Физические методы исследования. Семинарские занятия. Часть 1. Стариковская С.М. - 71 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МФТИ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

Рис. 4.4: Принцип действия тепловых вакууметров: а) – вакууметр сопро-
тивления, б) – термопарный вакууметр
Режим постоянства тока накала используется в термопарных
вакууметрах (рис.4.4б). Простейшая схема термопарного ваку-
уметра состоит из источника накала подогревателя с миллиам-
перметром и переменного балластного резистора с высоким со-
противлением, обеспечивающим режим постоянного тока нака-
ла. По мере уменьшения давления в системе уменьшается тепло-
проводность газа, повышается температура перемычки подогре-
вателя и термопары П, и, следовательно, увеличивается термо-
ЭДС, которая пропорциональна давлению и измеряется милли-
вольтметром. Ток накала подогревателя подбирают, выставляя
значение милливольтметра на максимально возможное значение
при минимальном давлении (∼ 10
−4
Тор).
Запишем баланс электрической энергии, подводимой к нити:
I
2
R(1 + α∆T )=cp∆T + σ(T
4
H
− T
4
0
)+b∆T (4.44)
Здесь cp∆T – мощность, отводимая через газ, окружающий
нить, к стенкам трубки; p – давление газа в манометре; ∆T =
T
H
−T
0
, T
H
– температура нити, T
0
– температура окружающей
среды, σ
H
(T
4
H
−T
4
0
) – мощность, рассеиваемая нитью вследствие
излучения (по закону Стефана-Больцмана), b
H
∆T – мощность,
уводимая через крепление нити и электрические вводы, R
H
–
сопротивление нити накала при температуре T
0
, α
H
– темпера-
турный коэффициент сопротивления материала нити.
Найдем отсюда давление:
p =
I
2
R(1 + α∆T ) − σ(T
4
H
− T
4
0
) − b∆T
c∆T
(4.45)
Рассмотрим более детально первый член в правой части урав-
71
Рис. 4.4: Принцип действия тепловых вакууметров: а) – вакууметр сопро-
тивления, б) – термопарный вакууметр


   Режим постоянства тока накала используется в термопарных
вакууметрах (рис.4.4б). Простейшая схема термопарного ваку-
уметра состоит из источника накала подогревателя с миллиам-
перметром и переменного балластного резистора с высоким со-
противлением, обеспечивающим режим постоянного тока нака-
ла. По мере уменьшения давления в системе уменьшается тепло-
проводность газа, повышается температура перемычки подогре-
вателя и термопары П, и, следовательно, увеличивается термо-
ЭДС, которая пропорциональна давлению и измеряется милли-
вольтметром. Ток накала подогревателя подбирают, выставляя
значение милливольтметра на максимально возможное значение
при минимальном давлении (∼ 10−4 Тор).
   Запишем баланс электрической энергии, подводимой к нити:

        I 2 R(1 + α∆T ) = cp∆T + σ(TH4 − T04 ) + b∆T           (4.44)
   Здесь cp∆T – мощность, отводимая через газ, окружающий
нить, к стенкам трубки; p – давление газа в манометре; ∆T =
TH − T0 , TH – температура нити, T0 – температура окружающей
среды, σH (TH4 − T04 ) – мощность, рассеиваемая нитью вследствие
излучения (по закону Стефана-Больцмана), bH ∆T – мощность,
уводимая через крепление нити и электрические вводы, RH –
сопротивление нити накала при температуре T0 , αH – темпера-
турный коэффициент сопротивления материала нити.
   Найдем отсюда давление:

               I 2 R(1 + α∆T ) − σ(TH4 − T04 ) − b∆T
             p=                                        (4.45)
                               c∆T
   Рассмотрим более детально первый член в правой части урав-

                                          71

Страницы