ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ МИКРОКАЛОРИМЕТР Советский патент 1971 года по МПК G01K17/08 

Изобретение относится к области теплофизических измерений.

Пзвестные дифференциальные микрокалориметры состоят из массивного центрального блока, помещенного в термостат с тепловыми экранами, и двух калориметрических ячеек, расположенных внутри массивного центрального блока с некоторым зазором, в котором устанавливаются дифференциальные термобатареи, измеряющие тепловой поток от калориметрической ячейки к массивному блоку. Дифференциальное включение термобатарей двух калориметрических ячеек позволяет сзщественно уменьщить зависимость нестабильности нуля (дрейфа нуля) прибора от температуры массивного блока.

Однако, вследствие сложности изготовления, ячейки всегда имеют некоторую, вырал ающуюся в неравенстве постоянных времени т ячеек и их чувствительностей р неидентичность, которая принципиально не позволяет полностью устранить нестабильность нуля прибора.

Целью изобретения является повыщепие точности, разрещающей способности и быстродействия в изотермическом и, особенно, в неизотермическом (программный, например, линейный нагрев калориметрических ячеек) режимах работы.

рокалориметре компенсационные термобатареи включены встречно и соединены через резисторы с индикатором.

Блок-схема описываемого микрокалориметра представлена на чертеже.

Каждая из калориметрических ячеек - рабочая / и компенсационная 2 - вместе со своими усилителями 3 и 4 составляют две независимые замкнутые измерительные схемы.

В рабочей ячейке выделяется подлежащее регистрации тепло, а компенсационная - лишь для уменьщения дрейфа нуля калориметра.

Регистрируемое тепловыделение создает в

измерительной батарее сигнал, который после усиления по цепи обратной связи подается в компенсационные батареи 5 и 6, где за счет эффекта Пельтье происходит компенсация этого тепловыделения, причем компенсационный ток пропорционален скорости тепловыделения. Аналогично работает и система измерений компенсационной ячейки.

Дифференциальность калори.метра обеспечивается встречным включением сигналов,

снимаемых с резисторов 7 и 8, по которым, соответственно, протекают токи компенсационных термобатарей ячеек 1 и 2.

ячеек, дифференциальное по цепям компенсацрюнных термобатарей по сравнению с известным включением в дифференциальных микро-, калориметрах, где встречно включаются измерительные термобатареи, позволяет принципиально уменьшить нестабильность нуля прибора, связанную с неидентичностью ячеек.

Действительно, в случае дифференциального соединения выходных токов компенсирующих батарей, сигнал, поступающий на индикатор в операторном виде, может быть выражен формулой:

f iKilKi + 1R, +

U(p) W(p)(1 +

l-f

/Ci+r

2+г

где /Ci, Kz - коэффициенты иередачи первой и второй измерительных схем соответственно. Если за счет надлежащего выбора коэффициентов передачи схем К, и К. обеспечить равенство эквивалентных постоянных времени ячеек, т. е.

...

/С 1 + 1 /Сз + Г

а затем за счет соответствующего выбора резисторов R и выравнять чувствительность измерительных систем в целом

/Ci+l /C -f Г

ТО внешнее возмущение W(p) не будет влиять на дрейф нуля при неидентичности исходных калориметрических ячеек

(, ), т. е. U(p)Q.

Предмет изобретения

Дифференциальный микрокалориметр, содержащий две калориметрические ячейки и подключенные через усилитель измерительные и компенсационные термобатареи, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности, разрешающей способности и быстродействия, в нем компенсационные термобатареи включены встречно и соединены через резисторы с индикатором.