Qarshilik termometrlari - Sobitjon Inog’omov farmasevtik qurilmalarida

Qarshilik termometrlari
Qarshiliklar termometrlari -260 dan 750°Sgacha oraliqdagi haroratni
o‘lchashda keng qo‘llaniladi (1.7-rasm). Alohida hollarda ular 1000°S gacha
bo‘lgan haroratni o‘lchashda foydalaniladi.
1.7-rasm. Qarshiliklar termometrlarini
umumiy ko‘rinishi
Qarshilik termometrlarini ishlash prinsipi haroratni o‘zgarishi bilan
moddalarning elektrik qarshiliklari yoki solishtirma qarshiliklarini o‘zgartirishiga
asoslangan.
Qarshilik termometrlari ikki guruhga bo‘linadi:
1. Yaxshi o‘tkazuvchanlik xususiyatiga ega bo‘lgan - metallardan
tayyorlangan qarshiliklar termometrlari.
27
2. Yarim o‘ztkazgichlardan tayyorlangan qarshiliklar termometrlari.
Yaxshi o‘tkazuvchanlik xususiyatiga ega bo‘lgan o‘tkazgichlar –
metallarda solishtirma qarshilik haroratga bog‘liq bo‘lgan holda chiziqli o‘zgaradi,
yarim o‘tkazgichlarda esa xaroratga bog‘liq ravishda solishtirma qarshiliklar sekin-
asta kamayadi. Bunga asosan solishtirma qarshilikga bog‘liq holda muxitni
harorati kalibrovka qilinadi.
O‘lchash texnikasini taraqqiy etishi bilan termometrlarni eng qulay turi
bo‘lib termometrik belgilari elektr signaldan iborat bo‘lgan asboblar xizmat qila
boshladilar. Bular – termoqarshiliklar (metallik va yarim o‘tkazgichli) va
termoparalardir.
Termoqarshilikli termometrlarning ishlash prinsipi - haroratni ortib borishi
bilan metal qarshiligini oshib borish hodisasiga asoslangan. Xona haroratidagi
ko‘pgina metallar uchun bu bog‘liqlik chiziqli bog‘lanishga yaqin, toza metallar
uchun haroratni 1 K (qarshilikni harorat koeffitsienti) oshishida qarshiliklarini
nisbiy o‘zgarishlari 4*10
-3
1/K ga yaqin qiymatga ega. Termoqarshilikli
termometrlarning termometrik belgilari bo‘lib ularning elektrik qarshiliklari
hisoblanadi.
Ko‘pincha bunday maqsadda platinali simlardan, shuningdek
mis simlar va ularni turli xil qotishmalaridan foydalaniladi. Bunday termometrlarni
qo‘llash dapazoni, vodorodga xos haroratdan (~20 K) yuzlab Selsiy darajalargacha
bo‘lgan haroratni tashkil qiladi. Past haroratlarda metall termometrlarda
qarshiliklarni haroratga bog‘liqligi muxim darajada chiziqli ko‘rinishda
bo‘lmasligi mumkin, shuning uchun bunday termometrlarni yuqori aniqlikda
darajalashni (kalibrovkalashni) talab qiladi.
Yarimo‘tkazgichli termometrlarda (termistorlarda) haroratni o‘lchash yarim
o‘tkazgichni haroratini ortib borishi bilan uning qarshiligini kamayib borish
hodisasiga asoslangan. Chunki yarim o‘tkazgichlarda qarshilikning temperatura
koeffitsienti mutlaq kattaliklari bo‘yicha o‘tkazgichlarning temperatura
koeffitsientidan absolyut qiymati bo‘yicha bir necha barobar yuqori bo‘ladi va
xuddi
shunday
ularning
sezuvchanligi
ham
metall
o‘tkazgichlarning
sezuvchanligidan axamiyatga molik darajada yuqori bo‘ladi. Maxsus tayyorlangan
28
yarim o‘tkazgichli termoqarshiliklardan past (geliyli) haroratlarda ham foydalansa
bo‘ladi. Shunga qaramay, shuni inobatga olish kerakki, oddiy yarim o‘tkazgichli
qarshiliklarda past haroratlarni ta’sirida nuqsonlar va xatoliklar paydo bo‘lishi
mumkin. Bu o‘lchash natijalarining xatoliklari nominal qiymatga nisbatan yuqori
bo‘lishiga olib keladi va shuning uchun termoqarshiliklarda maxsus tanlab olingan
yarimo‘tkazgichli materialdan foydalanishni talab etadi.
Haroratni o‘lchashni boshqa yana bir usuli termoparalar orqali o‘lchash
hisoblanadi (1.8-rasm). Termopara ikkita turli xil metal o‘tkazgichlarni
kavsharlanishi (spay) orqali hosil qilinadi. Bitta spay (kavshar) o‘lchanadigan
haroratda bo‘ladi T1 (o‘lchovchi spay), boshqasi esa T2 (erkin spay) - ma’lum bir
haroratda, masalan xona haroratida bo‘ladi, spaylarning haroratlaridagi
farqanishlar tufayli elektr yurituvchi kuch (termo-EDS) vujudga keladi, uni
o‘lchanishi esa spay haroratlari orasidagi tafovutni, oxir-oqibatda esa
o‘lchanayotgan spay haroratini aniqlashga imkon beradi.
1.8-rasm. Termoparaning umumiy ulanish sxemasi: 1- o‘lchash asbobi; 2,3 –
termoelektrodlar; 4- ulagich simlar; T1, T2 – termoparaning “issiq” va “sovuq”
ulanish (spay) nuqtalarining temperaturalari.
Bunday
termometrda ikki metalnining spayi termometrik jism bo‘lib
xizmat qiladi, termometrik belgi bo‘lib esa zanjirda termo-EDS hisoblanadi.
Termoparalarni sezuvchanligi birliklardan to yuzlab mkV/K ni tashkil etadi,
o‘lchanayotgan haroratning diapazoni esa bir necha o‘nlab Kelvinlardan (suyuq
azotni harorati) to bir yarim ming Selsiy darajagacha. Yuqori bo‘lgan haroratlar
uchun asl metallardan qilingan termoparalar qo‘llaniladi. Quyidagi materiallar
spaylari asosidagi termoparalar ishlab chiqarish jarayonlarida keng miqyosda
qo‘llaniladi. Bular asosan mis-konstantan, temir-konstantan, xromel-alyumel,
platinorodiy-platina boshqalar hisoblanadi.
29
Shuni ta’kidlash lozimki, termopara faqat o‘lchanuvchi va erkin spaylarni
harorat farqlarini o‘lchash qobiliyatiga ega. Erkin spay, qoidaga ko‘ra, xona
xaroratida bo‘ladi. SHuning uchun termopara bilan haroratni o‘lchash uchun,
xona haroratini o‘lchashga qo‘shimcha termometrdan yoki erkin spay haroratlari
o‘zgarishini kompensatsiya qilish tizimidan foydalanish kerak bo‘ladi.
Radiotexnikada ko‘pincha shovqinli harorat tushunchasi qo‘llaniladi va u
registor qizdirilishigacha lozim bo‘lgan haroratga teng, hamda elektron
qurilmani chiquvchi qarshiliklari bilan muvofiqlashtirilgan, bundan ko‘zlangan
maqsad ushbu qurilmani va rezistorni issiqlik shovqinlari quvvati ma’lum bir
chastotalarda teng bo‘lishiga erishishdan iborat. Bunday tushunchani kiritilish
ehtimoli shovqinni o‘rtacha quvvatini qarshilikning mutlaq haroratiga
proporsionalligidan (shovqinli kuchlanishning o‘rtacha kvadratini elektr
qarshilikka) kelib chiqadi. Bu shovqinli kuchlanishdan haroratni o‘lchashda
termometrik belgi sifatida foydalanishga imkon beradi. Shovqinli termometrlar
past haroratlarni (bir necha kelvindan past), shuningdek, kosmik ob’ektlarni
radiatsion (yorqinlikdagi) haroratlarini o‘lchash uchun radioastronomiyada
foydalaniladi.
Haroratni o‘lchashda qarshilik termometrini harorati aniqlanishi kerak
bo‘lgan muhitga botiriladi. Termometr qarshiligi haroratga bog‘liqligini bilgan
holda, termometr qarshiligini o‘zgarishiga qarab u turgan muxitdagi harorat
haqida muloxaza yuritiladi. Bunda shu narsani nazarda tutish lozimki, ko‘pgina
qarshilik termometrlarida sezuvchi elementni uzunligi bir necha santimetrlarni
tashkil qiladi, shuning uchun muhitda harorat gradientlari mavjud hollarda,
qarshilik termometrlari bilan muxitning uni sezuvchan elementlari bo‘lgan
qatlamlarida ba’zi bir o‘rtacha haroratlarini o‘lchanadi.
Keng qo‘llanilayotgan, sof metallardan yasalgan qarshilik termometrlari
izolyasiya qiluvchi maxsus karkasga yuqa simdan chulg‘am ko‘rinishida
tayyorlanadi. Ushbu chulg‘amni qarshilik termometrini sezuvchan elementi deb
atash qabul qilingan. Qarshilik termometrlarini mexanik urilishlardan va
30
zararlanishidan saqlash maqsadida, uning sezuvchi elementini maxsus himoya
gilzasiga joylanadi.
Metall qarshilik termometrining afzalliklari jumlasiga quyidagilarni kiritish
mumkin: haroratni o‘lchashda aniqlik darajasining yuqoriligi; ularga qarshilik
termometrlarini yo‘l qo‘yiladigan haroratlarda qo‘llashda istalgan harorat
oraliqlariga standart darajlashtirish shkalasi bo‘lgan o‘lchash asboblarini chiqarish
imkoniyatlari; bitta o‘lchash asbobiga ulash orqali bir qancha o‘zaro bog‘liq
bo‘lgan qarshilik termometrlarini birlashtirish yo‘li bilan haroratni o‘lchash
imkoniyatlari; ularni axborot-hisoblagich mashinalari bilan birga foydalanish
imkoniyatlari.
Sanoat
sharoitlarida
haroratni
o‘lchashda qarshilik termometrlari
logometrlar,
avtomatik
muvozanatlashgan
ko‘prikchalar va avtomatik
kompensatsiyalovchi asboblar bilan birgalikda qo‘llaniladi. Bunda shunga e’tibor
berish kerakki, ushbu asboblar Selsiy graduslarida darajalashtirilgan shkala bilan
ta’minlangan. Va u faqat qarshilik termometrini ma’lum bir darajalashtirishlarida,
hamda termometrni o‘lchash asbobi bilan birlashtiruvchi simlar qarshiligi berilgan
qiymatlaridagina haqiqiy amal qiladi.
Ob’ektning haroratini o‘lchashning beshinchi usuli nurlanish pirometrlari
hisoblanadi. Nurlanish pirometrlarini tuzilishi va ishlash prinsiplari 12-
laboratoriya ishida bayon etiladi.
Quyida sizni haroratni o‘lchash asboblarini qiyoslash qoidalari bilan
tanishtiramiz. Ushbu qiyoslash qoidalari turli xildagi laboratoriya va elektron
termometrlar uchun qo‘llaniladi va birlamchi va davriy qiyoslashni o‘tkazish
tartiblarini o‘rnatib beradi. Tavsiya qilinadigan qiyoslashni amal qilish muddati
O‘zDavStandart talablari bo‘yicha − 12 oyni tashkil qiladi.
|