автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.04, диссертация на тему:Разработка и исследование прецизионного шумового термометра

Введение.

I. Разработка методик расчета и выбора типов шумовых термометров заданной точности.

1.1. Постановка задачи.

1.2. Метод шумовой термометрии.

1.3. Классификация средств шумовой термометрии.

1.4. Классификация погрешностей шумовой термометрии.

1.5. Погрешность метода шумовой термометрии.

1.6. Вывод уравнений инструментальной погрешности измерений температуры средствами шумовой термометрии.

1.6Л. Определение функции преобразования шумового термометра непосредственной оценки.

1.6.2. Построение градуировочной характеристики шумового термометра непосредственной оценки.

1.6.3. Вывод уравнений инструментальной погрешности измерений температуры шумовым термометром непосредственной оценки.

1.6.4. Вывод уравнений инструментальной погрешности измерений температуры шумовыми термометрами других типов.

1.7. Разработка методик расчета шумовых термометров различных типов на основе сравнительного анализа влияния на их точность погрешностей измерительных преобразователей.

I.7.I. Сравнительный анализ влияния погрешностей первичных измерительных преобразователей на точность шумовых термометров различных типов.

1.7.2. Сравнительный анализ влияния погрешностей линий связи на точность шумовых термометров различных типов.

1.7.3. Сравнительный анализ влияния погрешностей масштабных и промежуточных измерительных преобразователей на точность шумовых термометров различных типов.

1.7.4. Сравнительный анализ влияния погрешностей оценок выходных сигналов на точность шумовых термометров различных типов.

1.7.5. Сводные результаты сравнительного анализа и разработка методик расчета шумовых термометров различных типов.

1.8. Определение критериев выбора типов разрабатываемых шумовых термометров по результатам обзора и классификации основных областей применения средств шумовой термометрии.

1.8.1. Обзор и классификация основных областей применения средств шумовой термометрии.

1.8.2. Определение критериев выбора типов разрабатываемых шумовых термометров.

1.9. Разработка методик выбора типов шумовых термометров по критериям максимальной технико-экономической эффективности при ограниченном и неограниченном времени измерений.

1.10. Выбор типа разрабатываемого шумового термометра.

1.11. Выводы.

2. Разработка прецизионного шумового термометра замещения и теоретическое исследование его точностных характеристик.

2.1. Постановка задачи.

2.2. Оптимизация шумового термометра замещения по критерию минимального среднего квадратического отклонения результата измерений температуры.

2.3. Оценка уменьшения взаимного влияния каналов обработки шумового сигнала в оптимизированном термометре по сравнению с неоптимизированным.

2.4. Разработка первичных измерительных преобразователей и оценка вносимых ими погрешностей.

2.4.1. Выбор типа первичных измерительных преобразователей по результатам их классификации и сравнительного анализа.

2.4.2. Разработка методики расчета параметров первичных измерительных преобразователей заданной точности

2.4.3. Расчет параметров первичных измерительных преобразователей и оценка систематических составляющих вносимых ими погрешностей.

2.4.4. Оценка неисключенных систематических и случайных составляющих погрешностей, вносимых первичными измерительными преобразователями.

2.5. Разработка линий связи и оценка вносимых ими погрешностей.

2.5.1. Разработка теплофизической модели и методики конструирования шумовых термометров как приборов контактной термометрии.

2.5.2. Расчет параметров линий связи.

2.5.3. Оценка систематических составляющих погрешностей, вносимых линиями связи.

2.5.4. Оценка неисключенных систематических и случайных составляющих погрешностей,вносимых линиями связи

2.6. Разработка масштабного измерительного преобразователя и оценка вносимых им погрешностей. НО

2.6.1. Разработка коммутатора масштабного измерительного преобразователя. III

2.6.2. Разработка предусилителя масштабного измерительного преобразователя.

2.6.3. Разработка основного усилителя и фильтров масштабного измерительного преобразователя.

2.6.4. Оценка систематических составляющих погрешностей, вносимых масштабным измерительным преобразователем.

2.6.5. Оценка неисключенных систематических и случайных составляющих погрешностей, вносимых масштабным измерительным преобразователем.

2.7. Разработка промежуточного измерительного преобразователя и регистрирующего устройства. Оценка вносимых ими погрешностей.

2.8. Оценка и сравнительный анализ точностных характеристик оптимизированного и неоптимизированного шумовых термометров.

2.8.1. Оценка и сравнительный анализ систематических погрешностей измерений температуры оптимизированным и неоптимизированным шумовыми термометрами.

2.8.2. Оценка и сравнительный анализ неисключенных систематических и случайных погрешностей измерений температуры, обусловленных влиянием собственных шумов оптимизированного и неоптимизированного шумовых термометров

2.8.3. Обзор и выбор схемотехнических решений, предназначенных для уменьшения погрешностей, обусловленных влиянием собственных шумов аппаратуры. Оценка эффективности их подавления.

2.8.4. Оценка неисключенных систематических и случайных погрешностей,обусловленных неидеальностью линейных систем, введенных для оптимизации шумового термометра.

2.8.5. Оценка и сравнительный анализ неисключенных систематических и случайных погрешностей измерений температуры оптимизированным и неоптимизированным шумовыми термометрами.

2.8.6. Сводные результаты сравнительного анализа погрешностей измерений температуры оптимизированным и неоптимизированным шумовыми термометрами.

2.9. Разработка математического ( программного ) обеспечения оптимизированного шумового термометра.

2.10. Выводы.

3. Экспериментальное исследование точностных характеристик разработанного шумового термометра.

3.1. Постановка задачи.

3.2. Экспериментальное исследование систематических составляющих погрешности измерений.

3.3. Экспериментальное исследование неисключенных систематических и случайных составляющих погрешности измерений.

3.4. Разработка методики и результаты экспериментального определения параметров шумового термометра, обеспечивающих минимальное значение суммы неисключенной систематической и случайной погрешностей, обусловленных влиянием собственных шумов.

3.4.1. Оценка минимального значения суммы неисключенной систематической и случайной погрешностей, обусловленной влиянием собственных шумов.

3.4.2. Описание предлагаемой методики и результатов экспериментального определения параметров шумового термометра, обеспечивающих минимальное значение суммы неисключенной систематической и случайной погрешностей, обусловленных влиянием собственных шумов.

3.5. Разработка методики и результаты экспериментального определения параметров шумового термометра, обеспечивающих минимальное значение суммы неисключенной систематической и случайной погрешностей, обусловленных неидеальностью линейных систем, введенных для его оптимизации.

3.6. Сводные результаты теоретических и экспериментальных исследований точностных характеристик разработанного шумового термометра.

3.7. Выводы.

4. Измерение термодинамической температуры разработанным шумовым термометром.

4.1. Постановка задачи.

4.2. Описание комплекса аппаратуры разработанного шумового термометра, предназначенного для измерений термодинамической температуры.

4.3. Постановка эксперимента.

4.4. Результаты эксперимента.

4.5. Выводы.

5. Бездемонтажная поверка рабочих термометров сопротивления разработанным шумовым термометром.

5.1. Постановка задачи.

5.2. Разработка способа бездемонтажной поверки рабочих термометров сопротивления.

5.„3. Описание комплекса аппаратуры разработанного шумового термометра, предназначенного для бездемонтаж-ной поверки рабочих термометров сопротивления.

5.4. Постановка эксперимента.

5.5. Результаты эксперимента.

5.6. Выводы.

Одним из направлений экономического и социального развития СССР на 1981-1985 годы и на период до 1990 года является расширение производства приборов и измерительных устройств для научных исследований и контроля за расходованием топливно-энергетических ресурсов /I/. Это ставит перед приборостроителями и метрологами очередные задачи, направленные на разработку новых и совершенствование существующих методов и средств измерений температуры.

Основой единства измерений температуры является условная Международная практическая температурная шкала МПТШ-68, базирующаяся на первичной термодинамической температурной шкале.

Государственные эталоны и образцовые средства осуществляют воспроизведение и передачу размера кельвина по МПТШ-68, которая лишь с некоторой конечной степенью точности приближается к термодинамической температурной шкале. Это нарушает единство измерений температуры. Возникает задача разработки государственных эталонов и образцовых мер, воспроизводящих термодинамическую температурную шкалу как единственно физически верную. Это - фундаментальная работа, закладывающая основы современной и будущей термометрии /2/.

Для решения поставленной задачи в НПО "ВНИИМ им. Д.И. Менделеева" наряду с совершенствованием широко известных средств газовой термометрии разрабатываются новые прецизионные средства измерений, основанные на методе шумовой термометрии /3/. Обзор и классификация основных областей применения этих средств выполнены в п.1.8.1. Здесь отметим, что метод шумовой термометрии также перспективен для решения задач контроля за расходованием топливно-энергетических ресурсов. Присущие этому методу особенности позволяют эффективно использовать его для метрологического обеспечения низкотемпературных термометров сопротивления, установленных на криогенных объектах. Применяемые в настоящее время низкотемпературные термометры нуждаются в периодической поверке, требующей их демонтажа с полной остановкой и разборкой всего криогенного оборудования. Такие операции имеют высокую себестоимость и сопровождаются большими потерями времени. Метод шумовой термометрии принципиально позволяет производить безде-монтажную поверку рабочих термометров сопротивления непосредственно на объектах их эксплуатации, что повышает уровень технико-экономической эффективности метрологического обеспечения поверочных операций.

Для реализации перечисленных достоинств указанного метода измерений необходима разработка высокоточных средств шумовой термометрии.

Таким образом, данная диссертационная работа, направленная на создание прецизионного шумового термометра, является актуальной и имеет важное народно-хозяйственное значение. Это подтверждается также тем, что затронутые в ней проблемы отражены в плане экономического и социального развития СССР, планах развития естественных наук, разработанных Академией наук СССР, и в планах метрологических исследований по обеспечению единства измерений в стране, разработанных Госстандартом.

Цель настоящей работы - разработка и исследование прецизионного шумового термометра, предназначенного для измерения термодинамической температуры в лабораторных условиях и осуществления бездемонтажной поверки рабочих термометров сопротивления в промышленных условиях.

Для достижения указанной цели в диссертации поставлена задача на основе исследований метода и средств шумовой термометрии в метрологическом аспекте, систематизации этих средств и их погрешностей, а также оптимизации их параметров по заданным критериям разработать прецизионный шумовой термометр, изучить его точностные характеристики и с его помощью провести измерение термодинамической температуры и осуществить бездемонтажную поверку рабочих термометров сопротивления.

В поставленной научной задаче может быть выделен ряд вопросов, подлежащих решению в данной работе: разработать методики расчета и выбора типов шумовых термометров заданной точности; разработать прецизионный шумовой термометр и провести теоретическое исследование его точностных характеристик; проверить экспериментально основные результаты проведенных теоретических исследований; провести измерения термодинамической температуры; осуществить бездемонтажную поверку рабочих термометров сопротивления.

В диссертации использованы методы теории измерений, теории теплообмена,теории вероятностей и математической статистики, теории обнаружения и оценок сигналов. Основные теоретические результаты проверены экспериментально.

Решению теоретических задач посвящены первые два раздела настоящей работы. Результаты экспериментальных исследований приводятся в остальных трех разделах.

В аннотированном виде то новое, что вносится автором в исследование проблемы, может быть сформулировано следующим образом.

Систематизированы средства шумовой термометрии и их погрешности. На этой основе установлены и сопоставлены между собой аналитические зависимости, характеризующие точностные параметры шумовых термометров различных типов и разработаны методики расчета и выбора типов шумовых термометров заданной точности по критериям максимальной технико-экономической эффективности при ограниченном и неограниченном времени измерений.

Поставлена и решена математическая задача оптимизации шумовых термометров замещения по критерию минимального среднего квадратического отклонения результата измерений температуры.

Разработаны методики экспериментального определения параметров оптимизированных шумовых термометров замещения, обеспечивающие минимальное значение суммы неисключенной систематической и случайной составляющих погрешности измерений, обусловленных влиянием собственных шумов и неидеальностью систем, введенных для оптимизации шумовых термометров.

Построена физическая модель линий связи шумоЕых термометров, на основе которой получены аналитические выражения, характеризующие условия минимизации систематической погрешности измерений, обусловленной совместным влиянием теплофи-зических, электрических и геометрических параметров линий связи шумовых термометров. Экспериментальная проверка показала правильность предложенной модели.

Использование оптимизированных схем построения, предложенных методик выбора типов, а также теоретического и экспериментального определения теплофизических, электрических и геометрических параметров шумовых термометров позволило повысить их точность и разработать шумовой термометр для измерения термодинамической температуры со средним квадратиче-ским отклонением результата измерений 0,003 % в диапазоне (90 - 273) К. С его помощью измерена термодинамическая температура равновесия между жидкой и парообразной фазами кислорода при нормальном атмосферном давлении. Достигнутая точность измерений соответствует современному уровню знаний о значении этой реперной точки.

В диссертации предложен и исследован способ градуировки термометров сопротивления при наличии импульсных аддитивных помех, характерных для промышленных условий эксплуатации шумовых термометров. С помощью аппаратуры, реализующей способ, осуществлена бездемонтажная поверка рабочих термометров сопротивления в промышленных условиях, что позволило повысить технико-экономическую эффективность метрологического обеспечения поверочных операций.

На защиту выносятся следующие основные результаты и научные положения.

Результаты сличения термодинамической температуры реперной точки кипения кислорода, измеренной разработанным шумовым термометром, и температуры, приписанной этой реперной точке в соответствии с МПТШ-68.

Способ градуировки термометров сопротивления при наличии импульсных аддитивных помех и реализующая способ аппаратура, с помощью которой осуществлена бездемонтажная поверка рабочих термометров сопротивления методом шумовой термометрии в промышленных условиях эксплуатации.

Результаты систематизации средств шумовой термометрии и их погрешностей, позволившие

- установить и сопоставить между собой аналитические зависимости, определяющие точностные характеристики шумовых термометров различных типов;

- разработать методики расчета и выбора типов шумовых термометров заданной точности.

Совокупность результатов теоретических и экспериментальных исследований, позволивших

- оптимизировать параметры шумовых термометров по заданным критериям на основе установленных аналитических зависимостей составляющих погрешности измерений в функции влияющих параметров;

- разработать прецизионный шумовой термометр, характеризующийся средним квадратическим отклонением результата измерений температуры 0,003 % в диапазоне (90 - 273) К.

I. РАЗРАБОТКА МЕТОДИК РАСЧЕТА И ВЫБОРА ТИПОВ ШУМОВЫХ ТЕРМОМЕТРОВ ЗАДАННОЙ ТШНОСТИ

1.1. Постановка задачи

Несмотря на сравнительно длительный период развития шумовой термометрии, эта область измерений недостаточно исследована в метрологическом аспекте.

В первую очередь, такое положение дел обусловлено тем, что в шумовой термометрии отсутствует единая классификация средств измерений, которая соответствовала бы общепринятым определениям основных понятий метрологии. Действительно, в зависимости от использования того или иного общего метода измерений средства измерений должны быть классифицированы как приборы, реализующие метод непосредственной оценки и методы сравнения с мерой. Последние, кроме того,должны подразделяться на приборы, реализующие методы замещения, совпадений, противопоставления, а также дифференциальный и нулевой. В измерительной цепи приборов выделяют отдельные измерительные преобразователи и структурные элементы, которые, в свою очередь, классифицируют по свойствам и виду обработки сигнала измерительной информации /V*

В то же время, например в обзоре /5/, в качестве классификационных признаков различных средств шумовой термометрии использованы имена их разработчиков (шумов§й термометр Гаррисона-Лаусона, шумовой термометр Финка и др,), а также введено понятие "импульсного метода" шумовой термометрии. В работе /б/ предложена следующая классификация методов измерений: метод сравнения, корреляционный метод, корреляционный метод с компенсацией, импульсный метод, метод использования параметрического усилителя на эффекте Джозефсона и метод определения температуры по мощности шума. В обзоре /У/ выделяют метод шумовой радиометрии, метод сравнения,корреляционный метод, имцульсно-щумовой метод, метод измерения шумовой мощности и метод абсолютной шумовой термометрии. Наконец автор /8/ рекомендует использовать сложную классификационную схему тех же средств шумовой термометрии, содержащую, во-первых, шумоше термометры разновременного сравнения, включающие в себя импульсные, квадратичные и корреляционные термометры и, во-вторых, шумоше термометры непосредственной оценки, включающие в себя, кроме перечисленных типов, еще и шумовые термометры мощности»

Для всех перечисленных попыток систематизации средств шумоввй термометрии характерен один и тот же недостаток: смешивание в одной классификационной схеме используемых общих методов измерений с видами средств измерений и их структурными элементами.

Для устранения имеющегося недостатка необходимо: рассмотреть метод шумовой термометрии как совокупность приемов использования принципов и средств измерений интенсивности теплового хаотического движения носителей электрических зарядов в любой электропроводной среде; классифицировать средства шумовой термометрии по используемым в них общим методам измерений на шумовые термометры непосредственной оценки и дифференциальные и нулевые шумовые термометры замещения, совпадений и противопоставления.

Отсутствие удовлетворительного решения указанных вопросов в современной научной литературе привело к тому, что в настоящее время существуют лишь рекомендации по уменьшению тех или иных составляющих погрешностей шумовых термометров, а также не связанные друг с другом описания шумовых термометров, наиболее полно представленные в работах /5, 7, 9-12/. Такие разрозненные сведения не позволяют произвести метрологический анализ средств шумовой термометрии с целью определения их пригодности для выполнения тех или иных измерений с заданной точностью в статическом или динамическом режимах и с минимальными экономическими затратами«

Сводя воедино вопросы, требующие освещения в настоящем разделе, сформулируем окончательно его задачу: на основе предложенных в работе метрологически обоснованных систем классификации рассмотреть метод и средства шумовой термометрии, а также их погрешности, сравнить между собой обобщенные точностные характеристики выделенных типов шумовых термометров и, пользуясь полученными соотношениями, разработать методики расчета шумовых термометров различных типов и методики выбора типов шумовых термометров по заданным критериям при заданной точности.

5.5. В ы е о д ы

5.5.1. Предложен способ градуировки (поверки) термометров сопротивления в промышленных условиях при воздействии импульсных аддитивных помех. Его новизна защищена авторским свидетельством на изобретение ]-.з 657744.

5.6.2. Согласно предложенному способу разработанным шумовым термометром осуществлена бездемонтажная поверка рабочих термометров сопротивления '1ПК-110А и ТПК-12СА в крайних точках диапазона ^ 77 - 90 К.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения диссертационной работы получены следующие основные результаты.

1. Систематизированы средства шумовой термометрии и их погрешности. На зтой основе установлены и сопоставлены между собой аналитические зависимости, характеризующие точностные параметры шумовых термометров различных типов и разработаны методики расчета и выбора типов шумовых термометров заданной точности по критериям максимальной технико-экономической эффективности при ограниченном и неограниченном времени измерений.

2. Поставлена и решена математическая задача оптимизации шумовых термометров замещения по критерию минимального среднего квадратического отклонения результата измерений температуры.Выведены уравнения для расчета их точностных характеристик, позволяющие выявить роль каждого измерительного преобразователя в формировании результирующей погрешности измерений с целью определения и уменьшения влияния доминирующих составляющих погрешности.

3. Разработаны методики экспериментального определения параметров оптимизированных шумовых термометров замещения, обеспечивающие минимальное значение суммы неисключенной систематической и случайной составляющих погрешности измерений, обусловленных влиянием собственных шумов и неидеальностью систем, введенных для оптимизации шумовых термометров.

Построена физическая модель линий связи шумовых термометров,на основе которой получены аналитические выражения, характеризующие условия минимизации систематической погрешности измерений температуры, обусловленной совместным влиянием теплофизических, электрических и геометрических параметров линий связи шумовых термометров.

5. Созданы прецизионные цифровые шумовые термометры с автоматизацией операций по сбору и обработке измерительной информации, точностные характеристики которых находятся на уровне лучших мировых достижений, а новизна защищена тремя авторскими свидетельствами на изобретения.

6. С помощью разработанного шумового термометра, характеризующегося средним кзадратическим отклонением результата измерений 0,003 7о в диапазоне (9о - ¿73) К, произведено сличение термодинамической температурной шкалы и условной шкалы к.ПТш-бЗ в реперной точке кипения кислорода, п пределах погрешности измерений расхождения между значением температуры, приписанным этой точке по мЛТш-бб ( 90,168 К ), и значением, измеренным разработанным шумовым термометром в соответствии с термодинамической температурной шкалой (90,151 К), не обнаружено .

7. Предложен и исследован способ градуировки термометров сопротивления при наличии импульсных аддитивных помех, характерных для промышленных условий эксплуатации шумовых термометров. На основе предложенного способа создана установка для бездемонтажной поверки рабочих термометров сопротивления методом шумовой термометрии в промышленных условиях эксплуатации. С ее помощью поверены полупроводниковые термометры сопротивления ТиК-П^А и ТЛК-12СА в крайних точках диапазона (77 - 90) К с доверительной погрешностью 0,^-5 К при доверительной вероятности и,55. Новизна предложенного способа защищена авторским свидетельством на изобретение.

8. Полученные результаты внедрены в опытно-конструкторскую работу по исследованию термодинамической температурной шкалы методом шумовой термометрии, выполняемую в НПО "ЫШИм им.Д.И.Менделеева", а также использованы для проведения без-демонтажной поверки рабочих термометров сопротивления на объектах одного из предприятий г.Балашихи.

Ожидаемый экономический эффект от использования результатов работы составляет Д5 тыс. руб. в год.

1. Основные направления экономического и социального развития СССР на х981 1585 годы и на период до 1950 года.-М.: Политиздат, 1581.- 55 с.

2. Гордов А.Н., Добровинский И.Е., Лах Б.И. Актуальные задачи современной термометрии,- Приборы и системы управления, 1530, !.? 2, с. 13-15.

3. Олейник Б.Н. Использование шумового и квадрупольного ядерного термометров в термометрии.- Измерительная техника, 1552, I) 3, с. 45, 47.

4. ГОСТ 16253-70. Государственная система обеспечения единства измерений, летрология. Термины и определения.- М.: Издательство стандартов, 1553.- 52 с.

5. Саватеев А.Б. Измерение температуры посредством электрических шумов сопротивлений.- Приборы и системы управления, 1571, .} 11, с.35-43.

6. Черевко А.Г. Применение шумовой термометрии для изучения теплофизических свойств металлов и сплавов при высоких температурах. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук.- Новосибирск, 1975.- 22 с.

7. Манченко А.Б., Отолярчук П.Г. Измерение абсолютных температур с помощью шумовой термометрии.- и кн.: Контрольно-измерительная техника. Львов: высшая школа, 1575, вып.25, с.112-116.

8. Гришко Е.О. Разработка и исследование термошумовых измерительных преобразователей.Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук.- Киев, 1532.- 15 с.

9. Storm L. Noise The плоте try with Conventional Electronics.- In В.: IToise Phys. Syst. Pro с. 5 Int. Gonf. , Bad Manheim, 1978. Berlin, 1978, p.24-0-24-8.

10. Brixy H. , Oehmen J., Rittinghaus K. , Wegener Ii. Rauschthermometrie. Teil 1,- Technisches Messen Atm., 1978, vol.45, N 10, S.351-354.

11. Тамура Шузо. Шумовые термометры.- Кихон буцури гак-кайси. Бутсури, I97S, т.34, й 12, с.1051-1058.

12. Kamper R.A. Survey of Noise Thermometry.- Temperature: Its Measurement and Control in Science and Industry, 1973, vol.4, Part.1, p.349-354.

13. Einstein A. Uber die Gültiglceitsgrenze des Satzes vom thermodynamischen Gleichgewicht und über die Möglichkeit einer neuen Bestimmung der Elementarquanta.-Annalen der Physic, 1907, vol.22, Ii 3, S.569-572.

14. Johnson J.B. Thermal Agitation of Electricity in Conductors.- Physical Review, 1927, vol.29, К 2, p.357,368.15« Nyquist H. Thermal Agitation in Conductors.- Physical Review, 1927, vol.29, N 4, p.614.

15. Nyquist H. Thermal Agitation of Electric Charge in Conductors.- Physical Review, 1928, vol.32, N 7, p.110-113.

16. Garrison J.В., Lowson A.W. An Absolute Noise Thermometer for High Temperatures and High Pressures.- The Review of Scientific Instruments,1949, vol.20, N 11, p.785-794.

17. Губский Б.И. Простой шумовой термометр непосредственной оценки.- Стандартизация и измерительная техника,1977,3, с.33-38.

18. Klein Н., Klemt G., Storm L. Measurement of the4

19. Thermodinamic Temperature of He at Varios Vapour Pressure by a Noise Thermometer.- Metroiogia, 1979, vol.15, N 3,p. 143-154.

20. Борковский К.ill., Блейлок Т.Б. Новый метод шумовой термометрии.- Приборы для научных исследований, ±974, .£ 2, с.3-16.

21. Decreton Li., Binard L. , Delrez С., Hebel W. , Schubert V». High Temperature i.leasuremnts by Noise ■ Thermometry.-High Temperatures High Pressures, 1980, vol.12, p.395-402.

22. Корндорф С.Ф., Подорольский A.H. 'Гермофлуктуацион-ный метод измерения интегральной температуры.- Измерительная техника, 1970, № 12, с.35-37.

23. Корндорф С.Ф., Подорольский А.Н. Установка для измерения средней по толщине температуры диэлектрика.- Известия БУЗов. Сер. Приборостроение, 1972, т.15, 1° 5, с.101.

24. Иваценко 10.С., Коробченко 10.Г., Бондаренко Т.С. Измерение шумовой температуры плазмы индуктивным преобразователем.- Теплофизика высоких температур, 1976, т. 14, If? 4, с.841-845.

25. Иващенко iU.C., Коробченко 1ъ.Г., Бондаренко Т.С. Измерение шумовой температуры плазмы продуктов сгорания с помощью бесконтактного емкостного преобразователя.- Там же, L> 6, с.1261-1265.

26. Иващенко iU.C., Зинченко В.М. Измерение температуры поверхности горения баллиститного пороха термошумовым методом.- Физика горения и взрыва, 1979, т.15, $ I, с.19-22.

27. Гилевский п.Н. шумовой метод измерения температуры. Б кн.: Труды Московского лесотехнического ин-та. й., 1973, с.98.

28. Hrbek J. The Measurement of Low Temperatures "by Means of a Noise Thermometer with a Semiconductor Sensor.-Czechoslovak Journal of Physics, 1972, vol.22, И 8, sekt.13, p.533-54-0.

29. Wagner R., Bertman Б. Temperature Measurement Using Johnson Noise.- Cryophysics and Gryоengineering, 1970, vol. 50, p.23-25.

30. Каирег R.A., Zimmerman J.E. Noise Thermometry with the Josephson Effekt.- Applied Physics, 1971, vol.42, N 1, p.132-136.

31. Кампер P.А., Зигуорт Д.Д., Рейдбо P.А. Измерение шумовой температуры в милликельвиновом диапазоне.- ТИИЗР,1971, t.5S, % S, с.102,103.

32. VieЪЪ R.A., Giffard R.P. , V/heatley J.С. Relationship Between Johnson Noise Temperature and Magnetic Temperature for Powdered Cerium Magnesium Nitrate.- Physics Letters,1972, vol.41 A, N 1, p.1,2.

33. Wheatley J.C., Y/еЪЪ R.A. Millikelvin Temperatures Measured with Noise Thermometer.- Science, 1973, vol.182, N 4109, p.241-248.

34. Wehb R.A., Giffard R.P.,V/heatley J.C. Noise Thermometry at Low Temperatures.- Journal of Low Temperature Physics, 1973, vol.13, N 3-4, p.383-429.

35. Malassis R. Etude d'un thermomètre à "bruit opérationnel enture 1 К et 10 К.- Bull, inform. Bur.nat. metrol., 1978, vol.9, N 32-33, P.41-48.

36. Patronis Б. Т., Marsliak Jr.К. , Reynolds G. A., Sailor V.L., Shore F.J. Low-Temperature Thermal Noise Thermometer.-The Review of Scientific Instruments, 1559, vol.30, N 7, p.578-584.

37. Бродский А.Д. Новые методы измерения низких температур.- м. -Ji.: Стандартгиз, 1962. 131 е., ил.

38. Fujishiro I., T.Iii Н. , Senoo П. Noise Thermometry for Very High Pressure Use.- Paris: Prance Center National de la Recherche Sientifical. 1970, p.457.

39. Brixy H.G. Temperature Measurements in Nuclear Reaktors by Noise Thermometry.- Nuclear Instruments and Methods, 1971, vol.97, N 1, p.75-80.

40. Brixy H. , Oehiuen J., Rittinghaus E. Rauschtherrnome-trie. Teil 2.- Technisches Messen Atm., 1978, vol.45, N 11,1. S.387-595.

41. Pickup C.P. High Resolution Noise Thermometer for the Temperature Range 90 100 Iv. - Metrologia, 1975, vol.11, N 4, p.151-159.

42. Pickup C.P. A Precision Noise Thermometer for Temperature Scale studies.- Sixth International Conference on Noise in Physical Systems. Dep. Commer.Nat.Bur. Stand. Spec. Puhl. Gaithersburg, 1981, N 514, p.272-275.

43. Pursey II., Pyatt E. Measurement of Equivalent Noise Resictance of a Noise Thermometer Amplifier.- Journal of Scientific Instruments, 1959, vol.36, N 6, p.260.

44. Crovini L., Actis A. Noise Thermometry in the Range 53О 9S2°0.- Metrologia, 1978, vol.14, N 2, p.59-78.

45. Fink H.I. A New Absolute Noise Thermometer of Low Temperatures.- Canadian Journal of Physics, 1959, vol.37, N 12, p.1397-1405.

46. Крафтмахер Я.А., Черевко А.Г. Исследование температуры проволочных образцов по их тепловому шуму.- jd кн.: Теп-лофизические свойства твердых тел. л.: ьау.ка, ±976, с.75-79.

47. Jones Б.Ii. Electrical Noise Thermometer.- Applied Physics, 1978, vol.16, К 1, p.99-102.

48. Бурдун Г.Д., Марков Б.Н. Основы метрологии,- М.: Издательство стандартов, 1975.- 335 е., ил.

49. Маликов С.0.,Тюрин Н.И. Введение в метрологию.- М.: Издательство стандартов, 1956.- ¿48 е., ил.

50. Иванцов А.И. Основы теории точности измерительных устройств.- М.: Издательство стандартов, 1972.- 212 е., ил.

51. Бермант А.Ф. Краткий курс математического анализа.-М.: Наука, 1964.- 564 с.

52. Ван дер Оил А. Флуктуации в радиотехнике и физике.-М.- ji.: Госэнергоиздат, 1358.- 295 с.

53. Троицкий Б.С., Любина А.Г., молотов к.и.экспериментальное исследование тепловых шумов некоторых проводников.-JiioTc5, 1953, т.25, вып. 4 (Ю), с.455-452.

54. Гинзбург ¿.Ji. Некоторые вопросы теории электрических флуктуаций.- /спехи физических наук, 1952, т.45, вып.З, с.348-387.

55. ГОСТ S.U79-73. Государственная система обеспечения единства измерений. Государственный первичный эталон и общесоюзная поверочная схема для средств измерений температуры в диапазоне 13,81 т- 273,15 К. М.: Издательство стандартов, ±980.- 4 с.

56. ГОСТ 8.08J-80. Государственная система обеспечения единства измерений. Государственный первичный эталон и общесоюзная поверочная схема для средств измерений температуры в диапазоне 273,15 -f 63;~0 К. ь.: Издательство стандартов,i960.- о с.

57. Горяинов Б.Т., л-.уравлев А.Г., Тихонов о.И. Статистическая радиотехника. Примеры и задачи.- м.: Советское радио, i960.- 544 с.

58. Двайт F.d. Таблицы интегралов и другие математические формулы.- ;.¡.: Наука, Í973.- 228 с.

59. Основополагающие стандарты в области метрологического обеспечения/Редактор Р.Г.Говердовская : Издательство стандартов, I9GI.- 272 с.

60. Блейлок Т.О., Борковский K.j. Источник шумов для калибровки термометров, основанных на измерении мощности тепловых шумов.- Приборы для научных исследовании,1973, 3 8, с.25-34.

61. Crovini L., Actis A. Systematic Errors in High-temperature Noise Thermometry.- Inst.Phys.Conf. Ser. N 26, 1975: Chapter 7, p.393-408.

62. Краткий справочник конструктора радиоэлектронной аппаратуры/Под ред. Р.Г. .Варламова й.: Советское радио, 1973.- 856 с.

63. Бродский А.д., Кремлевский Б.П., Саватеев А.Б. Новые методы осуществления термодинамической шкалы в области низких температур.- Б кн.: Труды ин-тов Комитета стандартов, !■■!.: Стандартгиз, i960, вып. 49 (109), с.24-29.

64. Олейник Б.Н., Соколов H.A., Лем.уткин о. П. Измерение термодинамической температуры методом шумовой термометрии.-Б кн.: Тез. докл. Бсесоюзн. совещания "Квантовая метрология и фундаментальные физические константы". А., I382, с.73,8и.

65. Storm L. Eine dierekte Bestimmung der Boltzmann-Kon-stante aus dem Y.'iderstandsrauschen. Die Naturwissenschaften, 1930, ВЛ7, S.4-90.

66. Klemt G-.,Stcrm L. Precision Measurement oî Thermal Noise, lloise Thermometry and Determination of the Boltzman-constant.- In В.: "CPEM Dig. 19SO: Conf. Precis. Electrornag.1.leas. " S. 1., s. a. , 1980, p.178-180.

67. Саламатина А.ы., Филиппов ji.il. Применение шумовойтермометрии для измерения теплоемкости твердых металлов.- Б кн.: Бестник мТУ, сер."Физика, астрономия". 1977, т.18, В I, с. 51-54.

68. Berry E. Fix id point values an ITPL-75 and virial coefficient data of île-Comitè Consultativ de Thermoniètrie, 11e session-1975 (15-1S juin) Sèvres, France: Burean International de Poid et Mesures, 1977, p.№5 (CÇT/76-27).

69. Klemt G.,Jtorm L. Determination of the Thermodina-mic Temperature of Fixed Points "by Means of a High by Accurate Hoise Thermometer.- Sixth International Conference an

70. Noise in Physical Systems. Dep. Commer К at. Bur. Stand, ¿pec. Puhl. Gaithershurg, 1981, ii p.259-271 .

71. Лысиков d.d., Прозоров d.K., Васильев v.п., Попов Д.Н., Громов Ji.O., Рыбаков '^.b. Температурные измерения в ядерных реакторах.- м.: Атомиздат, 1975.- 168 с.

72. A.c. 195161 (COUP). Способ градуировки высокоомных термометров сопротивления/А.Д.Бродский,A.B.Оаватеев.- Опубл. в Б.И., 1967, ié 9, с,135.

73. A.c. 857744 (СССР). Способ градуировки термометра сопротивления/К.А.Соколов.- Опубл. в Б.И., 1981, 31, с.¿02.

74. Амиров 1С.Д. Организация и эффективность научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ.- П.: Экономика, 1974.- ¿37 с.

75. Su. Нейман Д;:-1., моргенштейн 0. Теория игр и экономическое поведение.- М.: Наука, 1970.- 708 с.

76. Storm L. Zur genauen Messung der absoluten Temperatur aus dem termischen Rauschen.- Zeitschrift für andev/andte Physic, 1952, В.14, Ii. J , S.117-121.

77. Губский Б.й. иыбор оптимальных параметров шумового термометра по критерию максимума отношения сигнал-помеха.-Стандартизация и измерительная техника, 1375, ií I, с. 143-154.

78. Френк с Ji. Теория сигналов,- м.: Советское радио, 1374.- 344 с.

79. A.c. 872934 (СССР). Шумовой термометр/Б.Н.Олейник, H.A.Соколов, A.A. Борисов, А.М. '¿йсмонт.- Опубл. в Б. И., 1981, .? 38, с.204.

80. A.c. 937418 (СССР). Шумовой термометр/5. Н. Олейник, H.A.Соколов, и. Г. Лихач ев.- Опубл. в Б.И., 1933, J5 1, с.179.

81. Bauer Н. Eine einfache Vorrichtung zur Messung hoher Temperaturen.- Neue Hütte, 1970, v.15, H 2, S.90-93.

82. Bauer H. Messung hoher Temperaturen mit Hilfe des thermischen Rauschens.- Technik, 1970, v.25, S.258-251.

83. Олейник Б.H.,Соколов H.A.,Сумерик о. i'i., So рисов А. А., Ереминский ¿.А. Измерение температуры с помощью термошумовых термометров.- Измерения, контроль, автоматизация, 1983, 1, с.22-29.

84. Коробченко ю.Г., Мващенко ¿.С. Избирательность измерений термодинамической температуры ионизированного газа шумовым термометром с неконтактным емкостным преобразователем.- Измерительная техника, 1982, № 3, с.47,48.

85. A.c. 475516 (СССР). Способ измерения температуры /Б.Н. Гилевский.- Опубл. в Б.И., 1975, Ji? 24, с.85.

86. Плотников Б.Б., Соколов H.A. ,'ойсмонт А.И. Новое направление в области метрологии низкотемпературной термометрии.- Б кн.: Исследование процессов в криогенных установках и системах. Балашиха: НЛО "Криогенмаш", 1980, с.91-98.

87. Андерсон П.Т., Пампе П.Б. лалошумящий усилитель для измерения температуры от 4 до Зои К по шумам.- Приборы длянаучных исследований, ¡: 74, I, с.49-53.

88. Пат 2347765 (ЗРГ). Шумовой термометр/К. Брике и, И. Тиссен.- Опубл. в ¿.И., í¿75, iï 24, с.lue.

89. Данченко A.J., Колодий 5.А., Столярчук П.Г. Шумовой термометр с компенсацией собственных шумов.- Измерительная техника, 1932, 3, с.43,49.

90. A.c. 966506 (ООоР). Шумовой термометр/Ь.у.Гришко.-Опубл. в 5.И., 1932, .0 33, с.194.

91. A.c. 966507 (ССОР). Шумовой термометр/Б.Гришко.-Опубл. в Б.И., 1982, .v 38, с. 194.

92. Бан дер сил А. 1ьумы при измерениях.- ш. : мир, 1979, 292 с., ил.

93. Бароненкова К).Д., Саватеев A.b. О возможности использования шума полупроводниковых сопротивлений с целью измерения их собственной температуры.- Б кн.: Труды метрол. ин-тов СССР. л.: Энергия, 1975, с.54-60.

94. Соколов H.A. Об использовании полевых транзисторов в качестве меры сравнения в шумовых термометрах.- Б кн.: Труды метрол. ин-тов СССР. Ji.: Энергия, 1979, вып. 233(298), с.32-34.

95. ЮЗ. Галкин ¿.И. Полевые транзисторы в чувствительных усилителях.- л.: Энергия, 1974.- 144 е., ил.

96. ГОСТ 8.4oT-8j. Государственная система обеспеченияединства измерений. Классы точности средств измерений.- м.: Издательство стандартов, 1981.- 12 с.

97. Резисторы (справочник)/ Под ред. й.И.Четвертакова. М.: онергоиздат, 1981.- 352 с.

98. Михеев М. А., Михеева И.М. Основы теплопередачи.-М.: Энергия, 1977.- 344 е., ил.

99. Малков М. П., Данилов И. ь., оельдович А.Г., «рад-ков А.Б. Справочник по физико-техническим основам глубокого охлаждения.- М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963.- 416 с.

100. Яворский Б.М., Детлаф A.A. Справочник по физике.-М.: Наука, 1968.- 940 с.

101. Денисов А.Г., Ьинаков Б.К., Пашев Б.А. Магнитоуп-равляемые контакты современные коммутационные элементы.-Приборы и системы управления, 1ь>71, I,? II, с. 13— 1э.

102. Денисов А.Г., Ьинаков Б.К., Шапиро А. Л. Некоторые вопросы применения магнитоуправляемых герметизированных контактов.- Там же, с.18-20.

103. Ривина А.Г. Исследование характеристик герметизированных магнитоуправляемых контактов.- Там же, с.22-24.

104. Кофлин Р., Дрискол Ф. Операционные усилители и линейные интегральные микросхемы.- М.: Мир, 1979.- 360 е., ил.

105. Шор Ф.л'., Уильямсон P.C. Термометр для измерения низких температур, основанный на использовании шума Найквис-та и усилителя-коррелятора.- Приборы для научных исследований, 1966, т. 37, о, с. 98.

106. Саватеев А.и., Кремлевский К.П., Кошелев С.И. Измерительно-вычислительное устройство по самоградуировке терморезисторов шумовым методом для системы управления криогенными объектами.- В кн.: Тр. Ленинградского политехи, ин-та, 1980, .> 372, с.72-75.

107. A.c. 654663 (СССР). Шумовой термометр/Б.Н.Олейник, А.А.Борисов, Б.ы.Сумерин, 'о .В.Пудриков, Н.А.Соколов.- Опубл. в Б.И., 1979, й 12, с. 164.

108. Мирский Г.;!. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов.- М.- Л.: Энергия, i967.- 432 е.,ил.

109. Аналоговые и цифровые интегральные схемы/ С.¿.Якубовский, H.A.Барканов, ь.П.Кудряшов.- й.: Советское радио, 1979.- 336 е.,ил.122. ьукреев С.С. Транзисторные усилители низкой частоты с обратной связью.- М.: Советское радио,1972.- 184 е.,ил.

110. Рогинский И.;и. Детали миниатюрной радиоаппаратуры. Л.: Энергия, 1971.- 120 е., ил.

111. Приборы для измерения температуры контактным способом / Под общ. ред. Р.ij. Бычковского.- Львов: Бища школа,тс , Г7 Г>l97c.- е., ил.

112. Кремлевский Н.П. Способы обеспечения параметрической инвариантности при автоматической самоградуировке терморезисторов шумовым методом.- и кн.: Тр. Ленинградского политехи. ин-та, 1931, Б 377, с.1иб,Ю7.

113. ПЕРЕЧЕНЬ НОМИНАЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ПАРАМЕТРОи Р Ас РАБОТ АНН ОГ О ЕУМОиОГО ТЕРМОМЕТРА

114. РАСЧЕТ КОо4?#ЩМЕНТОБ ТЕШхООЪы'ЕНА

115. Если теплообмен между стенкой и жидкостью (газом) имеет такой же характер, как вдоль вертикальной поверхности в неограниченном пространстве, то /109/ж -""-К/*, СП.2.01)где Аж коэффициент теплообмена между стенкой и жидкостью;

116. Ми критерий Ну с с ель та;

117. При значении 10 Сг Рг < 1Ск = 0^05(Сг'- Рг)°'3 (П.2.06)и при юб< Сг'. Рг < 101Э=0 4(Сг'- Рг)°'г (П.2.07)1. Л ' )где Сг'=дрМ(Д,/2)*(П.2.08)

118. Проверка правильности выбранного значения осуществляется следующим образом. Средняя температура ЛС соответствует величине е

119. Ъ = ±1т+(тшт-т)сЬт/х-г)/сЬъАе.а{х, (П.2.09)сгде ж/Ас- для цилиндра с толщиной стенкии теплопроводностью Ас ; /??„ =2(оЬж/Хсо/п У^ для подводящих проводов суммарным диаметром Ып и теплопроводностью Ас

120. Раскрывая интеграл в уравнении (П.2.03), получимтлеоткуда1. М^Г^-Т--^СП. 2.10)

121. Если Atp ~ At} то расчет коэффициента теплопередачи выполнен верно.

122. Необходимые теплофизические параметры используемых материалов приведены в табл.П.¿.1.