Метрологическое обеспечение измерения криогенных температур

Для измерения низких температур разрабатываются термоэлектроды на основе сплавов из неблагородных металлов. Перспективным является термоэлектрод из сплава меди с железом. Термопреобразователи, имеющие такие термоэлектроды, по метрологическим характеристикам уступают термопреобразователям, у которых термоэлектроды изготовлены из сплава золота с железом, но более доступны. Кроме того, зарубежные фирмы выпускают термопреобразователи типа железо-константанового термопреобразователя с условным обозначением НСХ преобразования железо-константан (ЖК) с термоэлектродами железо и сплав константан (55 % Сu + 45 % Ni, Мn, Fе) для диапазона измеряемых температур -200…+700 ºС (73…973 К). Для измерения температуры в промышленности широкое распространение получили преобразователи с условным обозначением НСХ преобразования хромель-копель (ХК) [13].

Рисунок 1.4 – Зависимость дифференциальной ТЭДС Au – 0,07 % Fe: I – в паре с медью; II – в паре с хромелем от температуры

2 ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА

Государственная поверочная схема средств измерений температуры в диапазоне от 13,8 К до 303 К изложена в соответствии с ДСТУ 3742-98 [14].

2.1 Эталоны

2.1.1 Государственный первичный эталон

В соответствии с ДСТУ 3194-95 [15] государственный первичный эталон единицы температуры Кельвина в диапазоне от 13,80 до 273,16 К предназначен для воспроизведения, хранения единицы температуры и пере­дачи ее размера при помощи вторичных эталонов и рабочих эталонов рабочим средствам из­мерительной техники с целью обеспечения единства измерений в стране.

В основу измерений температуры в диапазоне от 13,8 до 273,16 К должна быть положена единица, воспроизводимая указанным эталоном [16].

В соответствии с ДСТУ 3742-98 [14] государственный первичный эталон состоит из комплекса следующих средств измерительной техники:

— аппаратура для воспроизведения реперных точек МТШ-90 в диапазоне температур от 13,80 до 273,16 К;

— группа термопреобразователей сопротивления;

— криостат-компаратор;

— установка для измерений сопротивления термопреобраэователей;

— персональная электронно-вычислительная машина.

Государственный первичный эталон воспроизводит значения температуры в диа­пазоне от 13,80 до 273,16 К [17].

По ДСТУ 3742-98 [14] государственный первичный эталон обеспечивает воспроизведение единицы темпе­ратуры со средним квадратическим отклонением результатов измерений S=(5·10-4-1·10-3) К при 10 независимых наблюдениях и с неисключенной систематической погрешностью θ= (1·10-3 -3·10-3) К.

Характеристики воспроизведения единицы температуры государственным первичным эталоном в реперных точках приведены в табл. 2.1 [14].

В соответствии с ДСТУ 3194-95 [15] для обеспечения воспроизведения единицы температуры с указанной точностью должны быть соблюдены правила хранения и применения эталона, утвержденные.

Государственный первичный эталон применяют для передачи размера единицы тем­пературы вторичным рабочим эталонам методами непосредственного сличения, прямых изме­рений и градуировки в реперных точках температуры в соответствии с ДСТУ 2708-99 [16].

Таблица 2.1 — Характеристики воспроизведения единицы температуры государственным первичным этало­ном в реперных точках

2.1.2 Вторичные эталоны

В соответствии с ДСТУ 3742-98 [14] в качестве вторичных эталонов применяют:

— родий-железные термопреобразователи сопротивления для диапазона от 13,8 до 303 К;

— платиновые термопреобразователи сопротивления для диапазонов от 13,8 до 303 К и от 234 до 303 К;

1	2	3	4