SU1275232A1

SU1275232A1 - Способ градуировки термопреобразовател

Info

Publication number: SU1275232A1
Application number: SU833658756A
Authority: SU
Inventors: Сергей Петрович Логвиненко
Original assignee: Физико-технический институт низких температур АН УССР
Priority date: 1983-07-22
Filing date: 1983-07-22
Publication date: 1986-12-07

Abstract

Изобретение относитс к термометрии и обеспечивает градуировку без применени средств измерени репер ной температуры. Градуируемый преобразователь помещают в среду с температурой, измен кицейс с посто нной скоростью в рабочем диапазоне. Одновременно с измерением термометрического параметра преобразовател определ ют значение показател теплог вой инерции, использу в качестве реперной температуру фазового перехода материала элемента, определ еi мую по моменту достижени показате- : лем максимального значени . 1 ил. (Л

Description

Изобретение относится к термомет· ^:рии и может быть использовано для градуировки термопреобраэователей, содержащих в своей конструкции элементы из материала с фазовым переходом, сопровождающимся скачком теплоемкости в рабочем диапазоне, ипи поверки их градуировки предпочтительно в области низких температур.

Целью изобретения является обеспечение градуировки без применения средств измерения реперной температуры .

На чертеже изображены зависимости термометрического параметра от времени П(с) (кривая 1), показателя тепловой инерции 7 (t) (кривая 2), производной показателя тепловой инерции (t) (кривая 3) и теплоемdt кости термопреобразователя C(t).

Сущность способа заключается в следующем.

Термопреобразователь помещают в среду, температура которой изменяется в рабочем диапазоне от значения Т_о до Т_п с постоянной скоростью V_T . При этом каждому моменту времени соответствует определенная температура. Измеряют значение термометрического параметра. При градуировке термопре/образователя сопротивления термометрическим параметром является его сопротивление, а при градуировке термо.электрического-преобразователя его термо-ЭДС.

_ Одновременно с измерением термометрического параметра измеряют значение показателя тепловой инерции термопреобразователя Ъ = т-С/к, где т - масса термопреобразователя;

об - коэффициент теплоотдачи;

С ~ теплоемкость термопреобразователя, зависящая от теплоемкости его отдельных элементов.

Теплоемкость различных материалов (веществ) -зависит от температуры и достаточно монотонно убывает с ее уменьшением (кривая 4). Монотонность зависимости С(с) нарушается при фазо- Л® вых переходах второго рода, происходящих при определенных температурах Т_к. Примерами фазовых переходов второго рода являются: переход ферромагнетика в парамагнетик в точке Кюри, переходы с изменением симметрии, различных сплавов и соединений,, переход сверхпроводника в сверхпроводящее состояние, переход ^гНе в сверхтекучее состояние. Температуры Т_к хорошо известны и воспроизводятся для весьма значительного количества ве5 ществ с высокой точностью. Скачок зависимости C(t)-f-_Tl, приводит к скачку зависимости T'iti-p.y = А* xC(t)_T -г „как показано на чертеже.

^{1 31 1} и /

Таким образом при Т = Т_к с имеет 10 максимальное значение, что позволяет определять температуру фазового перехода по моменту достижения показателем тепловой инерции максимального значения.

Зависимость 'с (t) получают, измеряя показатель тепловой инерции и фиксируя время измерений, для чего, например, как показано для одного из циклов измерения, в момент време20 ни t_H (кривая 1) включают ток нагрева и перегревают термопреобразователь на заданную величину температуры. В момент времени t₇ выключают ток нагрева и в процессе свободного охлаждения термопреобразователя к температуре окружающей среды измеряют промежуток времени fit_7g =7 , задаваемый из условия, что температура перегрева термопреобразователя в моменты времени с₇ и tg определяется отношением T₇/T_g = е, где е основание натуральных логарифмов. Измерение термометрического параметра неперегретого термопреобразовате₃₅ ля выполняется в промежутки времени t₍ ~ t₂, - t₆, t₉ - t_/0 и Т.Д., свободные от циклов измерения с , что позволяет в одном эксперименте получить независимо обе функции П(с) ₄₀ и ?(t).

Более точно максимум на зависимости (с) может быть определен по d£(t) , минимуму зависимости _;—- (кривая at

3), полученной математической обработкой зависимости .

Градуировку термопреобразователя осуществляют путем определения термометрического параметра в момент достижения термопреобразователем значения температуры Т_к.

