Газовий термометр

Реферат: Газовий термометр містить вимірювальний елемент у вигляді чутливого елемента, резервуар з газоподібним гелієм, блок обробки і виводу сигналу. UA 79101 U (54) ГАЗОВИЙ ТЕРМОМЕТР UA 79101 U UA 79101 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до термометрії, а саме до сенсорів температури, і може використовуватись у кріогенній техніці: кріоелектроніці, кріоелектротехніці, а також ракетній техніці та інших галузях народного господарства, де необхідне вимірювання низьких температур. Широко відомі термометри на основі напівпровідникових матеріалів [Малков М.А., Данилов И.Б., Зельдович А.Г. Справочник по физико-техническим основам криогеники. М., Энергоатомиздат (1985), с. 432.], які мають високу термочутливість. Вони є досить мініатюрними і використовують як чутливі елементи напівпровідники, такі як кремній. Однак у них необхідно використовувати складну технологію легування, особливо придатних для кріогенних температур. Крім того, напівпровідникові термочутливі елементи є крихкими об'єктами, внаслідок чого виникає потреба в їх спеціальному корпусуванні, що обмежує їх застосування. Найбільш близьким аналогом є газовий термометр, що містить вимірювальний елемент, з'єднаний із резервуаром, заповненим газоподібним гелієм. Вимірювальний елемент являє собою пружинний манометр, прикріплений до резервуару за допомогою з'єднувальної трубки [Орлова М.П., Погорелова О.Ф., Улыбин С.А. Низкотемпературная термометрия. М, Энергоатомиздат (1987), с. 280.]. Однак, така складна конструкція газового термометра призводить до труднощів при вимірюваннях, оскільки пружинний манометр дає відносно низьку точність вимірювань і фіксує лише тиск, за яким необхідно вираховувати температуру, враховуючи цілий ряд поправочних коефіцієнтів. Цей термометр має низьку чутливість через використання низького тиску газу, а також низьку точність вимірювань, оскільки різниця температур у резервуарі газового термометра і пружинному манометрі призводить до виникнення додаткових похибок у вимірюваннях, котрі важко врахувати в подальших розрахунках вимірюваної температури. В основу корисної моделі поставлено задачу створити газовий термометр, в якому використання нового вимірювального елементу та оснащення резервуара мембраною, забезпечили би спрощення конструкції, підвищення чутливості та точності вимірювань температури в діапазоні 2-10 К. Поставлена задача вирішується тим, що газовий термометр, що містить вимірювальний елемент, з'єднаний із резервуаром, заповненим газоподібним гелієм, згідно з корисною моделлю, вимірювальний елемент, виконаний у вигляді чутливого елемента сенсора механічних величин на основі НК кремнію, легованого бором, з питомим опором 0,01-0,013 Ом×см, який закріплений на мембрані, якою оснащений резервуар, що електрично з'єднаний з блоком обробки і виводу сигналу. Це спрощує конструкцію, підвищує чутливість і точність вимірювань, оскільки тиск вимірюється чутливим елементом сенсора механічних величин на основі НК кремнію р-типу [Дружинін А.О., Мар'ямова І.Й., Кутраков О.П., Павловський І.В. Чутливий елемент сенсора механічних величин для температури рідкого гелію. Деклараційний патент на корисну модель № 5217 від 15.02.2005 за заявкою № 20040806533 від 04.08.2004. Бюл. № 2 від 15.02.2005.], 5 коефіцієнт тензочутливості якого за температури 4,2 К досягає 1×10 , а резервуар і чутливий елемент сенсора механічних величин розміщенні при однаковій температурі. На кресленні схематично зображено газовий термометр, де 1 - резервуар; 2 - мембрана; 3 чутливий елемент сенсора механічних величин; 4 - блок обробки і виводу сигналу. Газовий термометр складається з резервуара 1, який оснащений мембраною 2, на якій закріплено чутливий елемент сенсора механічних величин на основі НК кремнію, легований бором, з питомим опором 0,01- 0,013 Ом×см 3, електрично з'єднаний із блоком обробки і виводу сигналу 4. Газовий термометр працює наступним чином. Поміщаємо резервуар 1, заповнений газоподібним гелієм, із закріпленим на ньому чутливим елементом сенсора механічних величин 3 у вимірюване середовище. При зміні температури вимірюваного середовища змінюється тиск, що приводить до деформації мембрани 2, яка фіксується чутливим елементом сенсора механічних величин 3, що передає дані в блок обробки і виводу сигналу 4, який являє собою перетворювач, що видає значення температури. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Газовий термометр, що містить вимірювальний елемент, з'єднаний із резервуаром, заповненим газоподібним гелієм, який відрізняється тим, що вимірювальний елемент, виконаний у вигляді чутливого елемента сенсора механічних величин на основі HК кремнію, легованого бором, з 1 UA 79101 U питомим опором 0,01-0,013 Ом×см, який закріплений на мембрані, якою оснащений резервуар, що електрично з'єднаний з блоком обробки і виводу сигналу. Комп’ютерна верстка Л. Купенко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2