Термопара для измерения низких температур

СОЮЗ СООЕТСНИХсаваэшешаакРЕСПУБЛИК 4(51 О 01 К 7 00 ПИ БРЕТ ЬСТВУ В 5В.А, Черенков свидетельство СССР К 7/02, 10.01.79. идетельство СССР К 7/00, 20.07.72 ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НИЗ-.ержащая положиГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Государственнвательский проектнький институт сплавцветнык металлов,Я 0.1138 63 А тельный электрод, выполненный иэсплава на основе меди и никеля, иотрицательный электрод, выполненныйиэ сплава на основе меди и желеэа,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью повышения точности иэмеренияпутем уменьшения термоэлектрическойчувствительности при 273 К при сохранении высокой чувствительности ниже77 К, положительный электрод выполнен иэ сплава, содержащего 0,01,5 мас.З никеля и медь остальное,а отрицательный электрод - иэ сплава, содержащего 0,0-0,2 мас.Х желеэа, 0,01-1,5 мас.т. алвииния и медьостальное.663 20 1138Изобретение относится к измеренийтемператур при помощи термопар.Известна термопара для измерениянизких температур 1 .Известна термопара, отрицательныйэлектрод которой выполнен из сплава на основе меди и железа, а положительный из сплава на основе медии железа, а положительный из сплавана основе меди и никеля 1210Недостатками известных термопарявляются их нестабильность во времени и сравнительно большая чувствительность при комнатной температуреЦель изобретения - повышение точности измерения путем уменьшения термоэлектрической чувствительностивблизи 273 К при сохранении высокойчувствительности ниже 77 К (точкикипения азота),Для достижения поставленной целив термопаре, для измерения низкихтемператур, содержащей положительный электрод, выполненный из сплавана основе меди и никеля, и отрицательный электрод, выполненный изсплава на основе меди и железа, положительный электрод выполнен из сплава, содержащего 0,01-1,5 мас.% никеля и медь остальное, а отрицательныйэлектрод - из сплава, содержащего0,01-0,2 мас,% железа, 0,01-1,5 мас,%алюминия и медь остальное.Изменение термоэлектрическойхарактеристики предлагаемой термо 35пары в результате искусственного старения при 300 С в течение 50 ч не0превьпдает 60-80 мкВ.Дополнительное введение алюминияизменяет зависимость еТ). В частности, при содержании алюминия0,10-0,20% в сплаве Сц-Ге-А 1 и содержании никеля 0,5-0,7% в сплавеСцБ их термоэлектрическая чувствительность практически совпадает в45большом диапазоне температур (вблизи О С).Подбором материалов термоэлектродов можно добиться практическинулевой чувствительности термопары50к температуре свободных концов, приэтом термоэлектрические чувствительности обоих электродов при 273 Кдолжны совпадать. Термо-ЭДС электродов при 273 К компенсируются так,55что ЭДС пары равна нулю,Содержание железа в отрицательном электроде термопары может быть 0,01 0,20%. При этом абсолютная дифференциальная термо-ЭДС при 273 К может иметь значения от +1,6 до -8 .мкВ/град Сплав меди с никелем дает такую же термо-ЭДС при содержании никеля 0,01-1,5%. Малая термоэлектрическая неоднородность положительного электрода обеспечивает измерение температуры предлагаемой термопарой с точ- ностью 0,1 град. Положительный термоэлектрод на основе сплава медь- никель при концентрации никеля менее 0,01% имеет абсолютную дифференциальную термо-ЭДС 0,01-0,1 мКв/град ва всем интервале 4,2-300 К и не представляет практического интереса, Сплав медь-никель прн содержа нииникеля более 1,5% имеет термо-ЭДС большую по абсолютной величине, чем термо-ЗДС отрицательного электрода медь - железо - алюминий н поэтому неприемлен. Примеры возможных термопар показаны в таблице. Из таблицы видно, что предложенная,термопара обладает практически нуле-вой чувствительностью при температуре 273 К. Зто позволяет для большинства технических средств отказать"ся от термостатирования свободныхконцов, поскольку изменение их температуры в пределах до 20 С не влияОет на интегральную термо-ЗДС,Предлагаемая термопара имеет боЪлее стабильную во времени термоэлек-,трическую характеристику. Изменениетермо-ЭДС термопары СиРеА 1/СцВопри 300 С не превышает 60-80 мкВ, а:при 20 ОС в течение 2-3 лет не превышает 5 мкВ. Термоэлектрическая неоднородность проволоки из сплава медьжелезо - алюминий на длине 100 мне превосходит 5 мкВ на 100 м 1 О мкВчто обеспечивает удобство в комплектации термоэлектродов в пары. Изменение термоэлектрической характеристики предлагаемой термопары в результате циклических перегревов 4,2-250 К не превышает 0,1 град.Новая термопара найдет широкое применение в криогенной технике. Повышается точность измерений, удешевляется аппаратура.138663 зменемкВ/град Состав от электрода ие тероЭДС реэуль естнь 5 Сц Н) 90 8 Сц+0,15 Ре Сц+0,20 Ре ц 4 1 Ре+0,002 Е 4 5 0,00 Е ц+О 6