Датчики температуры

Рисунок 4.7 – Датчик температуры

Основной датчик температуры в установке - полупроводниковый диод. Принцип и схема измерения температуры пояснены рисунком 4.7.

При протекании через полупроводниковый диод VD фиксированного тока I в прямом направлении, напряжение U на диоде практически линейно зависит от температуры с коэффициентом

Блок электроники ИСТ-2 задает ток и измеряет напряжение на диоде, а затем преобразует это напряжение так, чтобы показания индикатора давали значение температуры с разрешением 0,1 К.

4.7 Методика проведения эксперимента

4.7.1 Калибровка реометра.

Заправить манометр водой до уровня нулевого деления шкалы. Если начальный уровень ho отличается от нулевого на 1-2 мм, можно оставить его таким, принимая для отсчета давлений разность измеренного и начального уровня.

4.7.2 Собрать пневмосистему согласно рисунок 2, оставив штуцер Ш6 свободным.

4.7.3 Включить компрессор и убедиться в том, что с помощью крана К1 и переключателя компрессора можно устанавливать произвольный уровень жидкости в трубке манометра в диапазоне 20-200 мм.

4.7.4 Измерить емкость баллона.

4.7.5 В чашку-тазик налить 1 л воды. Баллон полностью заполнить водой и опрокинуть горлышком в чашку так, чтобы в баллон не попал воздух. В чашке должен оставаться свободный объем для выливания воды из бутыли. К выходу реометра (штуцер Ш6 на рисунке 4.2) подключить длинный шланг. Конец шланга опустить в воду рядом с горлышком баллона. Ввести шланг в горлышко и одновременно включить секундомер и снять отсчет по секундомеру. По заполнении баллона воздухом (с появлением первого пузырька воздуха из горлышка) остановить секундомер и снять второй отсчет. В результате определить время t заполнения воздухом известного объема V и расход газа .

4.7.2 Определение молярной теплоемкости газа при постоянном давлении.

4.7.2.1 Собрать реометр (рисунок 4.2) и подключить его выход к входному штуцеру модуля 07 «Калориметр газовый» как показано на рисунок 4.3 пунктиром. Включить компрессор и убедиться в возможности регулировки расхода газа.

4.7.2.2 Подключить калориметр к измерительной системе ИСТ-2. Измерить температуру t_2нач_. на входе струи в калориметр и температуру t_1нач. на выходе из узла. Принять .

4.7.2.3 При выключенном нагревателе (тумблер “ВКЛ” в нижнем положении) установить напряжение питания нагревателя в пределах 12-16В. Регулятором “ТЕМПЕРАТУРА” установить требуемую температуру на выходе струи. При работающем компрессоре включить нагреватель тумблером “ВКЛ”. Через несколько секунд после подключения начнется рост температуры Т₁ струи на выходе из калориметра до тех пор, пока не сработает система термостатирования, которая, управляя напряжением питания нагревателя, зафиксирует постоянное значение температуры. Дождавшись стабилизации температуры, а также напряжения и тока нагрева, измерить еще раз температуру Т₂ на входе струи в калориметр.

4.7.2.4 Провести серию измерений при различных в диапазоне от 30 до 150 мл/с. для Т, близких к 30, 50 и 70 К.

ВНИМАНИЕ! ПРИ РАСХОДЕ ГАЗА МЕНЕЕ 20 мл/с НАГРЕВАТЕЛЬ НЕ ВКЛЮЧАТЬ! ПОСЛЕ ЗАДАНИЯ РАСХОДА ГАЗА НУЖНО ВЫЖДАТЬ 2 минуты ДЛЯ УСТАНОВЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУР, ЗАТЕМ ПРОВЕСТИ ИЗМЕРЕНИЯ.

4.7.2.5 Результаты измерений занести в таблицы 4.1 – 4.5.

4.7.2.6 По известной методике [2] рассчитать погрешности, приняв значение надежности  = 0,95.

4.7.2.7 Сделать выводы по работе.

Таблица 4.1

Объем V= _____л. Нач. уровень h₀=_______мм.