Свойства вакуума |
Особенности вакуумных систем |
контрольно-измерительная аппаратура |
Течеискатели |
Вакуумные материалы |
Уплотнители и и смазки |
Вакуумные вентили и переходники |
Запорные устройства |
Способы соединения вакуумных систем |
Общие принципы |
Подбор вакуумных насосов |
Масляные средства откачки |
Вакуумометрические приборы |
Вакуумные установки |
Сорбционные средства откачки |
Физические явления в вакууме |
Термопарный манометр |
Измерение и контроль вакуума - Контрольно-измерительная аппаратура | |||
Измерять температуру нагретой нити можно не только мостом Уитстона, но и термопарой. Такое решение было предложено впервые Фёге [31] в 1906 г. В общем чувствительность термопарных манометров, измеренная как изменение мощности выходного сигнала, которое приходится на единичное изменение давления, меньше, чем у теплоэлектрических манометров сопротивления.
![]()
Очевидно, что термопарный манометр сложнее, чем манометр сопротивления, из-за монтажа дополнительных элементов. Термопару можно крепить к нагреваемой нити с помощью точечной сварки или пайки серебром. Хотя сварка и требует некоторой осторожности и определенного навыка, она обеспечивает наиболее надежное соединение. Харт и Элкин [32] разработали довольно простой способ присоединения термопары к нитям диаметром до 0,025 мм с помощью силикатного клея, создающего хороший тепловой контакт и обеспечивающего электрическую изоляцию между термопарой и нагреваемой нитью1).
В литературе [33—35] неоднократно сообщалось о простых термопарных манометрах. Рассмотрим самые существенные особенности таких приборов. Веббер и Лейн [36] задались целью сконструировать простой и экономичный манометр (фиг. 39).
![]()
Проволоки из хромеля CC и алюмеля AA припаяны твердым припоем к никелевым вводам. (Элементом, измеряющим температуру, служат крестообразно соединенные проволочки из хромеля и алюмеля. Никелевые вводы-траверсы скреплены пирек-совой распоркой Р. Для работы во всем диапазоне измерений вплоть до 1 тор используется режим постоянного тока (150 ма). О манометре иной конструкции (фиг. 40) сообщается в статье Данлепа и Трампа [37]. В серийном манометре «Метровак» используется нить длиной менее 1 см. При рабочей температуре нити около 1000 C манометр потребляет ток 5 ма при напряжении 1 в. Столь малая мощность позволяет использовать для этого манометра сухую батарею с напряжением 1,5 в, обеспечивающую непрерывную работу прибора в течение 2 лет. Несмотря на малое потребление энергии, мощность выходного сигнала манометра (6 мв на сопротивлении 12 ом) позволяет ставить на выходе стрелочный прибор. Нагреваемая нить и термопара настолько миниатюрны, что умещаются в стеклянной колбе объемом около 1 см3. Хотя уменьшение длины нити нагревателя снижает чувствительность в области низких давлений, однако полное изменение
![]()
тока выходного сигнала при изменении давления от нуля до атмосферы не зависит от длины нити. Это означает, что с уменьшением мощности питания диапазон измерения сдвигается в область более высоких давлений. Для иллюстрации этого положения на фиг. 41 приведены градуировочные кривые трех манометров, которые отличаются' друг от друга главным образом длиной нити нагревателя. Бенсон [38] описал несколько конструкций термопарных манометров, каждый из которых был разработан для определенного диапазона измерения. На фиг. 42 ясно видна разница между проградуированными в единицах давления шкалами трех манометров (производство фирмы «Гастингс Рейдист»). В манометре DV4 используются короткие сваренные в стык проводники, минимальная длина которых ограничена только экономичностью изготовления. Такая конструкция позволила сдвинуть диапазон измерения в сторону высоких давлений. Нити у манометров двух других типов толще: у DV3 их диаметр в 8 раз больше, чем у DV4. Все манометры этой серии имеют по три термопарных спая (А, В и С), включенных по электрической схеме, показанной на фиг. 43. Для нормальной работы всех термопар в качестве источника питания необходимо использовать переменное напряжение, снимаемое с обмотки трансформатора, которая имеет вывод от средней точки, чтобы через измерительный прибор постоянного тока протекала по возможности минимальная переменная составляющая. Выходный прибор регистрирует в этом случае только термо-э. д. с, которая соответствует средней температуре нагретых проволок. Термопарный спай С включен в обратном направлении последовательно с двумя другими спаями и током не нагревается, благодаря чему его сигнал зависит только от температуры окружающей среды, но не от давления. Таким образом, этот термопарный спай обеспечивает температурную компенсацию. Бенсон, исследовавший и инерционность своих манометров, показал, что постоянная времени манометров с тонкими проволоками существенно уменьшается благодаря уменьшению их тепловой инерции. Постоянную времени манометров с самой тонкой и самой толстой проволоками он оценил соответственно величинами 0,08 и 10 сек [39]. |
= | |