מהם השלבים הספציפיים לכיול צמד תרמי בשיטת אמבט קרח 0 מעלות

הכנה, הרכבה, מדידה ועיבוד נתונים הם ארבעת השלבים העוקבים המעורבים בכיול צמד תרמי תוך שימוש בשיטת אמבט הקרח של 0 מעלות. כדי להבטיח דיוק, בקרת הטמפרטורה חייבת להישאר קבועה לאורך כל התהליך. להלן השלבים המדויקים:

1. הגדרה ראשונית (וודא שטמפרטורת הייחוס נכונה)

כדי לשמור על טמפרטורה קבועה של 0 מעלות, הכינו כוס מבודדת ואקום- או בקבוק Dewar עם שכבת בידוד;

הכן מוט זכוכית לערבול וקרח שבור העשוי ממים טהורים (קפואים באופן אידיאלי ממים מזוקקים כדי למנוע מזהמים לשנות את נקודת הקיפאון);

ודא שמפרקי ההלחמה נקיים והסר כל ציפוי וכתמים תחמוצת פני השטח מקצה הייחוס של הצמד התרמי (הקצה הקר) ומקצה המדידה (הקצה החם);

יש להכין מכשיר למדידת טמפרטורה-בדיוק גבוה (דיוק > 0.1 מעלות ) ולאמת את הכיול שלו מראש.

2. הכנת קרח רגיל-תערובת מים ב-0 מעלות

הוסף רק מספיק מים טהורים כדי לכסות את הקרח הכתוש במיכל סגור.

כדי לאפשר לטמפרטורה להתייצב על 0 מעלות (לחץ אטמוספרי סטנדרטי), מערבבים בעדינות את תערובת מי הקרח- בעזרת מוט זכוכית והשאירו אותה למשך שלוש עד חמש דקות.

כדי למנוע התקבצות קרח וגלישה של מים, התאם את נפח המים של הקרח- על ידי הבטחת מגע מלא בין הקרח והמים. כדי למנוע פיזור טמפרטורה לא אחיד בתחתית המיכל, מפלס המים צריך להיות כ-5 מ"מ מתחת למפלס הקרח.

3. חברו את הצמד התרמי והתאם את הטמפרטורה.

ודא שקצה הייחוס של הצמד התרמי, או הצומת הקרה, שקוע לחלוטין בתערובת מי הקרח- ואינו בא במגע עם תחתית המיכל או הדפנות הצדדיות (הטמפרטורה של דופן המיכל עשויה להיות שונה מ-0 מעלות).

כדי למנוע הפרעות טמפרטורה הדדיות תוך כיול של מספר צמדים תרמיים בו-זמנית, שמור על מינימום של 5 מ"מ בין הצמתים הקרים של כל צמד תרמי.

כדי לאפשר לטמפרטורת המערכת להשתוות, מקמו את הצומת החם של הצמד התרמי במקום המדידה שיש לכייל (כגון החלק התחתון של פתח הרץ החם) והניחו לו להתייצב במשך עשר עד חמש עשרה דקות.

לאחר האיזון, קח שלוש קריאות רצופות של הפוטנציאל התרמואלקטרי והטמפרטורה של הפלט בכל דקה. נתוני המדידה הסופיים יהיו הממוצע של קריאות אלו.

4. עיבוד נתונים ותיקון כיול

כדי לקבוע את ערך השגיאה של ערכת הפיצוי הנוכחית, השווה את הערך הממוצע שנרשם עם הפוטנציאל התרמו-אלקטרי הסטנדרטי של צומת קר 0 מעלות בטבלת כיול הצמד התרמי;

כדי לתקן את סטיית מדידת הטמפרטורה, שנה את מקדם הפיצוי של בקר הטמפרטורה בהתבסס על ערך השגיאה;

בדוק שסביבת המים-קרח ומיקום הטבילה בצומת הקרה מתאימים, ולאחר מכן כייל מחדש אם השגיאה עדיין עולה על הדרישות לאחר הכיול.

נקודות בקרה חשובות לדיוק

במקום להשתמש בגושי קרח גדולים, השתמשו בקרח כתוש מכיוון שיש לו מגע רב יותר עם מים, מה שמייצר טמפרטורה עקבית ויציבה יותר;

הימנע מלאפשר לקרח להימס לחלוטין: הוסף קרח שבור כדי להחזיר את יציבות הטמפרטורה אם נפח הקרח יורד ביותר משליש;

קצה ההתייחסות צריך להיות שקוע במלואו. אם מפרק ההלחמה נחשף מעל פני המים, טמפרטורת הצומת הקרה תהיה גבוהה מדי, מה שיוביל לשגיאת כיול של 0.5-2 מעלות.