Дельта-0

Приборы измерения температуры используются каждый день миллионами людей на нашей планете. Эти приборы применяются в быту, производстве, научных исследованиях и разработках. Функция измерения температуры в современных устройствах и системах, уже давно считается обязательной среди большинства пользователей.

В тех случаях когда необходимо знать, как изменяется температура (Дельта) в зависимости от изменения других параметров системы (время, мощность, Лямбда) прибегают к более сложным измерениям. При рассмотрении математической модели такой системы, вопросов к точности измерений не возникает, но при натурном исследовании системы, вопросы появляются.

Первый вопрос касается точности измерений при появлении более одного измерительного прибора. Известно что у любого реального измерительного прибора имеется погрешность измерения. При увеличении количества измерительных приборов, суммарная погрешность измерения увеличивается. К сожалению, при измерениях температуры, погрешность прибора имеет принципиальное значение, большее чем например погрешность измерений линейных размеров с помощью линейки.

Кратко описать проблему можно следующим образом. Контактные приборы обладают высокой инерционностью, исключающую возможность долговременных измерений из-за нагрева чувствительной части. Дистанционные приборы, такие как пирометры, подвержены фоновому инфракрасному излучению, искажающему результаты измерений. Кроме этого, дистанционные приборы, чаще всего цифровые, а значит являются дискретными. В таком случае измерения температуры происходят не непрерывно, а дискретно, то есть с некоторой периодичностью. Эти недостатки исключают возможность измерения кратковременных тепловых процессов, различных тепловых флуктуаций и других явлений.

Второй вопрос касается условий измерений. Стандартом точных измерений в науки принято считать условия протекания процесса в вакууме, как близкие к идеальным и лишеным большинства внешних воздействий. Чаще всего вакуум необходим конкретно для исключения конвективного теплообмена с измеряемым образцом. Данный факт был подтвержден Круксом с помощью его радиометра и Лебедевым с его экспериментами по измерению светового давления.

Вакуум являются более предпочтительным, поскольку объем воздуха не является фиксированным в положении и по химическому составу. В нем всегда происходят изменения которые трудно контролировать невооруженным взглядом. Однако, создать вакуум даже для небольшого объема пространства сегодня это всё ещё дорогое удовольствие.

Значения Эпсилон для некоторых материалов и поверхностей, которые можно найти в открытом доступе в виде таблиц на сайтах и в справочниках нуждаются в уточнении.

Минимальный перечень информации для подобной таблицы должен включать:
1. Название материала образца и описание его геометрии, размеры (или площадь);
2. Состояние поверхности или название покрытия;
3. Стандарт или ТУ по которому изготовлен образец;
4. Состояние поверхности с покрытием (описание ее текстуры и толщины слоя);
5. Стандарт или ТУ по которому изготовлен материал покрытия;
6. Метод, средства и условия измерения (например вакуум или воздух);
7. Параметры среды (в случае газов давление и температура среды);
8. Уточнение является ли выбранный метод разрушающим или неразрушающим;
9. Параметры измерений (Лямбда и Дельта);

В этот список также можно добавить описание экспериментальной установки, сведения о времени суток на момент измерения и времени года, присутствие света в помещении где проводятся измерения и далее. Для измерения Эпсилон применяются методы измерения темпретуры и сравнения с образцом с известным Эпсилон, метод калориметрический и метод по отражению излучения.

В конечном итоге, последний метод, основанный на измерении отражения излучения, был избран в качестве основного. Лямбда была принята от 400 до 700 нанометров, что соответствует диапазону видимого света. Удобно работать с тем что видишь своими глазами. Источники света видимые глазу можно закрыть и сразу убедиться что фоновый свет отсутствует.

Кроме этого, свет позволяет исключить влияние Дельта и не рассматривать ее в принципе.