Оқулық "Білім беруді дамытудың федералдық институты" Федералдық мемлекеттік автономдық мекемесі "
Температураны өлшеу құралдарының әрекет
жүктеу/скачать 4,38 Mb. Pdf көрінісі
|
Шишмарев Өлшеу құралдары. Оқулық
| 10.3.2.
Температураны өлшеу құралдарының әрекет ету принциптері Т е р м о м е х а н и к а л ы қ ə с е р д і п а й д а л а н у . Қатты денелердің, сұйықтықтар мен газдардың кеңеюінің температураға тəуелділігі термомеханикалық әсер деп аталады. Ол қатты денелі, сұйықтықты жəне газды термометрлерді құрудың негізіне қаланған. Сұйықтықпен немесе газбен толтырылған екі қатты денелердің немесе екі қабықшаның жылулық кеңеюінің айырмашылығы температураны ажырату шамасы болуы мүмкін, егер олардың жылулық кеңею коэффициенттері əртүрлі болса. Т е р м о э л е к т р л і к ə с е р д і п а й д а л а н у . Өткізгіштер мен жартылай өткізгіштердің температурадан электрлік кедергісінің тəуелділігіне кедергі термометрлерінің əрекет ету принципі негізделеді. Термоэлектрлік термометрлерде Зеебе-ка әсері пайдаланылады, оған сəйкес температура тең болмағанда бірыңғай контурға байланысқан екі əртүрлі өткізгішті жалғану орнында температура айырмасының шамасы болатын потенциалдардың əртүрлілігі туындайды. Қ ы з д ы р ы л ғ а н д е н е л е р д і ң с ə у л е л е н у і н п а й д а л а н у . Қатты денелер мен сұйықтықтар, егер олардың температурасы абсолютті нөлден жоғары болса, электромагниттік сəулелену көздері болып табылады (жылу жəне жарық). Сəуле шығаратын объектілердің температурасын өлшеу үшін сəулелену параметрлерінің олардың температурасына тəуелділігі қолданылады. Кирхгоф заңына сəйкес, нақты сəуле шығарғыштың сəулеленуінің спектрлік тығыздығы L (X, T) абсолюттік қара сəуле шығарғыштың сəулеленуінің спектральдық тығыздығына L S (X, Т) пропорционалды: L (λ, T) = L S (λ, T)/ε(λ, T), мұнда λ - толқын ұзындығы; Т - абсолюттік температура; L S — абсолюттік қара дененің сəуле шығаруының спектрлік тығыздығы; е - қаралықтың спектральдық коэффициенті. Көптеген металлдардың, пластмассалы жəне силикатты материалдардың қаралық коэффициентінің мəндері жұмысшы температураларда біршама үлкен. Қара дененің сəулеленуінің спектральдық тығыздығының оның температурасына тəуелділігі Планка теңдеуімен сипатталады: L S (λ, T) = 2πhλ 3 {c 2 [exp(hλ/kT) -1]}, мұнда h — Планка тұрақтысы, h = 6,624 · 10 -34 Дж · с; k — Больцман тұрақтысы, 1,380 · 10 -23 Дж · к -1 ; с — вакуумдағы жарық жылдамдығы, c = 2,997 · 10 8 м · с -1 . Спектрдің ұзын толқынды бөлігінде спектральдық тығыздық температураның өсуімен өседі, ал тығыздық максимумы бұл ретте 189 біршама қысқа толқын ұзындықтары бөлігіне ығысады (Виннің ығысу заңы). қара дененің сəулеленуінің интегралдық тығыздығы Стефан- Больцман теңдеуіне сəйкес абсолюттік температураның төртінші деңгейіне пропорционалды болады: , ) , ( 4 0 T d T L S мұнда σ — Стефан-Больцман тұрақтысы, σ = (5,66961 ± ± 0,00096) • 10 -8 Вт/(м 2 · К 4 ).0 Ұзын толқынды облысты өлшеу кезінде сəуле шығарудың жылулық қабылдағыштары пайдаланылады. О п т о э л е к т р о н и к а н ы п а й д а л а н у Сəулелену жарықтығы фотоқабылдағыштар көмегімен өлшенеді, олар қабылдағыштың жарыққа сезімтал бетіне жеткен фотондардың санына əсер етеді: N(λ,T) = 2πсλ -4 [ехр(c 1 /λT)-1] -1 , мұнда с — вауумдағы жарық жылдамдығы; с 1 = . k hc Спектральдық қарқындылықпен ұқсастығы бойынша спектральдық жарықтық температураның өсуімен артады, ал оның максимумы толқынның қысқа ұзындығы жағына қарай ығысады. жүктеу/скачать 4,38 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|