin normaalielementti hyväksyttiin kansainväliseksi EMF -standardiksi vuonna 1908 [7] , hän luopui patenttioikeuksistaan ​​(vuonna 1911).

Rooli magnetosähköisten piirilaitteiden luomisessa

Edward Westonilla oli merkittävä rooli magnetoelektrisen mittausmekanismin parantamisessa , jota käytetään suurimmassa osassa nykyaikaisista analogisista sähkömittauslaitteista.

Weston jopa kiisti [8] d'Arsonvalin prioriteetin , joka sai patentin sähköiselle mittalaitteelle, jossa on liikkuva kela ja johtime kestomagneettikentässä jo vuonna 1881 (Weston sai samanlaisen patentin vuonna 1888) viitaten Sellaisen laitteen kuvaus Maxwellin (1875) teoksissa. Venäjällä 1920-luvun loppuun asti magnetosähköisen piirin laitteet tunnettiin jopa nimellä "Weston-järjestelmälaitteet" yhdessä nimellä "Despre-D'Arsonval-järjestelmälaitteet" [9] .

Joka tapauksessa Weston todella ehdotti useita parannuksia, jotka määrittelivät magnetosähköisen mekanismin tyypin sen pääominaisuuksissa ja varmistivat sen laajan käytön.

  • Weston ehdotti kehyksiä laitteen liikkuvan kelan käämittämiseksi metallista (varhaisissa laitteissa kelan muotoa ylläpidettiin liimalla tai lakalla). Aluksi tähän käytettiin kuparia, sitten kevyempää alumiinia. Tällainen kestomagneetin kenttään sijoitettu metallirunko mahdollistaa liikkuvan osan rauhoittamisen ilman isoja lisälaitteita.
  • Weston ehdotti napakappaleiden käyttöä mittauslaitteissa kestomagneetin synnyttämän magneettivuon keskittämiseksi. Aiemmin Despres ehdotti käyttämään samaan tarkoitukseen rautasylinteriä, joka oli kiinnitetty liikkumattomana liikkuvan kelan akselille. Siten käämi liikkuu napakappaleiden ja sylinterin välisessä kapeassa raossa, kun taas kussakin kohdassa magneettikenttäviivat ovat tiukasti kohtisuorassa kelan liikesuuntaan nähden.
  • Weston käytti ensimmäisenä aiemmin kellojen valmistuksessa käytettyjä kivilaakereita liikkuvan osan tukemiseen (ennen sitä suurin osa laitteista tehtiin ripustuksiin tai jatkeisiin), mikä mahdollisti paneelilaitteiden, joiden pyörimisakseli oli vaakasuora. liikkuva osa.
  • Weston käytti ensimmäisenä ei-magneettisesta, matalaresistanssista materiaalista ( fosforipronssia ) valmistettuja litteitä kierrejousia (aikaisemmin myös kelloseppien hyvin tuntemia) vastamomentin luomiseen, joita käytettiin samanaikaisesti johtimena syöttämään virtaa liikkuvaan kela.

Weston on veitsen muotoisen indeksinuolen keksijä ja ehdotti ensimmäisenä peilin sijoittamista laitteen mittakaavaan, mikä mahdollisti parallaksivirheen poistamisen (tarkkailijan on valittava sellainen kuvakulma, jossa nuoli on kohdistettu sen oman heijastuksen kanssa peilissä). Tällaista raportointilaitetta käytettiin lähes kaikissa tarkkuuslaboratorioinstrumenteissa, joissa oli osoitinindikaattori.

Viime vuodet

Vuonna 1888 Weston perusti Weston Electrical Instrument Corporationin, johon kuuluivat hänen aiemmin perustamansa yritykset, joita hän johti elämänsä loppuun asti. On huomionarvoista, että ensimmäinen sarjalaite "Model-1" (dc millivoltmeter) keskittyi koulujen ja korkeakoulujen laboratorioiden tarpeisiin, jonka piti tarjota mainontaa tulevien asiantuntijoiden keskuudessa. Yritys valmistaa laajan valikoiman sähköisiä mittauslaitteita, sekä laboratorio- että teknisiä. Yrityksen merkittävimmät toiminnot Westonin elinaikana olivat:

