Utilisation de thermistances comme jauges à vide

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Submitted on 1 Jan 1955

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Utilisation de thermistances comme jauges à vide

Yvonne Lortie

To cite this version:

Yvonne Lortie. Utilisation de thermistances comme jauges à vide. J. Phys. Radium, 1955, 16 (4),

pp.317-320. �10.1051/jphysrad:01955001604031701�. �jpa-00235149�

on fera intervenir l’absorption ^du spectre ^continu

dans les divers éléments composant ^la région ^avoi-

sinante (la composition ^{de cette} région ayant ^été préalablement déterminée approximativement ^au

moyen du microanalyseur).

Il nous reste enfin à considérer le cas d’un précipité

de dimensions un peu plus importantes, ^absorbant

une partie ^non négligeable ^du spectre ^continu;

la correction devient alors beaucoup plus ^incertaine

du fait que la forme du précipité à l’intérieur de l’échantillon est inconnue; ^on peut cependant

remarquer que dans ^{ce cas :}

a. le terme correctif est faible et l’on pourra ^se contenter de l’estimer de façon ^{tout à fait} grossière;

b. Il est loisible à l’expérimentateur ^de procéder

à l’analyse ^d’un précipité ^{de même} nature et de dimensions suffisamment faibles (les précipités ^de

même nature étant en général facilement reconnus sur la micrographie).

Conclusion.

Il semble donc bien que l’on puisse

conclure que l’émission secondaire de fluorescence, qui constitue le phénomène ^le plus gênant ^dans l’interprétation ^d’une analyse ponctuelle par spec-

trographie ^X, peut être estimée dans la plupart

des cas avec une précision suffisante pour que l’erreur résiduelle qu’elle ^{entraîne sur les diverses}

concentrations soit amenée ^au même niveau que les

erreurs expérimentales.

Manuscrit reçu le 6 octobre ig5j.

BIBLIOGRAPHIE.

[1] CASTAING R.

Thèse de doctorat, publication O. N. E. R. A.

n° 55.

[2] COMPTON A. H. et ALLISON S. K.

X-Rays ⁱⁿ Theory

and Experiment, p. 76.

[3] COMPTON A. H. et ALLISON S. K.

Loc. cit., p. 79.

[4] ^TERRIL.

Phys. Rev., I924, 24, ^6I6.

[5] WEBSTER D.

Proc. Nat. Acad. Sc., I928, 14, 330-339.

UTILISATION DE THERMISTANCES COMME JAUGES ^A VIDE Par Mlle YVONNE LORTIE,

Laboratoire des Recherches Physiques, ^{Faculté des} Sciences, ^Paris.

Sommaire.

Étude des conditions d’utilisation des thermistances pour la

des pressions ^entre

et I0-3 mm de Hg. Dispositif ^de

^éliminant l’influence des variations de la température ^ambiante.

Détermination de la tension et de la résistance de charge convenables pour obtenir

sensibilité maximum dans le domaine de pression ^désiré.

LE JOURNAL ^DE PHYSIQUE ^{ET LE RADIUM. TOME} 16, ^AVRIL 1953,

La présente étude avait pour objet ^{de mesurer,}

à la température ^{ambiante, la} pression (comprise

entre I 0-3 et 10-1 mm de mercure) de vapeurs de substances organiques ^variées [1]. Le caractère condensable de ces vapeurs excluait l’emploi ^d’une jauge ^{de Mac Leod.}

Il eut été souhaitable, ^{à cause même de la variété}

des substances mises ^en oeuvre, d’utiliser ^un mano-

mètre absolu; mais les manomètres de Knudsen habituels ne fonctionnent de façon convenable que

sous des pressions inférieures à I 0-3 mm de Hg;

il n’était pas possible de réduire de 1000 à i la dis- tance séparant la surface chaude et la surface froide pour obtenir ^un fonctionnement satisfaisant dans l’intervalle de pression ^considéré.

Il convenait dans ces conditions, ^{de faire} appel

à un manomètre fondé sur la conductibilité calo-

rifique ^des gaz, bien que les indications de ^ce type

de manomètre dépendent ^{de la nature du} gaz.

J’ai pensé à utiliser les thermistances

résistances à fort coefficient de température

^{dont la} possi-

bilité d’emploi ^comme jauges ^{de vide a été} signa-

lée [2], [3]. ^{Ces éléments, dont le} coefficient de

température ,est beaucoup plus élevé que celui des métaux constituant habituellement le fil des jauges

de Pirani, permettent de travailler à une tempé-

rature nettement inférieure, avantageuse ^étant

donnée la sensibilité à la chaleur des substances

organiques étudiées. J’ai utilisé des éléments (1)

(1) Type CB, ^matériau 2, ^{de la} Compagnie industrielle des Céramiques électroniques.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphysrad:01955001604031701

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dont le coefficient de température ^{à 250 est d’en-}

viron

o,o45 _par degré. ^Les résistances des élé- ments essayés, ^{en forme de} perles, ^étaient comprises

entre 300 ooo et goo 000 Q à 250. Les perles, ^non enrobées, ^{étaient montées} dans des tubes de ^verre de diamètre 8 mm, raccordés par un joint ^de picéine

à la canalisation où je ^me proposais ^{de mesurer la} pression.

Dispositif ^{de mesure. -} Je n’ai pas utilisé le

montage électrique préconisé par N. Thien Chi et J. Suchet [2], ^{où la} thermistance de mesure est montée en parallèle, ^{dans un} pont ^de Wheatstone,

avec une thermistance-tare, ^{fermée sous} pression réduite, destinée à compenser les variations des indications de la thermistance de ^mesure dues aux

variations de la température ambiante 60 : ^{même si,}

comme les auteurs le conseillent, ^on réalise dans la thermistance-tare une pression égale ^{à une des}

valeurs extrêmes de l’intervalle à mesurer, cette

compensation ^ne peut être que grossière ^pour

diverses raisons :

io Il semble difficile d’obtenir deux thermistances de caractéristiques identiques; ^ceci impliquerait

que leurs résistances ^{à une} certaine température ⁰

et sous une même pression ^soient identiques ^et qu’en

outre elles le restent en toutes circonstances, ^donc que soient identiques ^leurs caractéristiques ^de

résistance r == f (0) ^{et de} dissipation 0 = f (w),

où ru représente ^la puissance dissipée dans la ther- mistance ;

20 Même si les conditions ci-dessus étaient réali- sées, la pression ^{de la} thermistance-tare étant environ fixe, la compensation ^des variations de mesure, dues ^aux variations de 0,, ^ne serait pas réalisée pour ^toutes les pressions.

J’effectue les ^mesures à l’aide d’un pont ^de

Wheatstone (fig. I ). La résistance Ri joue ^{le rôle}

Fig.

de

résistance de charge

^{de la} thermistance; ^la résistance R2 ^est égale ^à Ri; ^la résistance R3, variable, permet d’équilibrer ^le pont, ^{avec une} précision ^de

l’ordre du millième. L’équilibre ^est très sensible à de petites variations de la tension d’alimentation du pont. Cette tension est fournie par la batterie

générale ^du Laboratoire fonctionnant en tampon.

Je corrige ^les variations de la tension, ^de l’ordre du volt, ^{dues aux} variations de la charge, ^{à l’aide}

d’un dispositif ^à thyratron.

Avec ^ce montage, j’ai ^établi les courbes p

f (r) (fig. 2), pour diverses valeurs de la température

Fig. 2.

ambiante 0 , ^{obtenues en} plongeant l’enceinte de la thermistance dans un bain d’huile de paraffme placée ^{dans un vase Dewar :} les variations de 0o

étaient réduites à 00,1 environ ^{au cours} d’une

expérience.

Fig. 3.

Plutôt que de tenir compte ^des perturbations

de la ^mesure par les variations de la température ambiante, j’ai finalement préféré ^{les éliminer en}

fixant la température de l’enceinte contenant la thermistance de mesure. Cette enceinte est plongée

dans ^un tube contenant une huile à faible viscosité, placé lui-même dans un vase Dewar rempli ^d’un mélange ^de glace ^{et d’eau}

Des expériences, ^{dont on verra} le résultat ^sur la

figure ^{3, m’ont montré} préalablement que la fidélité des indications d’une thermistance est bonne :

lorsqu’elles varient, ^{c’est de} façon accidentelle, brutale, ^{et évidente.}

Détermination des conditions rle fonctionne- ment. - Pour déterminer les conditions optima

d’utilisation de la thermistance, ^{dans le} problème posé, j’ai ^établi expérimentalement ^{les courbes u} = f (i),

donnant à pression ^constante la tension u aux bornes de la thermistance en fonction de l’intensité qui ^la

traverse. Pour des raisons de stabilité, ^sur lesquelles

nous reviendrons plus ^{loin, ces} déterminations ont été effectuées ^en donnant à la

résistance de charge

montée en série avec la thermistance, les valeurs maxima possibles. ^La pression d’air résiduel était mesurée avec une jauge ^{de Mac} Leod; ^{la thermi-}

stance était protégée ^contre la vapeur de ^mercure par ^un piège ^{à air} liquide.

J’ai obtenu, pour ^une température ^ambiante

de oo, ^{avec une} thermistance de 400 ooo Q environ à 25°, le réseau représenté par la figure ^{4. On} peut

Fig. 4.

