Способ определения термодинамической температуры Советский патент 1991 года по МПК G01K7/40 

Изобретение относится к термометрии и может найти применение для прецизионного измерения температуры.

Цель изобретения - повышение точности определения термодинамической температуры.

На чертеже приведена блок-схема устройства для осуществления данного способа.

Устройство содержит ваКуумированный диэлектрический корпус 1, электроды 2 и 3, размещенные внутри корпуса и образующие с ним термоэмиссиоыный датчик. Электроды 2 и 3 включены в электрическую цепь, состоящую из источника 4 регулируемого напряжения и измерителя 5 тока, последовательно которым подключен индикатор 6 максимума дифференциального сопротивления межэлектродного промежутка, в состав которого входят генератор 7 напряжения и измеритель 8 переменного тока.

Способ реализуют следующим образом.

Термоэмиссионный датчик помещают в среду с известной (реперной) температурой Ti и с помощью источника 4 напряжения устанавливают в межэлектродном промежутке напряженность электрического поля EI, соответствующую току насыщения И , а затем - напряженность Е2, которой согласно эффекту Шоттки соответствует иное значение тока насыщения - I21.

С учетом эффекта Шоттки значение тока насыщения I может быть определено по формуле

I BT2exp(-Ci/T)exp(0,), (1) где В и Ci - константы, зависящие лишь от размеров электродов и их эмиссионных свойств, причем Ci Ф/К(Ф- работа выхода, К - постоянная Больцмана), Е - напряженность внешнего электрического поля.Т - температура среды, которую необходимо определить

Из формулы (1) следует

h/l2 exp(a/T);(2)

h1/ I21 exp(a/Ti),(3)

О

о

СП

ю

где а 0,44 О/ЕТ 2 ) 11 и 12 - токи насыщения при двух значениях напряженности электрического поля EI и Е2 и температуре контролируемой среды Т, в которую термоэмиссионный датчик перемещают из среды с известной (реперной) температурой Т1.

Искомую температуру Т определяют по формуле

Т- Т1-1ЦЦ4-.(4)

|П I Vl 2

С помощью устройства может быть реализован также упрощенный способ определения температуры, при котором термоэмиссионный датчик последовательно помещают в две среды с различными реперными температурами и в контролируемую среду. В этом случае регистрацию токов насыщения проводят при одном фиксированном значении напряженности электрического поля. Для определения выхода тока на насыщение используется индикатор максимума дифференциального сопротивления, а значение температуры Т определяется по расчетной зависимости. Однако точность при таком методе ниже, чем в предлагаемом способе.

Предлагаемый способ может быть использован для целого ряда специальных

случаев. Так, необходимость лишь единственной градуировки дает возможность строить с помощью такого метода независимую температурную шкалу, приписывая температуре Ti какое-либо точное значение. Возможность использования одной опорной температуры позволяет строить в рабочем диапазоне (400-2000 К) термодинамическую температурную шкалу.

0 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ определения термодинамической тепмературы, заключающийся в измерении тока насыщения И термоэмиссионного датчика, помещенного в контролируемую

5 среду, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, термоэмиссионный датчик предварительно размещают в среде с известной температурой Ti и измеряют токи насыщения И и (2 при двух фиксируемых

0 значениях напряженности электрического поля - EI и Е2 соответственно, при измерении тока насыщения Н устанавливают значение напряженности электрического поля EI, затем изменяют его до значения Е2 и

5 измеряют ток насыщения г, а термодинамическую температуру Т определяют по формуле :

In Ii/l2

Т Ti

In lVl2

Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить точность определения термодинамической температуры. Измеряют токи насыщения в вакуумном промежутке при двух значениях напряженности электрического поля при известной температуре и при измеряемой температуре. В описании изобретения приведено соотношение, связывающее определяемую температуру с реперной температурой. 1 ил.