Для проверки известной градуировки Π, (Т) термопреобразователя в точке Т = Т._к определяют разность дП = = Π((Τ)_τ=Τι< - Πγ_γ и по величине йП судят о сохранности градуировки n_f(T) в точке Т = Т_к и ее окрестности.

Claims

Изобретение относитс к термометрии и может быть использовано дл градуировки термопреобраэователей, содержащих в своей конструкции, элементы из материала с фазовым переходом , сопровождающимс скачком теплоемкости в рабочем диапазоне, или поверки их градуировки предпочтительно в области низких температур. Целью изобретени вл етс обеспечение градуировки без применени средств измерени реперной температуры . На чертеже изображены зависимости термометрического параметра от времени Il(t) (крива 1). показател теп ловой инерции С (t) (крива 2). производной показател тепловой инерции -т- (t) (крива 3) и теплоем кости термопреобразовател C(t,). Сущность способа заключаетс в следующем. Термопреобразователь помещают в среду, температура которой измен етс в рабочем диапазоне от значени Тд до Т с посто нной скоростью V . При этом каждому моменту времени соответствует определенна температура Измер ют значение термометрического параметра. При градуировке термопре/образовател сопротивлени термометрическим параметром вл етс его соп ;ротивление5 а при градуировке термо .электрического-преобразовател его термо-ЭДС, , Одновременно с измерением термометрического параметра измер ют зна чение показател тепловой инерции термопреобразовател т-С/к, где m - масса термопреобразовател ; об - коэффициент теплоотдачи С - теплоемкость термопреобразовател , завис ща от теплоемкости его отдельных элементов . Тепло.емкость различных материалов (веществ) зависит от температуры и достаточно монотонно убывает с ее уменьшением (крива 4), Монотонность зависимости C(t) нарушаетс при фазо вых переходах второго рода, происход щих при определенных температурах Tjj. Примерами фазовых переходов второго рода, вл ютс : переход ферромаг нетика в парамагнетик в точке Кюри, переходы с изменением симметрии, различных сплавов и соединений,, переход сверхпроводника в сверхпровод щее 22 состо ние, переход Не в сверхтекучее состо ние. Температуры 1 хорошо известны и воспроизвод тс дл весьма значительного количества веществ с высокой точностью. Скачок зависимости C(t)T-Tt приводит к скачку зависимости T(t). Ах ) iC(t)T -г как показано на чертеже, Таким образом при Т имеет максимальное значение, что позвол ет определ ть температуру фазового перехода по моменту достижени показателем тепловой инерции максимального значени , Зависимость c(t) получают, измер показатель тепловой инерции и фиксиру врем измерений, дл чего, например, как показано дл одного из циклов измерени , в момент временн t (крива 1) включают ток нагрева и перегревают термопреобразователь на заданную величину температуры , В момент времени t выключают ток нагрева и: в процессе свободного охлаждени термопреобразовател к температуре окружающей среды измер ют промежуток времени t , задаваемый из услови , что температура перегрева термопреобразовател в моменты времени t-, и tg определ етс отношением е, где е основание натуральных логарифмов. Измерение термометрического параметра неперегретого тармопреобразовател вьЕполн етс в промежутки времени t( t&j t,o И Т.Д,, свободные от циклов измерени t , что позвол ет в одном эксперименте получить независимо обе функции n(t) H-r(t), Более точно максимум на зависимости (t) может быть определен по ( крива минимуму зависимости 3), полученной математической обработкой зависимости r(t) , Градуировку термопреобразовател осуществл ют путем определени термометрического параме;тра в момент достижени термопреобразователем значени температуры Т,,, Дл проверки известной градуировки П,(Т) термопреобразовател в точке Т Т.Ц определ ют разность лП П,(Т)-.т- - и по величине дП суд т о сохранности градуировки П,(Т) в точке Т Т и ее окрестности . Формула изобретени Способ градуировки термопреобразовател , содержащего элементы из материала с фазовым переходом, сопровождающимс скачком теплоемкости в рабочем диапазоне, заключающийс измерении термометрического парамет ра термопреобразовател , размещенно го в среде с измен ющейс температу рой, определении реперной температуры и значени термометрического параметра в момент достижени репер

ной температуры, отличающий- ного значени . c{r.t) tff a(r,t) ti2 ti3 Jjf2 ,4 с тем, что, с целью обеспечени градуировки без применени средств измерени реперной температуры, одновременно с измерением термометрического параметра измер ют значение показател тепловой инерции термопреобразовател , при зтом в качестве реперной температуры используют температуру фазового перехода материала элемента термопреобразовател , определ ее по моменту достижени показателем тепловой инерции максималь