Измерения теплоемкости

а) термоэлектрические преобразователи, чувствительным элементом которых является термопара (служат для измерения температуры);

непосредственно в градусах. В данном случае мост используется для измерения температуры. Термометр сопротивления представляет собой нелинейный элемент. Поэтому цепь моста является нелинейной цепью с одним источником питания и одним нелинейным элементом. Определение токов ветвей такой схемы удобно производить, используя метод эквивалентного генератора (см. 3.14).

На 16.16 приведена принципиальная схема аналогового автоматического уравновешенного моста для измерения температуры.

Компенсационный метод измерения положен в основу большинства автоматических аналоговых и цифровых приборов, благодаря чему они отличаются значительно более высокой точностью по сравнению со стрелочными показывающими приборами. Автоматические потенциометры, например, используются для измерения температуры (см. § 16.7).

На 16.28 приведена типовая принципиальная схема автоматического потенциометра для измерения температуры с помощью термопары, э. д. с. Et которой подается на потенциометр. Рабочий ток потенциометра /Р создается источником питания ?всп. Он разветвляется на два тока — /Р1 и /Р2- Компенсирующее напряжение получается как разность двух падений напряжений:

В книге приведены сведения о классификации приборов контроля и аппаратуры автоматического регулирования и управления, описаны принцип действия и устройство приборов для измерения температуры, давления, расхода, количества, концентра-ции растворов, уровня, а также приборов для контроля состава, влажности и плот-яости газов. Рассмотрено устройство пневматических, гидравлических и электрических автоматических регуляторов и аппаратуры дистанционного управления. Приведены примеры автоматизации отдельных технологических установок.

Принятый в СИ градус Кельвина (°К) является единицей измерения температуры по термодинамической шкале, в которой для тройной точки воды (т. е. температуры равновесия между тремя состояниями воды — льдом, жидкой водой и водяным паром) установлено значение 273,16°К (верхняя точка шкалы Кельвина). Эта

По виду измеряемой величины приборы выпускают для измерения температуры, давления, расхода и количества, концентрации растворов, уровня, влажности и плотности газов, электрических величин и определения состава (анализа) газов и жидкостей.

ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Приборы для измерения температуры классифицируются в зависимости от того, какой метод измерения положен в основу их конструкции: контактный (метод непосредственного соприкосновения с измеряемой средой) и неконтактный (метод, основанный на расположении измерительного прибора на расстоянии от измеряемой среды).

Контактные ртутные термометры применяют в схемах сигнализации и в простейших схемах автоматического регулирования температуры. Они предназначены для измерения температуры в пределах от 0 до 300° С.

15. Области измерения теплоемкости водяного пара различными исследователями

Для измерения теплоемкости — — —

Микрокилириметр для определения теплоемкостей в интервале 12—300 К [33] приведен на XIII. 77. Калориметрическая ампула с исследуемым веществом помещается в тонкостенный медный цилиндр, на который навит константановый нагреватель (1,2 кОм). Цилиндр изготовлен из меди толщиной 0,05 мм, позолочен, ампула из платины, при измерениях герметизируется пайкой. В полость ампулы вмонтирован платиновый термометр сопротивления. Цилиндр с ампулой подвешен на капроновых растяжках. Адиабатический экран из меди, внутренняя поверхность посеребрена. Между экраном и цилиндром вмонтированы медь-золотоко-бальтовые дифференциальные термопары (2 ат. % кобальта). Вто-. рым экраном устраняется теплоотвод через элементы, связывающие калориметр с внешней средой. На экранах установлены электрические нагреватели. Калориметрическая система с экранами помещена в вакуумную оболочку и погружена в сосуд Дьюара. Измерения производятся в вакууме (2 • Ю-6— 5 • Ю-7 мм рт. ст.); откачкой над водородом достигается температура ^ 12 К. Относительная ошибка измерения теплоемкости ±0,2% .

XIII.78. Схема, поясняющая метод относительного измерения теплоемкости адиабатическим калориметром: / — дифференциальная термопара; 2, Sm нагреватели; 3 — образец; 4 —теплопроводящий стержень; 5, 6 т* терморезисторы; 7 -» эталонный образец [128].

Для точного измерения теплоемкости [9, 11], как и в низкотемпературных микрокалориметрах, использован метод электро-теплового моста, основанный на нагреве двух тел с одинаковой скоростью в адиабатических условиях. Теплоемкость одного из тед известна. Между телами вмонтирована термобатарея. При одина- ' ковых скоростях нагрева температуры тел равны, поэтому

где.; — время.\Даже при небольшой разности скоростей по истечении достаточно большого времени ДГ становится большим, поэтому метод в принципе позволяет со сколь угодно большой точностью обеспечить одинаковые «скорости нагрева. В формуле (XIII. 49) отношение мощностей может быть заменено отношением сопротивлений нагревателей, вмонтированных на эталонном и исследуемом образцах. Схема калориметра приведена "на XIII. 82. Прибор состоит из внутренней камеры с исследуемым-веществом, спиральных термобатарей и внешней оболочки из материала с известной теплоемкостью (латуни). Оболочка изолирована от внешней среды адиабатическим экраном. Разность температур между оболочкой и камерой определяется термобатареей из 1000 спиральных медь-константановых термопар, изготовленных электролитическим осаждением. Диаметр камеры 30 мм, длина 100 мм. Внутри камеры вмонтированы медные перегородки для выравнивания температуры. Время установления квазистационарного режима камеры около 20 мин, оболочки — около 1 мин. Погрешность измерения теплоемкости составляет 0,03—0,05%.

XIII.82. Схема адиабатического калориметра для измерения теплоемкости:

11. Березин Г. И., Киселев А. В., Синицын В. А. Метод электротеплового моста для точного измерения теплоемкости.-» ЖФХ, 1962, 36, № 2, с. 401 — 404.

42. Камилов И. К; Шахшаев Г. М. Вакуумный адиабатический калориметр для измерения теплоемкости образцов малого размера.—Науч..сообщ. (по естеств. и техн. наукам) Дагест. ун-та, 1968, вып. 2, с. 22—26.

52. Кулагин В. И. Адиабатический калориметр для измерения теплоемкости твердых тел в интервале температур от 600 до 1337" К.— Тр. метрол. ин-тов СССР, 1976, вып. 187, с. 30—31.

64. Половое В. М., Гаврилое Н. М. Микрокалориметр для измерения теплоемкости при температуре 80—300° К.— ПТЭ, 1973» № 5, с. 236—238.

84. Хлюстов В. Г-.- Чашкин Ю. Я., Шавандрин А. М. Низкотемпературный адиабатический микрокалориметр для измерения теплоемкости твердых тел.—Тр. метрол. ин-тов СССР, 1971, вып. 129, с. 111—115.