研究了CERNOX溫度計在液氦溫區(qū)不同激勵電流下因自熱效應(yīng)導(dǎo)致的測溫偏差情況,建立了基于有限空間自然對流散熱模型來解釋自熱效應(yīng),通過該模型可以預(yù)測溫度傳感器在給定激勵電流下的溫度示數(shù)。為了驗證模型的準(zhǔn)確性,設(shè)計并完成了4.2 K溫區(qū)不同激勵電流下CERNOX溫度計的測溫實驗,實驗結(jié)果與理論預(yù)測符合較好,同時表明如果激勵電流選擇不當(dāng),溫度計的自熱效應(yīng)會對測溫結(jié)果產(chǎn)生較大偏差,并可能對溫度傳感器造成損壞。

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【部分圖文】：

圖1CERNOX-1050溫度計內(nèi)部結(jié)構(gòu)[7]

本文研究對象為CERNOX溫度計,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示,作為一種電阻溫度計,它的核心部件是電阻隨溫度變化而變化的溫度傳感器,如圖1中E所示,材料一般為氧氮化鋯。電阻溫度計工作前需要對其電阻溫度變化關(guān)系進(jìn)行標(biāo)定[5],標(biāo)定工作對溫度計的測量精度有著十分重要的影響,必須嚴(yán)格控制溫度計....

圖2溫度計電阻與指示溫度標(biāo)定曲線圖

圖1CERNOX-1050溫度計內(nèi)部結(jié)構(gòu)[7]電流引線接入傳感器之前纏繞在環(huán)氧熱沉F上,白紅宇[8]對低溫溫度計熱沉進(jìn)行了理論分析,指出熱沉的作用是減小引線與傳感器之間的溫差、提高測量精度。張緒德[9]等指出,溫度計內(nèi)部要求引線與熱沉滿足電絕緣并有良好的熱接觸,以減小沿著電線的....

圖3模型簡圖與尺寸參數(shù)

在某次測量實驗中,誤采用1mA電流激勵CERNOX溫度計,得到測量溫度示數(shù)為7.2K,當(dāng)調(diào)節(jié)激勵電流至溫度計說明書中所要求的10μA時,得到的測量溫度示數(shù)變?yōu)?.8K,該實驗中由于激勵電流的選擇不當(dāng)造成的溫度測量值相差3.4K之多。在建立自熱效應(yīng)模型時以1mA激勵時的....

圖4測試試驗臺

溫度計通過四引線法測溫,其中兩個引腳采用Lakeshore公司的恒流源來提供10μA至1mA之間七個檔位的激勵電流來激勵,另兩個引腳通過引線接入Keithley2700以測量傳感器兩端電壓。為了驗證冷端溫度不受自熱效應(yīng)的影響并準(zhǔn)確地測量溫度,在制冷機第二級冷端設(shè)置一只銠鐵電....

本文編號：3966201