вторичного прибора и во многом определяет точность и метрологи-
ческие качества всего прибора — измерителя уровня. Характеристику
U
=
f
(
h
)
для конкретного датчика можно получить аналитически или
в натурном эксперименте. Для расчета
U
=
f
(
h
)
следует знать темпе-
ратурное поле датчика в зависимости от уровня заполнения сосуда при
известном распределении вспомогательных источников теплоты. Зная
температурную зависимость сопротивления резистора можно рассчи-
тать интегральное падение напряжения.
Несмотря на очевидные достоинства терморезистивных датчиков
и их простоту, сегодня практически отсутствует нормативная методи-
ка разработки конструкций, проектирования, градуировки и поверки
таких датчиков, а выбор их конструктивных параметров часто опи-
рается на опыт применения и интуицию конструктора, что является
источником случайных ошибок и сдерживает их применение в новых
областях техники.
Прогресс в производстве высокотемпературных сверхпроводников
(ВТСП) открыл возможности применения этих материалов в качестве
“идеальных” резисторов. Поэтому в настоящей работе исследовались
распределенные датчики для контроля уровня жидкого азота, создан-
ные на основе тонких ВТСП 1-го и 2-го поколений, как выпускаемые
серийно, так и выполненные индивидуально. Принцип работы таких
датчиков подобен принципу работы традиционных терморезистивных
датчиков, но для их нагрева использовались относительно небольшие
теплопритоки из окружающей среды, для чего первичные датчики
имели тепловой контакт с окружающей средой. Эксперименты прово-
дились на жидком азоте при атмосферном давлении, но такие датчики
могут найти применение при хранении широкого класса криогенных
жидкостей при температурах от 70 до 120 K.
В качестве чувствительного элемента предложенного терморе-
зистивного ВТСП-уровнемера использовался длинномерный компо-
зитный проводник с ВТСП-фазой, который подсоединяется ко вто-
ричному прибору, служащему для отображения или регистрации
уровня жидкости. На фотографии (рис. 2) представлены сечения
Рис. 2. Конструкция композитных высокотемпературных сверхпроводников
120 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2014. № 6
