401896

О П И С А Н И Е 401896ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистицеских Республик.1971 исоеди ением зая сиГасударственный камитеСввета Министрав СССРпа делам изобретенийи аткрытий Приорите 536.532 (08 Бюллетень41 убликовано 12.Х.1 та опубликования сания 28.11.1 Авторы зобрет ловин и С. П, Яценко Заявитель нститут химии Уральского научн итра АНОВКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЬ ИФФЕРЕНЦИАЛЬНЪХ ТЕРМО-Э. Д, С,У 2 Изобретение относится к приборостроению, а именно к термоизмерительным приборам и может быть использовано при изучении температурной зависимости термоэлектрических свойств различных веществ. Так как величина дифференциальной термо-э.д.с. зависит от химического состава и структуры материала, установку можно использовать для контроля чистоты получаемых материалов непосредственно в ходе технологического процесса.Известны установки для измерения малых дифференциальных термо-э,д,с., содержащие ячейку с исследуемым материалом, эталонный материал, прибор для измерения э.д.с. и блок создания инертной атмосферы и поддержания необходимых температурных рс жимов. В исследуемом материале созда;о г разность температур и к двум точкам, горячей и холодной, разность температур между которыми составляет 5 - 30, подсоединяют проводники из эталонного материала, абсолютная дифференциальная термо-э.д.с. которого хорошо известна. Другие концы этих проводников в термостате подключа.от к прибору, измеряющему э.д.с, Дифференциальная термо-э.д,с. для термопары исс -,едуемый материал - эталонный материал равна измеренной э.д.с., деленной на ЛТ, и представляет собой алгебраическую разность абсолютных дифференциальных термо-э.д.с. исследуемого и эталонного материалов.Когда исследуются материалы с малой величиной абсолютной термо-э.д.с., например 5 металлы и сплавы в жидком и твердом состояниях, то к эталонному материалу предьявляются следующие требования. Величина абсолютной термо-э,д.с. должна быть порядка единиц микровольт на градус, термоэлек трические свойства должны быть стабильны и отсутствовать взаимодействие с игстедуемым материалом. При изме цях с помощью известных установок температур 800 К имеются материл, отвечающие перечислен- . 15 ныМ -реббнльиям, например свинец, ь пптервале температур 20 в ; 300 К и медь при температурах 300 в ; 800 К. При более высоких, а также и при очень низких температурах эталонный материал работает в неблаго приятных температурных условичх. Это приводит к знаштельному снижению точности измерений. Низкая точность измерений и невозможность обеспечения оптимального температурного режима для эталонного материа ла являотся недостатками всех известных установок.Предлагаемая установка отличается от известных тем, что эталонный материал выполнен в виде образца, горячая и холодная 30 точки которого соединены соответственно сгорячей и холодной точками исследуемого материала проводниками, выполненными из материала с абсолютной дифференциальной термо-э.д,с., прямо пропорциональной в рабочем интервале температур абсолютной температуре, Это позволяет повысить точность измерений.Горячая точка образца из эталонного материала поддерживается при температуреТ, =/То+ 2 Т ЬТгде Т - средняя температура рабочей зоны исследуемого материала;ЬТ - разность температур между горячей и холодной точками исследуемого материала;То - температура холодной точки образца из эталонного материала.В этой формуле все температуры выражены в К.На чертеже изображена электрическая схема предлагаемой установки.К точкам а и о в объеме исследуемого материала 1 подсоединены проводники 2. Разность температур в этих точках создается нагревателем 3 и контролируется датчиком температуры 4. В термостате 5 к точкам д и 4 подключен прибор 6 для измерения э.д.с., действующей в электрической цепи. Проводники 2 в точках с и д находятся в электрическом контакте с образцом 7, выполненным из эталонного материала. Температура Т, в точке с устанавливается нагревателем 8 и контролируется датчиком температуры 9. Датчик 10 предназначен для контроля температуры термостата 5,Для автоматизации процесса измерений все датчики температур 4, 9 и 10 подключают ко входу автоматического регулятора, а нагреватель 8 - к его выходу. Регулятор отрабатывает температуруТ, = /То+2 Т ЬТУста аботает следующим образом.Нагревателем 3 устанавливают температуру Т, при которой ь:лут измерения, и разность т яд а. 5 - 20 между точками а и 6. При этом в образцевозникает термо-э,д.с. Термостат 5 постоянно пж держивает температуру То, находящуюся в интервале оптимальных значений для эталонного материала, а нагревателем 8 устанавливают температуру Т,. В данных условиях впроводниках 2 возникает равная по величине5 и встречно включенная интегральная термоэ.д.с. Термо-э.д.с., возникающая в образце 7,такова, как если бы образец 7 находилсяв одинаковых температурных условиях с рабочей зоной исследуемого материала. Таким10 образом, прибор 6 показывает э.д.с. Е термопары 1 - 7 при средней температуре Т с разностьо температур ЬТ, Дифференциальнаятермо-э.д.с. термопары 1 - 7 равна Е(ЬТ, Таккак эталонный материал работает в опти 15 мальном температурном режиме, точность измерений возрастает.Преимущества предлагаемой установкиособенно наглядно проявляются при температурах 1400 и более. Например, измеряли20 дифференциальную термо-э,д.с. жидкого олова в интервале температур 1000 - 1400 К.Измерения вели в инертной атмосфере. Приизмерениях по известной схеме с использованием гомогенной вольфрамовой проволоки в25 качестве эталонного материала получили относительную погрешность измерений абсолютной дифференциальной термо-э,д.с+60 - ;- ;100%. Относительная погрешность этих жеизмерений с помощью предлагаемой установЗО ки, в которой в качестве материала для эталонного образца выбрали медь особой чистоты марки В-З, а соединительные проводникиизготовили из той же вольфрамовой проволоки, составила -+8 - 10%,35Предмет изобретенияУстановка для измерения малых дифференциальных термо-э,д.с содержащая ячейку сисследуемым материалом, эталонный мате 40 риал, прибор для измерения э.д,с. и блоксоздания инертной атмосферы и поддержаниянеобходимых температурных режимов, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности измерений, эталонный материал выпол 45 нен в виде образца, горячая и холоднаяточки которого соединены соответственно сгорячей и холодной точками исследуемого материала проводниками, выполненнымииз материала с абсолютной дифференциаль 50 ной термо-э.д,с., прямо пропорциональной врабочем интервале температур абсолютнойтемпературе.401896 ито дакт Заказ 33,2Ц в СССР ипография, пр. Сапунова, 2 Составитель В. ИвановТехред А. Камышников Изд.,е 131 Ти ИПИ Государственного комитета Сове по делам изобретений и отк Москва, Ж.35, Раушская наб, ж 755Мннпстийд. 4/5 ректор М. Лейзерман Подписное