Пользовательского поиска
|
В диапазоне температур
от 1 до 4 К базовым прибором для воспроизведения температурной шкалы является
гелиевый газовый термометр. Примером такого термометра может служить прибор,
созданный во ВНИИФТРИ и имеющий строго постоянный объем, давление в котором, изменяющееся
линейно с температурой, измеряется точным мембранным манометром. Кроме того, в
диапазоне температур от 1 до 5 К используются конденсационные термометры в
основе которых лежит хорошо изученная зависимость давления насыщенных паров
жидких газов от температуры. Точность, достигаемая при измерениях температуры с
помощью конденсационных термометров, весьма велика. Так, при использовании
жидкого гелия погрешность измерения не превышает 0,002 К.
Осуществление
градуировки термометров в диапазоне температур от 4 до 10 К производится
интерполяцией показаний платинового термометра, для чего используются угольные
терморезисторы изготовленные из специально обработанного каменного угля.
Используя эмпирические зависимости сопротивления от температуры в области выше
14 К и ниже 4 К и производя интерполяцию внутри этого диапазона температур,
получают выражения, описывающие • температурную зависимость сопротивления
угольных термометров для температур от 1 до 14 К, которая обеспечивает
определение температуры с погрешностью, не превышающей ±:0,1К. При этом следует
иметь в виду, что угольным терморезисторам свойственна сильная нестабильность,
поэтому градуировку производят перед каждым измерением.
Для измерения
сверхнизких температур от 4 до 14 К также применяются германиевые терморезисторы.
Термин «низкие
температуры» не имеет строго установленного значения. Обычно в понятие «низкие»
включают область температур от 10 до 800 К. Для измерения таких температур используются
металлические и полупроводниковые терморезисторы, термопары или термобатареи, описание
принципов действия, электрических схем и погрешностей которых было дано в п. 1.
Достаточно точное
измерение температур в диапазоне от 4 до 1300 К может быть основано на
зависимости шумового напряжения Uш на резисторе R от температуры Q Средний квадрат напряжения шума по формуле
Найквиста , где k = 1,38∙10-23
Дж/К — постоянная Больцмана; Df —полоса воспринимаемых частот. Практическая
реализация метода заключается в сравнении шумов двух идентичных резисторов,один
из которых находится при известной, а другой — при измеряемой температуре.
Сравнение шумов резисторов осуществляется двумя методами: либо по величине
шумового напряжения (усиленного и выпрямленного), если уровень шумов достаточно
высок, что соответствует температуре выше 500 К, либо по числу шумовых
импульсов — для более низких гемператур.
В первом случае датчик термометра выполняется из платиновой проволоки диаметром 2,5 мкм с платиновым экраном толщиной 50 мкм в кварцевой