Главная > Разное > Диаграммы равновесия металлических систем
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

ГЛАВА 8. ТЕРМОМЕТРЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ

Платиновые термометры сопротивления — наиболее точные приборы для измерения температур до 600°, и если исключаются загрязнения и отсутствуют механические напряжения, то их градуировка остается неизменной вплоть до этой темпера туры. Термометры сопротивления могут быть использованы и при более высоких температурах. В частности, они применялись Хейкоком и Невилем [64] в их классической работе по определению точек затвердевания сплавов при температурах до 1110°, хотя при таких высоких температурах сопротивление легко изменяется вследствие напряжений и загрязнений. В связи с этим Хейкок и Невиль рекомендовали проводить повторную градуировку после каждого опыта при 1100°. При высоких температурах изменения происходят также благодаря испарению платины. Неудобство использования термометров сопротивления связано с тем, что эти приборы относительно велики и имеют более высокую теплоемкость, чем термопары. Термометры сопротивления применяются главным образом в некоторых электронных терморегуляторах.

Приборы рассматриваемого типа основаны на принципе измерения электрического сопротивления платиновой проволоки данной длины. Сопротивление чистой платины практически точно можно выразить квадратным уравнением:

где температура по газовой шкале. Это квадратное уравнение дает в функции таким образом, для установления постоянных термометра достаточно измерить сопротивление при трех определенных температурах. Соотношения такого типа применимы только к платине, но не соблюдаются для проволок из других металлов. По этой причине нецелесообразно использование других металлов для проволок термометров сопротивления за исключением случаев низкотемпературных измерений. Типичный термометр сопротивления показан на рис. 56. Проволока навита в виде безиндуктивной спирали на непроводящий слюдяной сердечник. Важно избежать возникновения напряжений в проволоке при расширении и сжатии. С этой целью было предложено несколько типов сердечников [65, 66]. Термометр помещают в трубчатый чехол из твердого стекла или кварца; для соединений внутри трубы применяют толстую платиновую или золотую проволоку.

Для регулирования температуры можно ограничиться двойной спиралью, навитой на корундизовую трубку. Одинарная спираль не должна применяться вследствие эффекта индуктивности.

Рис. 56. Термометр сопротивления

Платиновую спираль термометра сопротивления необходимо отжечь при температуре более высокой, чем та, при которой она впоследствии будет использована. Как было указано выше, этот отжиг лучше всего проводить, пропуская через спираль электрический ток.

Измерение сопротивления

Сопротивление термометров точно измеряют мостом Витстона. Схема, приведенная на рис. 57, дает возможность учесть изменение сопротивления подводящих концов. С этой целью два проводника, таких же, как подводящие концы термометра, помещают в чехол термометра и включают в противоположное плечо моста, благодаря чему изменение сопротивления подводящих концов не влияет на баланс моста. Если для уменьшения теплоемкости и облегчения измерения проволоку термометра сопротивления сделать тонкой, то ток в цепи моста может значительно нагреть ее. Это повышение температуры, вызванное током в цепи моста, зависит также от температуры проволоки. Каллендэр показал, что если ток в цепи моста остается постоянным, то эффект нагрева почти не зависит от температуры. Поэтому в цепь обычно включается устройство для обеспечения постоянства тока. Так, например, при

Рис. 57. Схема Каллендэра-Гриффитса для измерения температуры термометром сопротивления: 1 — термометр; 2 — компенсационные провода; 3 — реохорд; 4 — гальванометр

токе в приборе 0,01 а повышение температуры оказывается меньше 0,02°.

Термометры сопротивления имеют большое преимущество при весьма точном измерении относительно низких температур в условиях, когда величина теплоемкости измерительного прибора не играет роли. Таким образом, эти приборы могут применяться в контроллерах и регуляторах до 1000°. Однако для большинства работ, связанных с построением диаграмм равновесия металлических систем, лучше применять термопары. По этой причине мы здесь не касаемся деталей метода с применением термометра сопротивления. Эти вопросы подробно освещены в литературе [65, 66].

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление