Уважаемые коллеги!

Для контроля температуры жидкого азота нужен криогенный термометр на диапазон 60...90 К.

То что есть в продаже - лабораторные термометры. Очень точные, но и очень дорогие. Поскольку точность 1К вполне устроила бы, не очень хочется платить 1000$.

Не подскажите ли идею, как можно сделать такой термометр?

А почему обычная термопара не подходит?

1)Термопара медь-константан. 2)Платиновый термометр сопротивления.

Пользуем холодильные машины у которых в холодной зоне стоит обычный кремниевый диод типа КД522-1N4148. Схема - источник тока на 100 мкА и напряжометр. Диод поверяется опусканием в жидкий азот и замером падения на нём. Типичное значение 1.022В при 100мкА и 77К. Зависимость 2мВ/К.

Сначала вопрос - если у Вас жидкий азот, а Вы пишите про температуру 60-90, то это странно...
Может Вы имели в виду так наз. азотные температуры?
Все те способы, что предложили уже коллеги-форумчане, нуждаются в калибровки. Это можно выполнить, если у Вас есть возможность откачивать азот (для точек ниже 77 К). Металлические термометры сопротивления можно калибровать (проверять) по соотношению сопротивлений при "комнате" и "гелии".
Однако, те, что на подложке хуже проволочных. И неизвестно, как они к циклированию устойчивы...
Все это плывет со временем, даже термопары, хотя медь-константан для этого диапазона самая удобная.
Только надо делать реальный опорный спай в тающем льде (или льду?), так как чувствительность ниже азота начинает круто падать...
Есть и абсолютные способы - газовый термометр, например. Не так сложно, как кажется....


Лучше бескорпусные диоды.

С требуемой точностью в градус вполне можно калиброваться по жидкому азоту, главное, чтобы азот был "свежезалитый", то есть не нахватавшийся кислорода из воздуха.

Это да, а вот ниже придется азот откачивать....? А выше? Ведь по одной точке трудно калиброваться....

Под откачкой температура по давлению определяется с хорошей точностью. Выше - температура замерзания спирта, или "сухой" лед. Для данной задачи, мне кажется, жидкий неон не понадобится

Сейчас формулу не вспомню, но если езмерять падение при двух токах то можно вычислять температуру без калибровки.

Скорее всего автор не может откачивать, а то бы не спрашивал про грубое измерение - было бы у него и не грубое... Сухой лед высоко... А кривая EMF vs. Temperature становится очень кривой вблизи 77 K.

T=(T2-T1)/(I2-I1)*(I-I1)+T1 - эта? Формула прямой линии

Большое спасибо откликнувшимся!

Устройство нужно для школьного кабинета физики (друзья попросили).

Пока больше всего нравится идея с кремниевым диодом.



А не подскажите, на чём делали источник тока и марку того операционника, который напряжометр?


КД102А подойдёт? У него вроде ленточные выводы, поэтому теплопередача должна быть хорошей.



Нет, не могу откачивать . Ну, жидкий азот и 77К у нас есть, а вот что если взять в качестве второй точки калибровки уличную температуру и спиртовой термометр (когда будет -25°С)? Насколько велика будет погрешность вблизи 77 К?

Диод лучше бескорпусный для того, чтобы циклирование выдерживал лучше. А зачем Вам тогда более низкие температуры, если их нет у Вас? Термопара проще и лучше. До азота по таблице - никакой калибровки не нужно. Только хороший тестер... и второй спай во льду с водой.
Это дело в пенопласт. Воду брать дистиллированную. Еще не забудьте, что на дне вода будет не при нуле, а выше... 4 С. Лед надо до дна заталкивать, а термопару выше.

Чтобы как-то продемонстрировать, что термометр не липовый... а в общем, не знаю. Может даже и не нужно.

А какое она выдаёт ЭДС при 77К? Не потонет ли сигнал на фоне шумов?
Есть ли ограничения на входное сопротивление и коэффициент шума того операционника, к которому её подключать?



Спасибо!

Табличное значение ЭДС при азоте для термопары медь-константан 5354 мкВ (теплый спай при 0 С). Зависимость термо-ЭДС от азота до комнаты не совсем линейна, так что надо использовать таблицы или полином для аппроксимации. По азотной точке при необходимости вводится линейная поправка к эталонной градуировке.
Особых ограничений по шумам ОУ нет. Основное требование - низкое напряжение смещения нуля и низкой температруный дрейф смещения нуля. Термопара - низкоомный источник сигнала, поэтому входное сопротивление ОУ значения не имеет. Для термопар такого типа с запасом подойдет ICL7650.