Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 9. 4 mars 1952 - Varmtrådsmanometrar, av Guy von Dardel och Hans von Ubisch
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
K\ mars 1952
205
lig utväxling ånge trådens eller bandets
temperatur. Denna metod användes i stor utsträckning i
den elektriska mätteknikens
varmtrådsinstru-ment för växelström, och för
tryckmätningsändamål har liknande principer kommit till
användning.
I det stora flertalet fall har man dock föredragit
elektrisk temperaturindikering. Fördelarna är
framförallt att själva manometerröret då blir
billigare och lättare att utföra och att man lätt
kan placera elinstrumentet på avstånd från
själva röret som ofta sitter inkopplat i en
otillgänglig del av vakuumapparaturen.
Termokorsmanometrar
I termokorsmanometern består det kännande
elementet av en varmtråd på vars mitt de två
trådarna av ett termoelement svetsats fast.
Konstruktivt enklare är att svetsa ihop två
termo-elementtrådar i form av ett kors och använda
två av armarna som varmtråd och två som
termoelement. En elström från en transformator
eller ett batteri ledes genom tråden och den
resulterande uppvärmningen mätes med en till
termoelementet kopplad millivoltmeter (fig. 3 t.v.).
Termokorsmanometern är analog med de för
mätning av växelström mycket använda
termokorsen. Den är mycket enkel och pålitlig.
Om termoelementets andra "kalla" lödställe
anslutes till höljet kring varmtrådsmanometern
blir instrumentets utslag proportionellt mot
temperaturskillnaden mellan tråd och hölje och i
första approximationen oberoende av
rumstemperaturen. När termokorsmanometern matas med
likström kan vid lödstället förekomma en extra
uppvärmning eller avkylning på grund av
Pel-tier-effekten, och man får olika termospänning
vid olika riktning på matningsströmmen.
Effekten försvinner vid växelströmsmatning.
Nackdelen med termokorsmanometern är att
termospänningarna är så små att man måste
använda en galvanometer eller ett mycket
känsligt och därmed ömtåligt vridspoleinstrument
för att få god känslighet vid mätningen. Försöker
man öka trådtemperaturen för att få större
instrumentutslag, ökas strålningsförlusterna från
tråden snabbare än värmeledningen i gasen, och
känsligheten vid låga tryck försämras.
För att ge en uppfattning om de olika
fysikaliska effekternas storlekar anföres här att
strålningsförlusterna för blanka metalltrådar stiger
med ungefär femte potensen av den absoluta
temperaturen. Vid stigande trådtemperatur
uppnås ett flackt känslighetsmaximum för
manometern vid ca 300°G. På grund av inträdande
oxidation och korrosion av tråden skall dock
dennas temperatur helst icke överstiga 150°C.
Strålningsförlusten för en blank metalltråd vid
100°C är ungefär densamma som
värmeförlusten i luft vid 5—6 millitorr.
Fig. 3.
Termokorsmano-meter (t.v.) och
motståndsmanometer (t.h.).
Termospänningarna är för små för att kunna
påverka reläkretsar o.d. som man vill skall träda
i funktion vid visst tryck.
Termokorsinstrumen-ten har emellertid fått stor användning för
mätning av tryck inom området 10~3-1 torr, när
någon större noggrannhet inte erfordras.
Motståndsmanometrar
I motståndsmanometern eller
Pirani-manome-tern använder man en motståndstråd med
tillräcklig temperaturkoefficient. Vanligen
användes volfram, nickel eller platina vilkas motstånd
ökar med ca 0,4 % per °C. På sista tiden har
man också använt termistorer, material med
extremt hög temperaturkoefficient, och har
därigenom kunnat minska kraven på det använda
instrumentets känslighet.
I det enklaste fallet kan man nöja sig med att
observera t.ex. utslaget på en amperemeter i
serie med varmtråden, när den matas med ström
från en transformator. På så sätt kan man genom
att observera glödströmmens förändringar enkelt
få en åtminstone kvalitativ uppfattning om
trycket i en jonkälla eller förångningsanläggning där
man av andra skäl har en glödtråd.
Om varmtrådens temperatur varierar med
100°C blir variationerna i motståndet endast
40 %. Vid noggrannare vakuummätningar
använder man därför alltid en bryggkoppling (fig.
3 t.h.) som är i balans t.ex. när tråden befinner
sig i högvakuum. Instrumentutslaget blir på så
sätt direkt proportionellt mot trådens
temperaturförändringar och ett gott mått på rörets
vakuum.
För att vid motståndsmanometrar få så stora
spänningsändringar som möjligt över
mätmot-ståndet bör dettas motstånd vara högt. Även av
vakuumtekniska skäl vill man göra tråden tunn
så att värmeavgivningen är tryckberoende även
för högre tryck, och lång så att
värmeledningsförlusterna genom ändarna kan försummas. Ett
vanligt värde är omkring 100 ohm. Om
strömmen genom tråden är 5 mA blir
spänningsvariationerna över motståndet 0,2 V vid 100°
temperaturändring och således lätt mätbara med ett
ordinärt instrument.
Det är nödvändigt att kompensera
motståndsmanometern för variationer i rumstemperaturen.
Vid termokorsinstrumenten erhölls denna
kompensering genom att termoelementets kalla
lödställe hade rumstemperatur. Vid
motståndsmanometrarna kan man ernå samma kompensering
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
