Термометрия низкотемпературная

Значительных успехов достигла термометрия по сопротивлению. Воспроизводимость платиновых термометров для измерения температур от 630 °С вплоть до точки затвердевания золота стала существенно превышать воспроизводимость эталонных термопар, в связи с чем появились реальные перспективы замены последних более точным интерполяционным прибором. Новые сорта платины позволяют получить для низкотемпературных термометров ве- [c.6]

Цель данной книги — изложение основных принципов термометрии в интервале от 0,5 до приблизительно 3000 К. В течение последних 25 лет по этому вопросу накоплен весьма богатый опыт, и настало время объединить полученные результаты и обсудить достигнутые успехи. Большая часть работ последних лет относилась к низкотемпературной термометрии ниже приблизительно 30 К и их результаты послужили основой Предварительной температурной шкалы 1976 г. от 0,5 до 30 К. Таким образом, температура 0,5 К оказалась удобной нижней границей интервала температур, обсуждаемого в книге. Верхняя граница не обладает такой же определенностью, поскольку термометрия по излучению, рассматриваемая в гл. 7, может быть в принципе распространена на сколь угодно высокие температуры и достаточно лишь теплового равновесия в системе, температура которой измеряется. При всем разнообразии условий в термометрии, охватывающей интервал от температур жидкого гелия до точки плавления платины, общими являются требования теплового равновесия и теплового контакта с термометром. Эти требования неизменно присутствуют при всех термометрических работах и всех температурах на протяжении данной книги. Ясное понимание физических основ каждого из различных методов термометрии представляется обязательным для детального обсуждения их принципов, точности, интервала применения и ограничений. По этой причине каждой из основных глав предпослано краткое изложение физических основ метода в той мере, в какой это требуется для теории и практики термометрии. [c.9]

Эти два основных метода газовой термометрии в последние годы были значительно усовершенствованы. В зависимости от исследуемой области температур каждый метод можно усовершенствовать по-разному. Например, при использовании метода РУ-изотерм в области температур от 2 до 30 К довольно трудно точно определять количество газа в колбе газового термометра, используя 273,16 К в качестве реперной точки. Поэтому в низкотемпературной области выбирается опорная температура Тг, и количество газа в колбе при близких к ней температурах может быть определено, если известно количество газа при реперной температуре. Для этого случая можно записать [c.88]

Для газовой термометрии при высоких температурах поправка на гидростатическое давление, возникающая из-за разности плотностей газа на различных участках трубки, составляет незначительную часть от суммарной поправки. Для низкотемпературной газовой термометрии наблюдается обратная картина, поскольку отношение плотностей газа при комнатной температуре и при температуре ниже 10 К становится очень большим. Гидростатическая поправка самым тесным образом связана с поправкой [c.94]

ТОЛЬКО немногие капсульные низкотемпературные платиновые термометры сопротивления могут работать при температурах выше точки затвердевания олова (231 °С) и, таким образом, для определения коэффициентов а и б требуются измерения [c.151]

Для прецизионной термометрии наибольший интерес представляют низкотемпературные точки кипения или тройные точки таких газов, как гелий, водород, неон, кислород, аргон и метан. Основные принципы реализации любой из этих точек являются общими для всех. Они будут изложены в процессе описания аппаратуры и методики работы с ней при реализации тройной точки и точки кипения водорода. При этом будут отмечены специфические особенности работы с другими газами. Измерение давления паров Не и Не занимает особое место, поскольку обеспечивает воспроизведение принятых международных температурных шкал. Эти шкалы и их реализация обсуждались в гл. 2. [c.152]

Чтобы перекрыть диапазон температур от 13 до 903 К, нельзя обойтись одной конструкцией платинового термометра сопротивления, поскольку требования, предъявляемые к низкотемпературным термометрам, резко отличаются от требований к высокотемпературным термометрам. Например, в большин- [c.206]

Полупроводниковые ТС используют обычно для измерения температур ниже О °С [11, 43, 47]. Основное преимущество полупроводниковых ТС состоит в том, что их чувствительность гораздо выше чувствительности металлических ТС при низких температурах. В низкотемпературной термометрии применяют германиевые [11, 35, 40—42], угольные [44], арсенид-галлиевые ТС [45]. [c.179]

Вопросы термометрии по давлению паров жидкостей рассмотрены в 47, 61]. Важная для низкотемпературной термометрии методика измерения давления паров гелия обсуждается в [48, 62, 63]. [c.187]

Другая особенность контактных экономайзеров — невозможность нагрева воды до температур, близких к температуре газов на входе в экономайзер. Вода может быть нагрета только до температуры мокрого термометра. Поскольку вода, нагретая в контактных экономайзерах котельных установок, не всегда может быть непосредственно использована потребителями систем производственного и бытового горячего водоснабжения и систем низкотемпературного отопления и кондиционирования, для некоторой группы потребителей требуется догрев этой воды. [c.122]

Галлий нашел широкое применение в полупроводниковой электронике и радиохимической технике, для изготовления высокотемпературных термометров и манометров, оптических зеркал, низкотемпературных сплавов, для создания сверхвысоких давлений. [c.198]

При измерении низких температур сопротивление ТС уменьшается и остаточное сопротивление составляет уже несущественную часть всего сопротивления цепи. При этом наблюдается значительный разброс номинальных статических характеристик ТС, обусловленный степенью чистоты применяемой платиновой проволоки, способом ее получения, видом термической обработки, конструкцией преобразователя и т.п. Это усложняет применение платиновых ТС в низкотемпературной термометрии, так как возникает необходимость индивидуальной номинальной статической характеристики ТС и вторичных приборов, работающих в комплекте с ними. [c.133]

Белянский Л. Б. Температурная зависимость сопротивления платины ПП-2, применяемой для изготовления промышленных низкотемпературных термометров.— Измер. техника, 1977, № 4, с. 44—47. [c.431]

Погорелова О. Ф. Новые реперные точки в низкотемпературной термометрии.— Измер. техника, 1976, № И, [c.456]

Низкотемпературная практическая шкала принята в СССР для измерения температур от 10 до 90,19°К и реализуется платиновым термометром сопротивления (см. табл. 8.8) [7]. [c.93]

Маятниковый копер (запас энергии 300 Дж), устройство для поддержания равномерной температуры (термостат) образцов, сухой лед, спирт или ацетон, низкотемпературный термометр, зажим для крепления образцов, штангенциркуль, защитные очки и перчатки. [c.74]

Иногда в низкотемпературных калориметрах функции нагревателя выполняет проволока чувствительного элемента термометра, по которой во время главного периода пропускают ток значительно большей силы, чем измерительный. Однако такой способ нагревания нельзя считать удачным (I, гл. 6, 3). [c.303]

Для измерения температуры применяются низкотемпературные термометры электросопротивления, термопары, магнитные термометры, В герметичных криостатах температуру кипящего хладоагента можно определить по давлению паров в камере. [c.259]

Наиболее эффективными средствами термометрии при низкотемпературных испытаниях являются термопары, термометры электросопротивления и полупроводниковые термометры, обладающие малой инерционностью и обеспечивающие достаточную точность. [c.259]

Широкое распространение в низкотемпературной термометрии получили различные термометры сопротивления, принцип действия которых основан на свойстве твердых тел изменять электрическое сопротивление в зависимости от температуры. Их основной недостаток — падение чувствительности с понижением температуры. Кроме того, для получения достаточного сопротивления необходимо использовать термометры с большим объемом рабочего металла, что приводит к увеличению габаритов. [c.260]

К сожалению, в статьях сборника почти отсутствуют ссылки на работы советских ученых в области низкотемпературной термометрии. Так, например, в статьях Дж. Холла Международная шкала температур и Р. Скотта Низкотемпературные шкалы от 90 до 5° К довольно подробно изложены работы по продлению МШТ ниже 90° К и обстоятельно описаны низкотемпературные шкалы Национального бюро стандартов США, анг- [c.9]

В настоящей статье дается краткий обзор наиболее существенных работ по установлению низкотемпературных щкал, основанных на первичных градуировках с газовым термометром, но реализуемых с помощью более удобных термометрических инструментов. Вторичными инструментами, достаточно простыми в изготовлении и дающими воспроизводимые показания при измерениях в области низких температур, являются термопары, тер-.мометры сопротивления, магнитные и конденсационные термо.метры. [c.151]

Градуировочная таблица коидеисациоииого Не-термометра (низкотемпературная шкала [9] [c.104]

Существенный прогресс последних лет в эталонной термометрии связан с созданием герметичных ячеек с чистыми газами для воспроизведения температур их тройных точек. Осуществленное по разработанной ККТ программе международное сличение транспортируемых герметичных ячеек разных лабораторий, в том числе ВНИИФТРИ, показало, что их воспроизводимость по крайней мере в несколько раз лучше, чем на традиционной стационарной аппаратуре. Поэтому естественна современная тенденция положить в основу будущей МПТШ в качестве реперных температур только тройные точки в ее низкотемпературной части и точки затвердевания металлов при температурах выше 0° С. Отметим в этой связи превосходные метрологические характеристики точки галлия. В низкотемпературной части МПТШ эта программа, обеспечивающая повышение воспроизводимости будущей шкалы в несколько раз, может быть, без сомнения, реализована вплоть до 24 К, особенно при добавлении к традиционным тройным точкам МПТШ-68 тройной точки вблизи 150 К и точки плавления галлия. [c.7]

Рис. 2.3. Расхождения шкал различных газовых термометров, послуживших основой низкотемпературной части МПТШ-68. ДГ — отклонение от среднего по четырем шкалам [45]. / —ВНИИФТРИ 2 —НБЭ 3 —НФЛ 4—ПУ.

МПТШ-68 условно разделяется на 4 интервала а) от 13,81 до 273,15 К б) от 0 °С до 630,74 °С в) от 630,74 до 1064,43 °С и г) выше 1064,43 °С. В интервале а шкала определена шестью низкотемпературными реперными точками (табл. 2.3) и стандартной зависимостью tt7J кт-68 (Т ев), которая представляет собой усовершенствованную таблицу ККТ-64. Термометры градуируются в этих шести точках и дополнительно в тройной точке воды и точке кипения воды. Затем для них по результатам градуировки вычисляются поправки зависимости ДИ7(Т б8) в четырех диапазонах, как схематически показано на рис. 2.4. В каждом из этих диапазонов значение (Т в) для данного термометра равно сумме стандартного значения и поправки ДИ7(7 б8). Требова- [c.53]

Принципиально новые сведения о термодинамической шкале при низких температурах были получены Берри с газовым термометром НФЛ в интервале от 2,6 до 27,1 К [4]. Эти данные были подтверждены при новых измерениях с шумовым термометром до 4,2 К [40], с акустическим термометром от 4,2 до 20К [20] и с новым типом газового термометра [28, 29], где использована температурная зависимость диэлектрической проницаемости. Применив диэлектрический газовый термометр в качестве интерполяционного прибора, Гьюген и Мичел подтвердили данные Берри в интервале от 4,2 до 27 К-Значения низкотемпературных реперных точек установленной Берри шкалы НФЛ-75 приведены в табл. 2.5. [c.63]

Рис. 2.13. Отклонения низкотемпературных шкал, в том числе ПТШ-76, от шкалы Тхас. Эти отклонения приведены в табл. 2—5. Положения о ПТШ-76. 1 — акустический термометр НБЭ 2 — акустический термометр НФЛ.

