1. Прилади контролю температури.

Для виміру температури в системі СІ прийнята міжнародна - градусна шкала, одиниця якої - градус ( ). Основними реперними точками шкали являються точка плавлення льоду - і точка кипіння води - при нормальному атмосферному тиску .

1.1. Деформаційні термометри.

Принцип дії заснований на зміні розмірів або об'єму деяких речовин і матеріалів в зв'язку зі зміною температури навколишнього середовища.

По ступеню точності вони діляться на:

а) лабораторні ( ), використовують для лабораторних досліджень і градуювання інших видів термометрів;

б) метеорологічні ( ), застосовують в переносних метеорологічних приладах для виміру температури і вологості повітря (психрометри);

в) технічні ( ), застосовують для виміру теплоносіїв в системах теплопостачання і вентиляції.

Межі виміру деформаційних термометрів від до .

Рис. 1. Ртутні (спиртові) термометри

1 – балончик з ртуттю; 2 - скляна оболонка; 3 - шкала; 4 - капіляр

Недоліки: крихкість, незручність зняття показників в важкодоступних місцях, неможливість зняття показників температур з поверхонь.

Позитивні якості: дешевизна, точність.

1.1.2. Біметалеві термометри.

Принцип дії базується на деформації(згину) біметалевої пластинки, виготовленої з двох з'єднаних по довжині(зварених, клепаних, спаяних) пластинок з металів, або сплавів з різним коефіцієнтом температурного лінійного розширення, наприклад, з мало магнітної сталі, або інвару при зміні температури зовнішнього середовища.

Рис. 2. Біметалевий термометр

1 - датчик; 2 - важільний механізм; 3 - індикаторна стрілка; 4 – шкала; 5 - барабан з годинниковим механізмом і паперовою координатною стрічкою; 6 - перо самописця (термографа).

1.1.3. Дилатометричні термометри.

Принцип дії заснований на зміні тиску пару легко киплячої рідини (ацетону або метилхлориду) при зміні температури (рис. 3.). Термобалон, капіляр і вимірювальна пружина заповнені частково цими рідинами, при підігріві вони переходять в паровий стан.

Рис. 3. Дилатометричний термометр

1 - латунна трубка; 2 - стержні із сплаву інвару; 3 - індикаторна стрілка; 4 - шкала

1.1.4. Манометричні термометри.

1.1.4.1. Газові.

Принцип дії заснований на вимірі тиску азоту в залежності від температури навколишнього середовища.

Рис. 4. Газовий термометр

1 - термобалон; 2 - капілярна трубка; 3 – одновиткова трубчата пружина; 4 – індикаторна стрілка; 5 - шкала

1.1.4.2. Парові манометричні термометри.

Принцип дії заснований на зміні тиску пару легко киплячої рідини (ацетону або метилхлориду) при зміні температури (рис. 4.). Термобалон, капіляр і вимірювальна пружина заповнені частково цими рідинами, при нагріванні вони переходять в паровий стан.

1.1.4.3. Рідинні манометричні термометри.

Принцип дії заснований на зміні об’єму ртуті, метилового або етилового спирту, ксилолу при зміні температури (рис. 4.). Заповнення термобалону, пружини і капіляра повне.

1.2. Термометри опору.

Принцип дії заснований на вимірі опору мідного або платинового дроту при вимірі температури навколишнього середовища. Початковим опором (нульовим опором R_о) рахують опір температури при температурі дроту, рівній 0 . Наприклад, для платинового дроту нульовий опір (градуювання 22) і для мідного - (градуювання 23). Межа виміру від до .

Рис. 5. Термометр опору

1 - дротовий термочутливий елемент; 2 - захисна труба; 3 - джерело постійного струму; 4 - з’єднувальні провідники; 5 - головка термометра з зажимами 1R, 2R, ЗR - постійні плечі мосту; 4 R, R, R - градуйовані опори; R_к - контрольний опір; R_л - опір для підготовки з'єднувальних провідників; 1R ,2R - рамки рухомої системи

1.3. Термоелектричні термометри.

Застосовують для виміру температури вище .

Принцип дії заснований на вимірі електрорушійної сили виникаючої у колії, створеному з двох різнорідних провідників(термопар) не змінюючи своїх фізичних і хімічних властивостей в межах температур, для виміру яких вони застосовуються, при наявності різниці температур, в точці поєднання цих провідників зі зміною температури навколишнього середовища.

Термопари: платинородій – платина ( до ), хромель (нікель, марганець, хром, залізо), алюмель (нікель, алюміній, марганець, кварц) ( до ), хромель-копель (нікель і мідь) ( до )

Рис. 6. Термоелектричний термометр

1 і 2 – датчик (термопара t=0 ); 3 - компенсаційні дроти; 4 - вимірювальний прилад

Недоліки: мала термоелектрорушійна сила.

Вимірюється за допомогою магнітоелектричного мінівольтметра: переносних, показуючих і записуючих потенціометрів. Ступінь точності .

1.4. Пірометри.

Застосовуються для виміру дуже високих температур, наприклад у топці котла.

1.4.1. Пірометри часткового випромінювання, або оптичні пірометри.

Принцип дії заснований на порівнянні яскравості світіння нагрітого тіла, температура якого визначається яскравістю світіння нитки вимірювальної лампи пірометра.

Оптичний пірометр для виконання заміру наводиться на показники, що візуються телескопом, і одночасно ручного кручення рукоятки реостату, що змінює струм в колбі лампи.

Коли контур нитки лампи зникне на фоні розпаленого випромінювача, по температурній шкалі амперметра читають виміряну температуру.

Рис. 7. Оптичний пірометр

1 - корпус; 2 - лінза об'єктиву; 3 – світофільтри; 4 – циферблат шкали; 5 – фотометрична лампа; 6 - лінза окуляра: 7 - червоний світофільтр; 8 - акумулятор; 9 - рухома система показуючого приладу

1.4.2. Фотоелектричні пірометри.

Застосовують при необхідності безперервних показів температури розкаленого тіла, або необхідно записати цю температуру, або автоматично її регулювати.

Принцип дії заснований на дії на фотоелемент світового потоку випромінюваного тіла і виміру сили току при вимірі інтенсивності цього потоку.

1.4.3. Пірометри повного випромінювання (радіаційні)

Застосовують для стаціонарних установок. В якості термоприймача застосовують термобатарею, складену з декількох мініатюрних термопар, з'єднаних послідовно. Випромінюючий поток фокусується на термоприймач і потенціометр вимірює силу току, вироблену термоприймачем в залежності від сили випромінювання вимірюваного тіла.

Рис. 8. Оптичний пірометр

1 - корпус; 2 - лінза об'єктиву; 3 – світофільтри; 4 – циферблат шкали; 11 – діафрагма; 12 - лампа з термобатареєю; 13 - екран; 14 - зажими до мінівольтметру