Некотоорые методы экспериментального определения температуры тел

Белорусский Государственный  Университет

Факультет радиофизики  и электроники

Лаборатория Молекулярной Физики

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Протокол №6

Лабораторная работа №3

НЕКОТООРЫЕ  МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ  ТЕМПЕРАТУРЫ ТЕЛ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Студент 1-го курса 2-ой  группы                                                      Мармолюк А. Н.

Преподаватель                                                                                    Ткаченко В. М.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Минск 2006

 

Цель работы: Изучение методов измерения температуры тел. Градуировка термодатчика.

Краткая теория

 

Для сравнения температуры различных  тел достаточно выбрать одно из этих тел, которое называется ТЕРМОМЕТРИЧЕСКИМ ТЕЛОМ.

Физическая  величина называется ТЕРМОМЕТРИЧЕСКОЙ, если она удовлетворяет следующим  условиям (она должна быть):

• непрерывна;
• монотонна, т.е. не иметь разных значений при одной и той же температуре;
• точно измеряемой простым и удобным способом;
• точно воспроизводимой;
• иметь как можно большее приращение при изменении температуры на один градус (высокая чувствительность);
• независимой от влияния других факторов, кроме температуры.

Функцию, выражающую закономерное соотношение  между температурой и показаниям термометра называют УРАВНЕНИЕМ ТЕРМОМЕТРА.

Вид функциональной зависимости между  температурой и термометрической величиной  первоначально можно выбрать  ТОЛЬКО ПРОИЗВОЛЬНО. Простоты ради её выбирают линейной, т.е. полагают

                                                           ,                                                          (1)

где a и b – постоянные. Постоянная a определяется выбором единицы измерения температуры.

Выбрав  термометрическое тело и термометрическую величину, а также определив уравнение  термометра , установим единицу измерения температуры – градус. Для этого возьмём на оси температур две произвольные, но легко воспроизводимые на опыте точки, которые назовём реперными. Первой приписывают произвольное числовое значение (в шкалах Цельсия и Реомюра t₁=0, а Фаренгейта t₁=32), а второй – также произвольное число (в шкалах Цельсия t₂=100, Реомюра t₂=80 и Фаренгейта t₂=212).

Положим в  уравнении (1) и . В результате будем иметь

 

                                                         

                                                         ₍₂₎

,

где x₁, x₂ – измеренные в опыте значения термометрической величины в реперных точках t₁ и t₂.

Откуда                                                                                                                 (3)

Подставим (3) в (1). Тогда 

                                                      

                                                    (4)

Положим в (4)  

                                                       

                                                  (5)

Вычтем из (4) выражение (5). В результате

                            

                            (6)

 

Отсюда                                                                 .

 

Описание лабораторной установки

 

Лабораторная  установка по измерению уравнений  термометров состоит из сушильного шкафа 15 (рис. 1), внутри которого на монтажной  панели 13 смонтированы следующие датчики  температуры (измерительные провода  от которых выведены на панель 16):

• медный термометр сопротивления 1;
• полупроводниковые диоды на основе германия 2 и кремния 3;
• терморезисторы 4, 7;
• объёмные полупроводники 5, 6;
• сегнетоэлектрик на основе титана бария (BaTiO₃) 8.

В сушильном шкафу находятся также  две термопары: медь константановая 9 и хромель-алюмелевая 10, соединительные провода от которых выведены на клеммы, расположенные сверху сушильного шкафа.

При помощи прибора Щ4300 (12) измеряются сопротивления датчиков температуры 1-8, а с помощью прибора В7-21А (11) термо-э.д.с. термопар 9 и 10.