Общие сведения о контактном измерении температуры

Так как в природе не существует эталона или образца единицы величины температуры, ее определение производят посредством наблюдения за изменением физических свойств другого, так называемого термометрического (или рабочего) вещества,которое,будучи приведено в соприкосновение с нагретымтелом, вступает с ним через некоторое время в тепловое равновесие. Такой метод измерения дает не абсолютное значение температуры нагретой среды, а лишь разность относительно исходной температуры рабочего вещества, условно принятой за нуль.

Для измерений выбираются по возможности те свойства вещества, которые однозначно меняются с изменением температуры, не подвержены влиянию других факторов и сравнительно легко поддаются измерению. Этим требованиям наиболее полно соответствуют такие свойства рабочих веществ, как объемное расширение, изменение давления в замкнутом объеме, изменение электрического сопротивления, возникновение термоэлектродвижущей силы, положенные в основу устройства приборов дляизмерения температуры.

При построении температурной шкалы была принята пропорциональная зависимость от температуры других физических свойств рабочего вещества, таких как изменение электрического сопротивления проводника, возбуждение термоэлектродвижущей силы, объема и т. п.

Контактным способам измерения температуры присущи свои недостатки. Температурное поле объекта при введении в него термодатчика искажается. Температура самого преобразователя всегда отличается от истинной температуры объекта. Пределы измерения температуры ограничены свойствами материалов, из которых изготовлены температурные датчики, а также и технологическими особенностями (например, быстровращающиеся объекты).

Средства измерения температуры

В зависимости от физических свойств, положенных в основу принципа действия приборов для измерения температуры, приборы можно разделить на следующие группы:

– механические термометры;

– манометрические термометры;

– термометры сопротивления;

– термоэлектрические термометры.

Манометрические термометры работают по принципу изменения давления жидкости, газа или пара с жидкостью в замкнутом объеме при нагревании или охлаждении этих веществ.

Термометры сопротивления используют свойства металлических проводников изменять электрическое сопротивление при нагреве.

Термоэлектрические термометры построены на свойстве разнородных металлов и сплавов образовывать в паре (спае) термоэлектродвижущую силу, зависящую от температуры спая.

Механические термометры (термометры расширения)

Механические термометры основаны на явлении теплового расширения тел (как объемного, так и линейного). Эти тела могут быть твердыми, жидкими или газообразными. Механические термометры отличаются надежностью, точностью, низкой стоимостью и простотой обслуживания. Считывание показаний них, как правило, осуществляется на месте измерения. Однако помощью различных преобразователей можно передать сигнал на расстояние. Основными недостатками механических термометров яв-ляются значительная инерционность и невозможность объеди-нения с другими информационными сигналами для дальнейшей обработки.

Дилатометрические термометры

Действие дилатометрических термометров основано на относительном удлинении под влиянием температуры твердых тел, имеющих различные температурные коэффициенты линейного расширения.

Термометр биметаллическийотносится к термометрамтехническим , предназначенным для измерений температуры жидкостей и газов в отопительных и санитарных установках, в системах кондиционирования и вентиляции , а также для изме-рений температуры сыпучих и вязких сред в промышленности.

Жидкостные термометры

В жидкостных термометрах измеряется объем термометрической жидкости, характеризующий температуру рабочего тела. Наибольшее распространение получили ртутные термометры, имеющие существенные преимущества по сравнению с термометрами, заполненными органическими жидкостями: большой диапазон измерения температуры, несмачиваемость стекла ртутью, возможность заполнения термометра химически чистой ртутью из-за легкости ее получения и пр. Достоинствами термометров расширения являются их простота и дешевизна, высокая точность измерения. К существенным недостаткам таких термометров относится зависимость показаний от рабочего вещества. Кроме того, погрешности измерения температуры обусловлены различием температур жидкости в термобаллоне и в капилляре и зависят также от длины капилляра. Для повышения точности в жидкостных манометрических термометрах применяют компенсационный капилляр. Погрешность в таком случае уменьшается до ±0,5 %.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: