Аннотация:Методы измерения температуры разрабатываются уже несколько сотен лет. Уже давно человечество осознало необходимость измерения температуры как воздуха, так и разнообразных твердых и жидких тел. Знание температуры позволяет правильно приготовить пищу, подобрать соответствующую одежду, вовремя начать сельскохозяйственные работы и т.п. В последние столетия необходимость измерения точной температуры
значительно возросла ввиду того, что многие технологические и производственные процессы требуют строго определенных температур, причем иногда точность поддержания температуры должна выдерживаться до сотых градуса. В настоящее время существуют аналоговые ртутные термометры, обеспечивающие точность измерений порядка 0.01оС, и электронные – 0.001оС. Дальнейшее увеличение точности измерений уже связано с существенным усложнением электронных устройств измерений, поскольку величины паразитных шумов зачастую могут превышать значения измеряемых величин. Разработанная нами серия высокочувствительных термодатчиков позволяет гарантированно контролировать температуру исследуемого объекта с точностью порядка 0.01 градуса Цельсия. Первопричиной их разработки послужила задача высокоточного измерения температурного режима в вырубке штольни Баксанской нейтринной обсерватории (БНО ИЯИ РАН) на расстоянии 4100 м от устья штольни. В течение 2017–2019 годов были проведены опытно-конструкторские работы, которые позволили создать несколько прототипов будущего электронного термодатчика. Для проверки использованных технических решений были отобраны и изготовлены несколько
вариантов опытных прототипов. В результате тестовых измерений удалось достичь чувствительности измерения температуры порядка 0.001–0.0005оС при динамическом диапазоне измерений от 10оС до 40оС. Для целей долговременных испытаний комплекс из 12-ти дифференциальных термодатчиков был установлен в составе системы постоянного температурного мониторинга Северокавказской геофизической обсерватории ИФЗ РАН в штольне БНО ИЯИ РАН, что позволяет получать информацию как о долговременной стабильности функционирования разработанных прототипов, так и получить высокоточные данные о динамике температурного поля в окрестности вулкана Эльбрус и таким образом внести важный вклад в продолжающееся комплексное изучение Эльбрусского вулканического центра, что особенно актуально в свете активно развивающейся туристической инфраструктуры как в Баксанском ущелье, так и в Приэльбрусье в целом. Однако возможное применение приборов подобного типа не ограничивается только измерением температур горных пород или разнообразных грунтов. Высокочувствительные термодатчики
подобной конструкции позволят осуществлять высокоточный многоточечный мониторинг температур внутри любых геофизических приборов. Окружающая температура, как и температурный режим внутри, например наклономера, оказывают существенное влияние на значения его выходных сигналов. В связи с этим совершенно очевидно, что при проведении особо точных наблюдений необходимо проводить мониторинг температуры подобных приборов. Также такие термометры найдут широкое применение при отладке новых приборов, поскольку установка любых исполнительных устройств или электронных схем во внутреннем объеме сейсмических приборов будет вызывать внутренний локальный нагрев воздуха внутри прибора, что может приводить как к возникновению локальных конвекционных воздушных потоков, так и к появлению
длиннопериодных термических волн, оказывающих влияние как на элементы конструкции прибора, так и на сам чувствительный элемент прибора, например маятник, в случае сейсмометра. Помехи подобного типа относятся к классу трудно идентифицируемых. Учет их влияния до сегодняшнего дня являл собой весьма
затруднительную задачу ввиду отсутствия доступных датчиков широкого применения – высокочувствительных малогабаритных электронных термометров.
