Номинальные статические характеристики преобразователей термоэлектрических типа хромель-копель тхк (тип l) и хромель-алюмель тха (тип к).

Рисунок 1.1

Термометры сопротивления

Термометры сопротивления применяются при точных измерениях температур в диапазоне от абсолютного нуля и до 1000 ⁰С. Действие термометров сопротивления основано на что, электрическое сопротивление металлов изменяется одновременно с изменением температуры. . Удельное сопротивление металлов достаточно мало, ρ ≈ 10^-5 ÷10^{-6 ом}/см, что объясняется высокой концентрацией электронов не зависящей от температуры. При высоких температурах ρ зависит от колебаний кристаллической решетки металла т.е. определяется подвижностью электронов. При изменении температуры подвижность электронов изменяется. Подвижность электронов зависит также от концентрации примесей в металле. Поэтому удельное сопротивление достаточно чистых металлов можно представить в виде , гдене завист от температуры. При понижении температуры до 30-40⁰К сопротивление металлов уменьшается почти линейно, т.е. , а при Т→0⁰К оно становится пропорциональным Т⁵.

Наиболее часто для термометров сопротивления используется чистая платина. Эти термометры применяются для измерения температур до 20 ⁰К. Платина химически инертна и обладает высоким удельным сопротивлением, зависимость от температуры которого равна до 60 ⁰К.

В настоящее время в промышленности нормализованы только термометры сопротивления из платины и меди (ГОСТ 6651-59). На рисунке №1.2 приведены статические характеристики наиболее распространенных термометров сопротивления.

Статические характеристики платиновых и медных термометров сопротивления

Рисунок 1.2

Элементарные полупроводники.

Рисунок 1.3

При низких температурах (вблизи 1° К) наиболее удовлетворительные результаты можно получить с полупроводниковыми элементами из кристаллов германия и кремния. Однако в настоящее время нет никакой универсальной формулы, удовлетворительно описывающей зависимость сопротивления полупроводника от температуры. При измерениях низких температур необходимо учитывать, что сопротивление этих термометров изменяется пропорционально квадрату магнитного поля. Кроме того, германиевые термометры необходимо защищать от действия светового потока.

На рисунке №1.3 а приведена характеристика термометра – германиевый диод при постоянном измерительном токе.

На рисунке № б приведена обобщенная зависимость сопротивления от температуры.

Парамагнитные термометры

В области сверхнизких температур (ниже 1 ⁰К) применяют парамагнитные термометры. Их действие основано на том, что магнитная восприимчивость некоторых парамагнитных веществ возрастает с понижением температуры. Для измерений выбирают такие парамагнетики, которые подчиняются закону Кюри в требуемой области температур. Для идеальном парамагнетика, в котором магнитные диполи не взаимодействуют между собой, закон Кюри имеет вид:

где x – магнитная восприимчивость;

С – постоянная Кюри.

на самом деле вследствие неидеальности парамагнетика зависимость магнитной восприимчивости от температуры выражается формулой с учетом меры отклонения от закона Кюри: