Дифференциальный калориметр

 

Изобретение относится к области измерения количества тепла и теплоемкости веществ с применением средств компенсации. Цель изобретения - повышение точности измерения. Устройство позволяет повысить точность измерения разности тепловых процессов между исследуемым и эталонным веществами за счет исключения влияния неидентичности сопротивления нагревателя рабочей и нагревателя эталонной камер на точность измерения. 1 ил. § (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А1 (51) 4 С 01 К 17 00

Вс,re .13 V, 13,; .13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ИЬЛЗ - ((А

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЖ (21) 3991325/31-10 (22) 12. 12.85 (46) 07.03.88. Бюл. 11 9 (71) Специальное конструкторское бюро биологического приборостроения

АН СССР (72) В.А.Лосев, В.В.Плотников, А.А.Сенин и Г.П.Серегин (53) 536,6(088.8) (56) Альберт. Импульсная управляющая и измерительная система для прецизионной калориметрии. — Приборы для научных исследований, 1972, В 5, с. 51-61.

Уэндлент У. Термические методы анализа. — M.: Мир, 1978, с. 252-254. (54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ КАЛОРИИЕТР (57) Изобретение относится к области измерения количества тепла и теплоемкости веществ с применением средств компенсации. Цель изобретения — повышение точности измерения. Устройство позволяет повысить точность измерения разности тепловых процессов мел(ду исследуемам и эталонным веществами за счет исключения влияния неидентичности сопротивления нагревателя рабочей и нагревателя эталонной камер на точность измерения. 1 ил.

1379649

Изобретение относится к области измерения количества тепла и теплремкости веществ с применением средств компенсации и может быть использовано для исследования разности тепловых процессов как в условиях постоянной температуры, так и в условиях непрерывного или ступенчатого прогрева и охлаждения.

Цель изобретения — повышение точности измерения путем исключения влияния неидентичности сопротивлений нагревателя рабочей и нагревателя эталонной камер на точность измере10

15 ния.

На чертеже представлена функциональная схема дифференциального калориметра °

Калориметр содержит рабочую каме- 2р ру 1 с нагревателем 2, эталонную камеру 3 с нагревателем 4, средство 5 поддержания и программируемого изменения температуры камер, датчик 6 разности температур камер, формирова- 25 тель 7 закона регулирования, компаратор 8, регулятор 9 импульсного нагрева, регистратор 10 разности тепловых мощностей, коммутатор 11, второй 12 и первый 13 подстроечные резисторы. 30

Дифференциальный калориметр работает следующим образом.

С помощью средства 5 поддержания и программируемого изменения температуры камер задают необходимый темпе35 ратурный режим камерам 1 и 3 ° Такими режимами может быть как режим поддержания постоянной температуры камер, так и режим изменения их температуры в соответствии с заданной програм- 40 мой нагрева .или охлаждения, включая режимы линейного или ступенчатого повышения или понижения температуры камер. При этом разность тепловых мощностей рабочей 1 и эталонной 3 камер, обусловленная различием тепловых процессов в камерах, вызывает разность температур камер, которая преобразуется датчиком 6 в электрический сигнал соответствующей полярности и амплитуды и поступает на вход формирователя 7 закона регулирования, который преобразует выходной сигнал датчика 6 так, что обеспечивает оптимальный закон регулирования. Выходной сигнал формирователя поступает парал55 лельно на входы компаратора 8, регулятора 9 импульсного нагрева и регистратора 10 разности тепловых мощностей.

В зависимости от полярности этого сигнала компаратор 8 вырабатывает соответствующий сигнал управления коммутатором 11. Регулятор 9 импульсного нагрева преобразует аналоговый входной сигнал в импульсный сигнал постоянной амплитуды, вольтсекундная плошадь которого за период усреднения пропорциональна амплитуде входного сигнала

В качестве регулятора импульсного нагрева может использоваться как широтно-импульсный модулятор, так и частотно-импульсный модулятор. С выхода регулятора импульсного нагрева сигнал поступает на управляемый вход коммутатора 11. Компаратор 8 воздействует на коммутатор так, что коммутатор 11 пропускает импульсы с регулятора 9 либо через подстроечный резистор 12 в нагреватель 2 камеры 1, либо через подстроечный резистор 13 в нагреватель 4 камеры 3 так, что уменьшает до минимума разность температур камер. При тепловыделении в камере 1 или теплопоглощении в камере 3 импульсы с регулятора 9 поступают через подстроечный резистор 13 в нагреватель 4 камеры 3, при теплопоглощении в камере 1 или тепловьщелении в камере 3 импульсы с регулятора 9 поступают через подстроечный резистор 12 в нагреватель 2 камеры 1, При отсутствии тепловых процессов в рабочей 1 и эталонной 3 камерах или при их равенстве обе камеры имеют равные температуры и, следовательно, мощность компенсации равна нулю, т.е. импульсы компенсации не поступают ни в нагреватель 2 рабочей камеры, ни в нагреватель 4 эталонной камеры. Для обеспечения постоянства коэффициента передачи системы нагреватели 2 и 4 изготовлены из материала с малым температурным коэффициентом сопротивления, например иэ константана.

Учитывая, что сопротивление нагревателя 2 отличается от сопротивления нагревателя 4, а амплитуда импульсов компенсации имеет постоянное значение по напряжению, один из подстроечных резисторов 12 или 13 .устанавливают в такое положение, при котором равные по вольтсекундной площади импульсы компенсации вызывают равное компенсационное тепловыделение в нагревателях 2 и 4, т.е. подстроечными резисторами 12 и 13 доби1379649 ваются равных коэффициентов передачи при компенсации в эталонную и рабочую камеры.

Сигнал, пропорциональой разности тепловых мощностей эталонной и рабочей камер, снимают с формирователя

7 и подают на регистратор 10 разности тепловых мощностей.

Дифференциальный калориметр позволяет повысить точность измерения разности тепловых процессов между исследуемым и эталонным веществами за счет исключения влияния неидентичности сопротивлений нагревателя рабочей и нагревателя эталонной камеры на точность измерения. формула изобретения

Дифференциальный калориметр, содержащий рабочую и. эталонную камеры с нагревателями и средством поддержания и программируемого изменения температуры камер, датчик разности температур камер, регистратор, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен формирователем закона регулирования, компаратором, регулятором импульсного нагрева, коммутатором и двумя подстроечными резисторами, причем датчик разности температур подключен к входу формирователя закона регулирования, вход компаратора,вход регулятора импульсного нагрева и вход регистратора соединены с выходом формирователя закона регулирования, управляющий вход коммутатора соединен с выходом компаратора, управляемый вход коммутатора соединен с выходом регулятора импульсного нагрева, один щ выход коммутатора соединен через первый подстроечный резистор с нагревателем эталонной камеры, а второй выход коммутатора соединен через второй подстроечный резистор с нагревателем рабочей камеры.