à l’aide de ^ces courbes, prévoir les conditions optima

à réaliser. La thermistance étant utilisée en série

avec une

résistance de charge

p et un générateur

de tension continue E, ^{on a} [3]

où f (i) ^{est la} fonction ^établie expérimentalement

dans les expériences ci,dessus. ^Les solutions de ce

système correspondent ^aux points d’intersection de la courbe ^u = f (i) ^{avec la droite}

dite

droite de charge ^», de coordonnées à l’origine

Les courbes ^u = f(1) ^{ont une} forme telle qu’une

droite de charge peut ^les couper ^en trois points ( fig. 5). ^{Si nous orientons} positivement ^{la droite}

Fig. 5.

de charge ^{et la} tangente ^à la courbe au point

d’intersection dans le sens des i croissants, l’angle

de ces deux directions dans le sens de la droite de charge ^vers la, tangente peut ^être positif (sens trigonométrique) ^ou négatif. ^{S’il est} positif (points Mi, M3), l’équilibre ^est stable; ^{s’il est} négatif (point M2), l’équilibre ^est instable : le point ^de

fonctionnement glisse jusqu’au point ^stable M3.

La droite de charge à utiliser dans les mesures

doit donc satisfaire ^aux conditions suivantes :

I o être assez cabrée pour ^ne pas donner de point d’équilibre ^instable (la pente doit être supérieure

en valeur absolue à celle de la tangente ^au point

d’inflexion si la droite _{coupe la} courbe ^au voisinage

de ce point); ²⁰ couper la courbe ^{sous un} angle faible, c’est-à-dire être aussi peu cabrée que possible,

pour donner une meilleure sensibilité; ceci entraîne

d’ailleurs, ^en pratique, ^un allongement ^du temps d’établissement du régime permanent ^des échanges

de chaleur de la thermistance. Ces conditions, contradictoires, ^ne peuvent ^être complètement ^satis-

faites en même temps. ^{On est} amené à choisir un

compromis ^{entre ces} exigences.

Une série d’essais m’ont conduite au réseau de courbes p = f (r) pour diverses valeurs de ,E et p

( fig. 6). ^La sensibilité, ^faible pour les pressions élevées, passe par ^un maximum étalé dans une

région plus ^ou moins étendue autour du point

d’inflexion des courbes; ^{elle diminue} rapidement

aux basses pressions. L’accroissement de la sensi- bilité lorsque ^la pente de la droite de charge ^diminue

en valeur absolue, ^est exprimée ^{dans le tableau}

Fi g. 6.

suivant, ^où je ^{donne les} variations relatives de la résistance de la thermistance pour le même inter- valle de pression (10-2 p I o-1), pour différentes droites de charge.

Pratiquement, j’ai choisi la droite de charge

,E

34 V, p

^{20 ooo} 03A9; elle coupe la courbe ^u

i (i) correspondant ^{à la} pression moyenne de l’intervalle de mesure p = 6,7. jo-2 ^{mm de} Hg, ^au voisinage

de son maximum; ^sa pente ^{est assez} grande, ^en

valeur absolue, pour conduire à ^une durée acceptable

d’établissement du régime permanent ^des échanges

de chaleur de la thermistance.

La sensibilité du dispositif ^{ainsi réalisé est}

convenable jusqu’à ^une pression-seuil de l’ordre de 5.10-3 mm de Hg.

Manuscrit reçu le 3 décembre 1954.

BIBLIOGRAPHIE.

[1] VACHER M. et LORTIE Y.

C. R. Acad. Sc., I953, 236, I759-I76I.

[2] THIEN CHI N. et SUCHET J.

Onde Électrique, I95I, 31, 473-489.

[3] BLEUZE J.

Onde Électrique, I953, 33, 497-509 ^et 578-590.

BANDES INTERDITES ET BANDES PERMISES

DANS LES SEMI-CONDUCTEURS IMPURS ET LES ALLIAGES DÉSORDONNÉS

Par J. DES CLOIZEAUX,

Laboratoire de Physique ^de l’École Normale supérieure.

Sommaire.

Étude analytique ^{des limites des bandes} d’énergie permises ^dans

modèle unidi- mensionnel de semi-conducteur impur

d’alliage désordonné. Celui-ci est représenté par

succession aléatoire de cellules de deux types ^A

B. Les conditions trouvées montrent l’existence de bandes

d’énergie permises extérieures

bandes permises relatives à

suite infinie de cellules d’un type unique ^{A ou B} (en contradiction

l’hypothèse de Saxon et Hutner).

LE JOURNAL ^DE PHYSIQUE ^{ET LE RADIUM. TOME} 16, ^AVRIL 1955,

Dans l’étude de la conductivité des semi-conduc- teurs impurs, l’on suppose ^en général que les impu-

retés agissent, ^d’une part ^en introduisant des niveaux

d’énergie supplémentaires et, d’autre ^{part, en}

modifiant la mobilité des électrons à cause de la diffusion de ceux-ci ^sur les centres d’impuretés,

ce dernier effet pouvant être traité par des méthodes

approchées.