Тепловое излучение. Фетисов И.Н - 11 стр.

Небольшое изменение сопротивления болометра (поскольку его нагрев слабый) удобно зареги-
стрировать мостовой схемой. Электрическая схема приемника показана на рис. 12. Два боло-
метра с сопротивлением R1 и R2 (R1 ≈ R2 ) и резисторы R3, R4 образуют плечи моста. В одну
диагональ моста включен источник постоянного напряжения, в другую - чувствительный
вольтметр для измерения выходного сигнала приемника U. Измеряемое излучение падает толь-
ко на болометр R1 (измерительный), а второй болометр служит для компенсации изменений
температуры воздуха.
Перед измерением устанавливается нуль приемника U=0 с помощью переменных резисторов
(R4 ), при этом выполняется условие баланса моста:
                                          R1/R3 = R2/R4                               (25)
Нуль устанавливается при комнатной температуре черного тела T0 ≈ 295 K, когда оно испус-
кает поток излучения Ф0 (см. формулу (19а)). Также нуль можно установить, перекрыв затво-
ром излучение горячего тела.
При нагревания излучателя лоток Ф возрастает, болометр нагревается, сопротивление R1, из-
меняется, условие баланса (25) нарушается и в диагонали моста появляется напряжение (см.
формулу (21))
                                 U = П (Ф - Ф0) = П ∆Ф
Калибровка - нахождение коэффициента пропорциональности П. Излучение перекрывается за-
твором, включается тумблер Т1 (рис. 12), с помощью переменного резистора R5 изменяется на-
пряжение электрического замещения Uзам на нагревателе сопротивления Rзам и снимается за-
висимость U от Uзам . По результатам измерений строится график U от Рзам -мощности элек-
трического замещения (джоулево тепло):
                                          Рзам = Uзам2/Rзам                              (26)
Из построенного графика видно, что U пропорционально Рзам
                                          U = П Рзам                                     (27)
В хорошо сконструированном болометре значение П одно и то же в (21) и (27), т.е. "отклик"
приемника U одинаковый на одинаковое радиационное и калибровочное действие (∆    ∆Ф=Рзам).
Из наклона прямой на калибровочном графике можно найти П (см. формулу (27)).
Термокомпенсация. Чтобы понять необходимость введения в схему (рис. 12) компенсационного
болометра (R2), надо иметь в виду, что излучением болометр нагревается всего на десятые доли
градуса. Поэтому, в отсутствие второго болометра, изменение температуры воздуха в течение
опыта сильно искажало бы результаты измерения лучистого потока.
Эту помеху можно значительно уменьшить (компенсировать) вторым болометром, который на-
ходится рядом с измерительным болометром, но не освещается исследуемым излучением. Дей-
ствительно, на изменение температуры воздуха оба болометра будут реагировать одинаковым
изменением сопротивления (на одинаковый множитель), поэтому баланс моста (25) нарушаться
не будет. Компенсация будет тем лучше, чем меньше различаются болометры.
Компенсационный болометр можно отключить тумблером Т2 (заменив его обычным резисто-
ром R6), чтобы сравнить стабильность приемника в двух режимах.

                           ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА