---

ПРИЛОЖЕНИЕ 17

Справочное

ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ МЕР

1. Схема блока измерения температуры с помощью термопары представлена на черт. 1. В сосуд Дьюара 2 с трансформаторным маслом помещают ртутный баллон стеклянного термометра 3 (цена деления 0,01 °С, пределы измерения 18—22 °С) вместе со спаем 4 медь-константановой термопары. Второй спай 7 этой термопары присоединяют к поверхности поверяемой меры 8 с помощью зажима.

Черт. 1

С помощью зрительной трубы 1 температуру масла в сосуде Дьюара (а зна­чит и спая 4 термопары) отсчитывают до тысячных долей градуса.

Разность температур спаев 4 и 7 измеряют по показанию гальванометра 6 при двух положениях бестермоточного переключателя .5: «+» и «—». Зеркальный гальванометр 6 должен иметь чувствительность 1—2-Ю^-7 В/мм. Рекомендуется следующий способ градуировки термопары с гальванометром.

2. При градуировке термопары помимо применяемого в установке термометра с ценой деления 0,01 °С с присоединенным к нему свободным спаем термопары, помещенного в термостат с трансформаторным маслом, берут второй термометр с такой же ценой деления (0,01 °С), поправки которого известны, и помещают его во второй термостат — сосуд Дьюара (емкостью не менее 1 дм³), наполненный трансформаторным маслом. Ко второму термометру присоединяют рабочий спай термопары (спай, присоединяемый к мере). Прибавляя во второй сосуд подогре­тое или охлажденное масло, каждый раз тщательно его перемешивают для устра­нения вертикального градиента температуры. Снова перемешивая масло, доби­ваются постоянства его температуры, после чего записывают отсчеты температур ti и t₂ по обоим термометрам, отклонения по шкале гальванометра, соответствую­щие двум различным положениям переключателя « + » и «—»: пі и и₂.

Термопару градуируют в пределах разностей температур между ее спаями от 0,02 до 0,5 °С.

В результате получают ряд значений

&t=t₂—і і и An=«i—п₂.

На протяжении шкалы гальванометра следует получить 20—25 значений Дл, соответствующих разностям Д/ действительных значений температур обоих термо­метров. Полученные данные наносят на миллиметровую бумагу, откладывая по горизонтальной оси разности отсчетов Дл по шкале гальванометра, и строят график зависимости Дл от Д/ (черт. 2).

Постоянную термопары k определяют по формуле

ДЛ —Д/₂

fe — 7—’—"7—’

ДПї — Дл₂

Черт. 2

где ДЛ и Д/₂ — абсциссы двух (например крайних) точек ■ этой прямой, и Дпі и Дп₂ — ординаты этих точек.

В уравнении термопары Д£=а+й-Дп постоянную а находят из графика. Если градуировочная прямая проходит через начало координат, а=0 (черт. 2).

3. Схема блока измерения температуры мер и интерферометра Фабри-Перо горизонтального интерферометра ВНИИМ представлена на черт. 3. Платиновый термометр сопротивления 5 в патроне из красной меди 6 помещен внутри интер­ферометра. Термометрический мост 8 типа ТМ-1а служит для измерения сопротив­ления термометра 5, по значению которого определяют его температуру.

Черт. 3

Патрон 6 имеет вырез, в который помещают медную колодочку 4 с впаянны­ми в нее концами медь-константановых термопар; температура этих концов при­нимается равной температуре термометра 5. Термопара 3 служит для измерения градиента температуры вдоль меры. Через бестермоточный переключатель 7 типа

ПБТ-12 термопары соединяются с зеркальным, гальванометром 9 типа М-21 по ГОСТ 7324—68.

Разность температур между спаями 1 и 2 и спаем 4 определяют по шкале 11 при прямом и обратном направлении термотока (положениях «+» и «—») для каждой термопары. Цену деления шкалы каждой термопары определяют соглас­но методике, изложенной в п.2 настоящего приложения.

4. Определение температуры термометра сопротивления с помощью функций влияния.

Измеряемая температура платинового термометра сопротивления tnn может быть определена с помощью функций влияния, которые обозначаются <р_тр(Ц, <Рюо(О и (pzn(O, где t — температура, близкая к измеряемой /_Пл. Разница между ними не должна превышать 0,5 °С.

Сопротивление платинового термометра Rt при заданной температуре t, близ­кой К измеряемой /пл, определяют по формуле

7?/ = <р_Тр(Ц • 7?тр +‘РюоЦ) • Яюо + 'PznW • ^Zn. (О

Значения Ртр, Rm и R_2n указывают в свидетельстве о градуировке платино­вого термометра.

В табл. 1 даны значения функций влияния для системы: тройная точка воды, температура кипения воды и температура затвердевания цинка.

Таблица 1

Измеряемую температуру /пл находят по формуле ^пл = і 4"

&R — разность между сопротивлением ДА?, рассчитанным и измеренным сопротивлением термометра R, т. е.

&R=Rt+R.

по

формуле (1)

t

Значение производной

рассчитывают по формуле

dR ' ' - '

77) ⁼ 'Ртр(^) ^тр‘Г ^<fioo(^ • ^ioo + 'f’ZnW^Zn

at It

^rЗ

(1) и Ф^ (0 приведены в табл. 2.

начения производных ф^ (О', Ф_№

Таблица 2

ПРИЛОЖЕНИЕ 18

Справочное

ГРАДУИРОВКА МИКРОМАНОМЕТРА ГОРИЗОНТАЛЬНОГО
ИНТЕРФЕРОМЕТРА

Градуировка микроманометра, входящего в устройство для измерения опти­ческой длины интерферометра Фабри-Перо (ИФП), заключается в построении графика зависимости изменения длины ИФП от показания микроманометра во время изменения давления воздуха в нем.

1. Для этой цели устанавливают в прибор меру длиной 500 мм так, чтобы указатель относительного зеркала совпадал с краем меры у свободной поверхно­сти. Так же, как при обычном измерении длины меры, находят полосы перенало- жения в белом свете. Полосы на пластине должны быть установлены в горизон­тальное положение так, чтобы в поле зрения их было не больше пяти. Затем уста­навливают перед щелью коллиматора (см. черт. 1 обязательного приложения 10) интерференционный фильтр, длина волны которого заранее определена, если осве­щает щель коллиматора одной из спектральных линий монохроматического источника, установленного перед щелью монохроматора. Тогда в поле зрения бу­дут видны две системы одноцветных интерференционных полос.

Градуировку начинают после соответствующей выдержки меры в приборе. Измеряют температуру ИФП и меры. Кран устройства для изменения оптической длины эталона ставят в положение «откр», указатель микроманометра корректо­ром приводят к нулю шкалы. Совмещают середину одной из темных полос на пла­стине с горизонтальной нитью окуляра. Устанавливают кран в положение «закр» и вращением рукоятки насоса совмещают с горизонтальной нитью окуляра одну за другой следующие темные полосы на пластине. Система полос на мере в это время остается неподвижной. Отмечают показания микроманометра при каждом совмещении или через 1-2 совмещения. Пройдя таким образом до конца шкалы микроманометра, следует проделать то же самое в обратном направлении. Если за это время температура меры и ИФП не изменились больше чем на 0,01 °С, при­ступают к построению градуировочного графика. На листе миллиметровой бу­маги, например, по вертикали откладывают увеличенное в 10 раз изменение опти­ческой длины ИФП, а по горизонтали — показание микроманометра. Изменение оптической длины ИФП, соответствующее тому или*иному отсчету по шкале мик­романометра, равно уменьшенному в пять раз (кратность меры) произведению числа k прошедших полос на половину длины волны %/г света, применявшегося при градуировке:

Градуировку следует производить при различных атмосферных давлениях и использовать при этом две спектральные линии или два интерференционных светофильтра, например, красный и зеленый.

. При измерениях мер следует пользоваться графиками, полученными при дав­лении, не отличающемся от давления при измерении меры более чем на 2—3 мм.

3. Градуировку отсчетного микроманометра можно производить и с помощью блока фотоэлектрической регистрации интерференционных полос (черт. 3 обяза­тельного приложения 10).

Для этого интерференционные максимумы и минимумы следует записывать, выключив (закрыв) микроманометр 15, и следить за изменением давления по шка­ле прибора 8. В момент прохождения светового указателя через выбранные точки шкалы (например, —70, —60..., —10, 0, +10... +60, +70) наблюдатель дол­жен, нажимая на кнопку, замыкать вход усилителя 14 (провода и кнопка на схе­ме черт. 3 не показаны). Каждое замыкание на интерферограмме отмечено выбро­сом стрелки самописца 13 и интерферограмма будет иметь вид, показанный на чертеже.

Определяя, как на черт. 6 настоящего стандарта, значение для каждой от­метки, легко определить разность порядков интерференции для каждой отметки и нулевой отметки: Ж—а значит и изменение длины эталона б/= (И*— -ЛШ/з-

3. В формуле (11) настоящего стандарта 6L=10-6Z.

ПРИЛОЖЕНИЕ 19

Справочное

ГРАДУИРОВКА КОМПЕНСАТОРА

ОТНОСИТЕЛЬНОГО ИНТЕРФЕРОМЕТРА ВНИИМ

При измерении разности длин сравниваемых мер в качестве отсчетного устрой­ства используют механизм, с помощью которого изменяют наклон пластин ком­пенсатора. Механизм состоит из рычага, упирающегося в торец гайки, перемещаю­щейся по микрометрическому винту, несущему на себе два отсчетных барабана с планетарной передачей. На нижнем барабане, разделенном на 100 делений, от­

считывают части оборота винта. Верхний барабан, разделенный на 50 делений, отмечает полные обороты винта. Градиуровку производят при отсутствии мер в приборе, применяя фильтр, пропускающий свет определенной длины волны X. Погрешность определения Л не должна превышать 0,002 мкм. Фильтр помещают перед входной щелью интерферометра и, вращая барабан, совмещают одну из темных полос с горизонтальной линией перекрестия, после чего записывают пер­вый отсчет. Вращая барабан против часовой стрелки, подводят к линии перекре­стия последнюю, хорошо видимую, темную полосу (11—16-й интерференционный минимум) и производят второй отсчет. Разность отсчетов составит число делений, приходящихся на 10—15 полос. После этого вычисляют в мкм цену деления ком­пенсатора а, т. е. изменение разности хода световых пучков при наклоне компен­сатора, соответствующем повороту нижнего барабана на полный оборот или верх­него на одно деление.

Значение <Х] вычисляют по формуле где си — цена деления компенсатора;

пі — число полос (полосой считают расстояние между интерференционными минимумами);

— длина волны фильтра;

Д#і — разность отсчетов, соответствующая п интерференционным полосам.

Затем повторяют такую же, но независимую операцию. При этом барабан вращают по часовой стрелке и вычисляют значение а₂, после чего вычисляют сред­нее значение: а = 0,5 (<Хі + а₂).

ПРИЛОЖЕНИЕ 20

Справочное

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО КОЭФФИЦИЕНТА
ЛИНЕЙНОГО РАСШИРЕНИЯ (ТКЛР) КОНЦЕВЫХ МЕР ДЛИНЫ

Для определения ТКЛР концевой меры следует измерить отклонение средин­ной длины меры при 20 °С от номинальной способом, изложенным в пп. 3.4.9—3.4.15 настоящего стандарта при температурах, равномерно распреде­ленных в интервале от 15 °С до 25 °С — для мер длиной 50—70 мм или в интер­вале от 17,5 °С до 22,5 °С — для мер длиной 75—100 мм.

Все измерения следует производить при одной и той же притирке меры к вспомогательной пластине. При этом вычисляют 6L₂o, полагая, например, а₀= 10,0- 10~^вК->.

По результатам измерения строят график зависимости 6L₂₀ от температуры (см. чертеж), по которому определяют да=а—а₀.

6а =

S7₂q &Z._2O

Редактор Е. И. Глазкова
Технический редактор О. Н. Никитина
Корректор А. П. Якуничкина

Сдано в наб. 14.12.79. Подп. к печ. 18.02.80. 4,0 п. л. 4,30 уч.-изд. л. Тир. 16000. Цена 25 коп.

Ордена «Знак Почета» Издательство стандартов. 123557, Москва, Новопресненский пер., 3
Великолукская городская типография управления издательств,
полиграфии и книжной торговли Псковского облисполкома,
г. Великие Луки, ул. Полиграфистов, 78/12. Зак. 2818Цена 25 коп.