  • sarja kompakteja paneelijännitemittareita teollisuudelle (tuotanto ja jakelu), sekä tasa- että vaihtovirta, sekä sarja kompakteja tasavirtalaitteita, jotka on suunniteltu asennettavaksi yksittäisiin generaattoreihin, jotka tuolloin kilpailivat menestyksekkäästi keskitetyn virransyötön kanssa (1893) ;
  • sarja esimerkillisiä instrumentteja toimivien laboratorio- ja kytkintaululaitteiden tarkastamiseen, joka sisälsi Westonin normaalielementin sekä tasa- ja vaihtovirran ampeerimittareita, volttimittareita ja wattimittareita (1894);
  • autojen ja moottoripyörien laitteiden kehittäminen - aluksi akkujen latauksen ohjaamiseen (1900) ja sitten nopeusmittareihin (1910-luku);
  • höyryä kestävien nopeusmittarien kehittäminen höyryvetureille (1897, 1921);
  • ensimmäisen maailmansodan aikana kehittää ampeerimittareita radiolähettimien suurtaajuisen signaalin mittaamiseksi, yrityksen asiantuntijat käyttivät termoparia ohjaamaan johtimen lämmitystä lämpöpiirilaitteissa;
  • yritys tuotti ensimmäisenä ampeerimittarin kaiutinkelan virran valvontaan, kalibroitu dB, asennettavaksi radiovastaanottimeen (1926);
  • Yritys valmistaa ensimmäiset valotusmittarit vuonna 1932, Edward Weston on suoraan mukana kehitystyössä poikansa kanssa;
  • yritys kehitti "sokean laskun" lentokoneiden luomisen alalla (1933).

Vuosina 1889-1891 Edward Weston toimi Yhdysvaltain sähkö- ja elektroniikkainsinöörien instituutin, IEEE:n edeltäjän, puheenjohtajana .

Weston oli Newark School of Technologyn, myöhemmin New Jersey Institute of Technologyn, johtokunnan perustajajäsen. Osa hänen keksinnöstään, instrumenteistaan ​​ja käsikirjoituksistaan ​​on säilytetty yliopiston kirjastossa ja Weston-museossa.

Hän sai elämänsä aikana 334 Yhdysvaltain patenttia [10] .

Weston kuoli vuonna 1936 Montclairissa, New Jerseyssä.

Keksijän poika Edward Faraday Weston (1878-1971) sai useita patentteja valotusmittareille, joita myös valmistaa Weston Corp. ja laajalle levinnyt 1930-luvulta lähtien. Yhtä nopeusstandardia (ASAn edeltäjä) kutsuttiin Weston-elokuvien nopeusluokituksiksi.

Tunnustus ja palkinnot

Tieteelliset nimet:

Palkinnot:

Mielenkiintoisia faktoja

  • Westonista tuli Yhdysvaltain kansalainen vasta 1923, ja hän pysyi brittiläisenä suurimman osan urastaan ​​amerikkalaisena keksijänä ja yrittäjänä.
  • Weston-yhtiön tuotteet mainitaan melko usein Neuvostoliiton 20-luvun lopun instrumentointioppikirjassa [11] .

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ muiden lähteiden mukaan - mekaanikko
  2. ↑ Joseph F. Keithley. Tarina sähköisestä ja magneettisesta mittauksesta: 500 eKr. 1940-luvulle. — New York: IEEE Press, 1999. ISBN 0-7803-1193-0. - s.193 . Haettu 2. lokakuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 27. syyskuuta 2021.
  3. ↑ Useimmissa lähteissä mainitaan lääketieteen tutkinto, mutta säännöllisestä lääketieteellisestä koulutuksesta ei ole tietoa
  4. ↑ US-patentti nro 381 304, 17. huhtikuuta 1888
  5. ↑ US-patentti nro 381 305, 17. huhtikuuta 1888
  6. ↑ Joseph F. Keithley. Tarina sähköisestä ja magneettisesta mittauksesta: 500 eKr. 1940-luvulle. — New York: IEEE Press, 1999. ISBN 0-7803-1193-0. - s.197 . Haettu 2. lokakuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 27. syyskuuta 2021.
  7. ↑ Westonin sivu virallisella IEEE-verkkosivustolla Arkistoitu 5. huhtikuuta 2013 Wayback Machinessa
  8. ↑ Näkymättömien mittaaminen Weston Electrical Instrument Corporation 1938 Newark NJ - sivu 21 . Haettu 14. kesäkuuta 2022. Arkistoitu alkuperäisestä 1. lokakuuta 2021.
  9. ↑ Karpov V.A. Sähköiset mittauslaitteet. - M., 1927. - s. 51
  10. ↑ Dr. Edward Weston on 85-vuotias. New Yorkin ajat. 10. toukokuuta 1935 perjantai.
  11. ↑ Karpov V.A. Sähköiset mittauslaitteet. - M: Moskovan osakeyhtiö, 1927. - 160 s.

Kirjallisuus

Linkit

Patentit

Lähteet