3. Яркостные пирометры.

Работа яркостных пирометров базируется на зависимости между температурой объекта и плотностью потока монохроматического излучения. Такая зависимость в общем случае представляется формулой Планка:

(203)

Для температур в диапазоне до 3000 К зависимость может быть представлена упрощенной формулой Вина:

(204)

где

1) , – скорость света

Энергия кванта , где – постоянная Планка.

, где , ,

2) , где - число Авагадро, - газовая постоянная.

Под яркостной температурой понимают температуру объекта, яркость которого совпадает с яркостью абсолютно черного тела.

Для определения яркостной температуры применяют оптические яркостные пирометры.

1 – объектив, 2 – диафрагма, 3 – серый светофильтр (нейтральный), 4 – специальная лампа накаливания с подковообразной нитью, 5 – красный светофильтр, 6 – окуляр Рисунок 107

(205)

– равенство величины потока абсолютно черного тела и реального тела.

. Решив это уравнение относительно определим величину - температуру реального тела.

Экзаменационный билет № 12

1. Оценка точности косвенных измерений.

Пусть результат косвенных измерений , тогда наилучшие значения оценки x:

(48)

Дадим оценку на основании полученных оценок прямых измерений . Из следует, что

Воспользуемся рядом Тейлора:

(50)

(51)

Зачастую оценкой, полученной с использованием последнего выражения, ограничиваются. Более точным является оценка, приведенная в формуле (52)

(52)

2. Примеры применения термисторов. Линеаризация характеристик. Интерфейс с ibm pc.

Применение термисторов

Измерение температуры

На рисунке 87 показана простая схема, состоящая из электрической батареи, термистора и реостата и микроамперметра. Шкала измерительного прибора может быть проградуирована в единицах температуры. На рисунке 88 представлена более чувствительная к изменению температуры схема с термистором, включенным в одно из плеч моста.

Рисунок 87	Рисунок 88

Если в мостовую схему ввести два термистора (рисунок 89), то можно проводить разностные измерения температуры.

Рисунок 89

Температурная компенсация

На рисунке 90 представлена схема, которую можно использовать для компенсации влияния температуры окружающей среды на медные обмотки в измерительных приборах, генераторах, двигателях и т.п. Медь имеет положительный, а термистор – отрицательный ТКС. Температурные изменения их сопротивлений компенсируют друг друга, в результате поддерживается относительное постоянство сопротивления обмотки при изменении температуры окружающей среды.

Рисунок 90

Измерение уровня жидкости

В схеме, изображенной на рисунке 91, сопротивление термистора, когда он находится в воздухе, повышается из-за самонагрева. При этом в цепи протекает ток, достаточный для замыкания контактов реле. При частичном погружении термистора в жидкость он охлаждается за счет существенно меньшей теплопроводности жидкости и, следовательно, его сопротивление возрастает, ток в цепи уменьшается, и контакты реле размыкаются.

Рисунок 91

Альтиметр

На рисунке 92 изображен термисторный альтиметр (высотомер), в котором термистор располагается на поверхности жидкости в открытом контейнере, а жидкость нагревается до точки кипения. Сопротивление термистора зависит от температуры кипения жидкости, а эта температура в свою очередь зависит от давления, действующего на жидкость. Давление является функцией высоты. Такого рода устройство может измерять высоты в диапазоне от уровня мря до 37500 м с точностью не хуже 1%.

Рисунок 92