[3] ограничивает возможность их использования для предложенного
исследования.
Термометры на основе оксида рутения имеют все преимущества
угольных и германиевых термометров, однако их чувствительность
[2, 3] уступает как германиевым термометрам, так и термометрам из
оксинитрида циркония в исследуемом температурном диапазоне. Тер-
мометры из оксинитрида циркония имеют безразмерную чувствитель-
ность
ξ
2
[2] при температуре 4,2 K, небольшое время охлаждения
— 1 мс при температуре 1,7 K. Их малая масса позволяет использовать
их и при измерении теплоемкости, которое является частью данного
исследования.
Калибровка термометров.
Криогенная система, в которую инте-
грирован испытательный стенд, имеет отдельный аппарат для кали-
бровки циркониевых термометров. Калибровка осуществляется в про-
цессе плавного контролируемого отогрева калибровочной камеры. За
стандарт принимается значение температуры, измеряемое располо-
женным в калибровочной камере термометром Cernox с заводской ка-
либровкой. Регулирование температуры происходит при помощи пери-
одического включения нагревателя малой мощности. Благодаря боль-
шому времени тепловой релаксации температурный дрейф в процессе
опроса всех датчиков незначителен. Для снятия точек при температуре
ниже 4,5 K используется регулировка давления при помощи игольча-
того клапана на откачной линии. После стабилизации температуры
проводится измерение сопротивления всех термометров, полученные
данные записываются в таблицу.
Функциональная схема
(рисунок). Для исключения возникновения
термоэлектрических эффектов используется переменный ток для воз-
буждения термометра. Все термометры подключаются по четырехпро-
водной схеме для исключения сопротивления проводов из измерения.
В целях снижения теплопритоков по проводам было решено использо-
вать AWG-36 манганиновые провода, имеющие относительно низкую
теплопроводность. Для снятия тепловой нагрузки, включающей джоу-
леву теплоту, выделенную в проводах, предусмотрено тепловое зазем-
ление на уровне 4,5 K. Термометры подсоединены к измерительному
модулю с мостовой схемой возбуждения. Чтобы уменьшить влияние
емкостных эффектов на измерение, частота переменного тока не долж-
на превышать 40 Гц. Нежелательно использование значений делителей
частоты в рабочей сети 60 Гц. На основе предыдущего опыта выбра-
ны частоты 13 Гц и 16 Гц для возбуждения термометров, измеряющих
температурный градиент.
Для стабилизации температуры медной плиты, на которую уста-
навливается образец [1], используется ПИД регулятор. Регулятор по-
лучает сигнал с температурного монитора, подавая соответствующее
198
1,2 4,5