Порядок выполнения работы. Описание экспериментальной установки

Описание экспериментальной установки

 

Установка, схематично изображенная на рис. 3.1, собрана на основе специально изготовленного криотермостата 11 с размещенным в нем медным термостабилиэатором 10, и которому прикреплены (подклеены, прижаты, зачеканены) разнородные термодатчики, в основном электрического типа - термосопротивления и термопары. Внутри стабилизатора находятся каналы для охлаждающей среды, а снаружи намотана нагревательная спираль. Жидкий или парообразный криоагент (азот) подается в каналы термостабилизатора из сосуда Дьюара 3 специальным устройством выдачи азота 2 ("шпагой") с испарителем 1; отработавший криоагент собирается в сосуд 12.

 

Рис. 3.1. Схема экспериментальной установки.

 

Азотный испаритель и нагреватель термостабилизатора запитаны от сети через ЛАТР 6 и могут поочередно к нему подключаться с помощью переключателя 7.Измерение сопротивления термосопротивлений осуществляется цифровым омметром с помощью переключателя 8. Для измерения термоЭДС термопар используется высокоточный потенциометр 4 компенсационного типа.

Криотермостат выполнен в виде двустенного цилиндрического сосуда с хорошей теплоизоляцией от окружающей среды, во внутренний сосуд которого для фиксации реперных точек допускается заливать жидкий криоагент.

Для поддержания теплого спая термопар при постоянной температуре в установку входит теплоизолированный сосуд с тающим льдом 9.

 

Порядок выполнения работы.

 

1. Ознакомиться с описанием и проверить соответствие экспериментальной установки схеме на рис. 3.1.

2. Включить в сеть измерительные приборы и ЛАТР (при выведенном на нуль регуляторе)”, дать им прогреться в течение 10 мин., а тем временем изучить правила пользования потенциометром по прилагаемому к работе техническому описанию.

3. Заполнить сосуд 9 тающим льдом и опустить в него теплые спаи исследуемых термопар. Проверить наличие жидкого азота в сосуде Дьюара.

4. Измерить при комнатной температуре сопротивления исследуемых термосопротивлений (с помощью переключателя 8) и термоЭДС термопар, данные занести в таблицу, и определить измеренную температуру по градировочной таблице образцового платинового термосопротивления.

5. Выбрать шаг измерений по температуре (5...20⁰К), и по таблице градуировки образцового термодатчика определить соответствующее ему изменение сопротивления.

6. Поставить переключатель 7 в положение "Испаритель", открыть запорный вентиль газового потока на "шпаге" и отрегулировать напряжение испарителя таким образом, чтобы скорость изменения температуры (по образцовому датчику) составляла около 5⁰К в минуту; по достижении 0°С поменять полярность включения термопар из-за изменения знака термоЭДС.

7. На каждом шаге измерений производить как можно более быстро измерения по п. 4, занести данные в таблицу.

8. По достижения температуры в 170...200⁰К вывести регулятор ЛАТРа на нуль, закрыть вентиль газового потока, открыть вентиль жидкостного потока, регулятором ЛАТРа подобрать нужное для выбранной скорости охлаждения напряжение на испарителе.

9. Продолжать измерения по п. 7 вплоть до установления некоторого постоянного значения образцового сопротивления, после чего открыть заливные отверстия термокриостата я с помощью заливной воронки заполнить камеру жидким азотом.

10. Снять показания по п. 4 при температуре кипения криоагент. Занести их в таблицу как данные по реперной точке.

11. Вывести на нуль регулятор ЛАТРа, закрыть вентиль на "шлаге" и открыть клапан сброса давления в сосуде Дьюара.

12. Поставить переключатель 7 в положение "нагреватель", отрегулировать с помощью ЛАТРа напряжение нагрева и снять данные (по заданию преподавателя) по тем же или промежуточным температурам для всех илиотдельных (указанных преподавателем) термодатчиков.

13. По завершении измерений поставить переключатели в нейтральное положение, отключить от сети ЛАТР и усилитель потенциометра, выключить измерительные приборы.