При измерении величин Р и К принципиально необходимо вводить поправку на вредный объем, гидростатическую поправку, возникающую из-за переменной плотности газа по длине трубки для измерения давления и на термомолекулярное давление. Последняя из этих поправок обусловлена потоком частиц газа вдоль трубки, передающей давление, и является функцией давления, разности температур между концами трубки и состояния ее внутренней поверхности. На рис. 3.8 приведены величины всех трех поправок для низкотемпературного газового термометра Берри. Для газового термометра на интервал высоких температур одной из самых существенных является поправка на вредный объем. Это обусловлено тем, что в формулу (3.24) для вычисления поправки на вредный объем входят элементарные объемы участков трубки, которые содержат газ с высокой плотностью. В случае газовой термометрии при высоких температурах это те части трубки, передающей давление, которые находятся при комнатной температуре. Во время эксперимента необходимо самым тщательным образом следить за тем, чтобы температура участков соединительной трубки,которые находятся при комнатной температуре, оставалась постоянной. Кроме того, необходимо контролировать изменения объема при открывании и закрывании вентилей. Измерение температуры и объема соединительной трубки и вентилей с необходимой точностью требует применения довольно сложных экспериментальных методов и является одним из основных источников погрещности газовой термометрии в области высоких температур. В низкотемпературной газовой термометрии газ, имею- [c.93]

Необходимость прибегать к итерации является не слишком большим неудобством по сравнению со сложностями, возникающими в связи с требованием плавного соединения поправочных функций на границах участков низкотемпературного диапазона. Требуется, чтобы поправочная функция имела в точке соединения участков такой же наклон, как у поправочной функции для более высоких температур. Поэтому термометр приходится градуировать до самой низкотемпературной точки интервала, в котором его предполагается использовать. Для термометров, предназначенных для использования в диапазоне, который ранее описывался уравнением Каллендара — Ван Дюзена, поправочная функция дается выражением [c.206]

Характеристику железородиевого термометра в весьма широком диапазоне температур можно аппроксимировать полиномами разумного порядка [46]. В диапазоне от 0,5 до 20 К полином восьмой степени обеспечивает стандартное отклонение не более 0,2 мК в диапазоне от 0,5 до 27 К для той же точности достаточен полином одиннадцатой степени. Эти полиномы описывают температуру как функцию сопротивления. Менее точные данные в диапазоне от 27 до 273 К могут быть аппроксимированы с точностью до 1 мК полиномом, в котором в качестве независимой переменной принимается lпZ, где Z представляет собой отношение (7 т— 4,2)/( 273,16— 4,2)- Сложности возникают при попытках аппроксимировать диапазоны, включающие температуру 28 К, поскольку в этой точке низкотемпературное сопротивление, обусловленное примесными явлениями, уступает место высокотемпературному сопротивлению, обусловленному рассеянием на фононах, и кривая зависимости сопротивления от температуры проходит через точку перегиба. [c.235]

Конструкция точных германиевых термометров сопротивления претерпела мало изменений с тех пор, как они были впервые разработаны Кунцлером и другими исследователями в 60-х годах [47, 48]. Легированный германий вырезается в форме мостика (рис. 5.34), к ножкам которого прикрепляются золотые проволочки, служащие токовыми и потенциальными выводами. Германий обладает выраженными пьезоэлектрическими свойствами, поэтому очень важно обеспечить крепление без механических напряжений. Обычно для крепления используются сами выводы. Элемент герметически запаивается в позолоченную капсулу, которая заполняется гелием для улучшения теплового контакта. Несмотря на наличие гелия, более двух третей тепла подводится к германиевому элементу через выводы. Это означает, что температура, показываемая термометром, больше зависит от температуры выводов, чем от температуры самой капсулы. Чрезвычайно важно учитывать это при конструировании низкотемпературных установок [50]. То же верно и для платиновых и железородиевых термометров, но в гораздо меньшей степени, поскольку для проволочного чув-ствительного элемента отношение площади поверхности к площади поперечного сечения гораздо больше, чем для германиевого элемента. Как и у других термометров сопротивления, эффект самонагрева измерительным током зависит от теплового контакта с окружающей средой. Если весь термометр погружен [c.236]

Все большее число работ свидетельствует о том, что шкалы по давлению паров гелия [1, 2] и низкотемпературная часть Международной практической температурной шкалы 1968 г. (МПТШ-68) существенно отклоняются от термодинамической температуры и, кроме того, не соответствуют друг другу. Эти недостатки действующих практических температурных шкал стали очевидными и были изучены Консультативным комитетом по термометрии (ККТ). В результате в 1976 г. ККТ предложил Международному комитету по мерам и весам (МКМВ) рекомендовать к использованию в международном масштабе новую Предварительную температурную шкалу от 0,5 до 30 К до тех пор, пока не будет принята новая Международная практическая температурная шкала [4]. МКМВ поручил ККТ опубликовать Предварительную температурную шкалу 1976 г. от [c.437]

Открытие П. р. и связанных с ним явлений привело к созданию нового направления в физике твёрдого тела — электрической радиоспектроскопии. Её задачи совпадают с задачами магн. радиоспектроскопии изучение диполь-решёточного и ди-поль-дипольного взаимодействий, ширины реаонансвых линий, роли внеш. воздействий, природы дефектов и их окружения и т. д. Это направление находит и практич. применение созданы генераторы гиперзвука, низкотемпературные термометры, разработан метод пара-электрич. адиабатич. охлаждения. [c.546]

Государственные первичные Э. России воспроизводят МТШ-90 в двух поддиапазонах 0,8—273,16 К и 273,16— 2773 К. Осн. часть низкотемпературного Э. составляют две группы железо-родиевых и платиновых термометров сопротивления. Каждая из них содержит 2 платиновых и 2 железо-родневых термометра, постоянно помещённых в блок сравнения—массивный цилиндр с четырьмя продольными каналами для термометров, что существенно повышает их долговрем. стабильность. Градуировочные зависимости термометров определены по результатам междунар. сличений результатов, полученных национальными термометрич. лабораториями России, Великобритании, США, Австралии и Нидерландов т. о. осуществлён централизованный вариант СОЕЙ, В набор контрольной аппаратуры, помимо устройств для точных измерений сопротивлений и давлений, входит комплект установок для реализации темп-р реперных точек, газовый интерполяц, термометр и криостат сравнения. [c.641]

Товма А. А. Оценка качества контакта низкотемпературного термометра с исследуемым объектом.— Пром. теплотехника, 1983, 5, X 2, с. 85—87. [c.485]

Регистрируемое изменение какого-либо параметра светового пучка при взаимодействии с твердым телом, позволяющее восстановить температуру тела, будем называть сигналом. Высокая помехозащищенность регистрируемого сигнала необходима потому, что плазма и ионные пучки являются источниками электрических помех в широком диапазоне частот (от долей герца до гигагерц). Оптическое фоновое излучение низкотемпературной плазмы перекрывает спектральный диапазон от вакуумного ультрафиолета (длины волн Л 100 нм) до дальнего инфракрасного (Л 100 мкм). Метод термометрии можно считать полностью помехозащищенным, если отношение сигнал/шум достигает по порядку величины 100. [c.16]

Нагреватель в низкотемпературных калориметрах-контейнерах лучше всего помещать внутри калориметра, коаксиаль-но ячейке термометра, с таким расчетом, чтобы количество вещества с внутренней и с внешней стороны нагревателя было одинаково. При таком расположении нагревателя распределение введенной в калориметр теплоты по всей массе вещества будет наиболее быстрым. Однако изготовление калориметров с внутренним нагревателем довольно сложно. Поэтому во многих случаях нагреватель навивают на внешнюю стенку калориметра и укрепляют его при помощи изоляционного лака, например БФ-2. Расположение нагревателя на внешней поверхности менее выгодно, так как при этом требуется больше времени для выравнивания температуры. [c.202]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...