27. Контактные средства измерения температуры

Термометры расширения

Состоят из резервуара со спиртом, ртутью или другой жидкостью и капилляра. Диапазон измерений зависит от применяемой жидкости. Например, если используется изопентан диапазон -195+35⁰. Если ртуть под давлением – 30+1000⁰.

Термометры имеют цену деления от 0,1 градуса. Применяются для лабораторных измерений, имеют высокую точность, но не позволяют передавать инфу на время.

Биметаллические

Из 2 жёстко скреплённых элементов, имеющих различный коэффициент механического расширения. Один конец термометра закрепляют, а степень изгиба другого зависит от температуры. Диапазон от -50 до 600 при погрешности 1-3%.

Достоинством всех контактных термометров является достаточно высокая точность при невыс стоимости, простоте конструкции и небольших габаритах. Общий недостаток: ограничение верхней измеряемой t знач-ем 2200⁰С. Для измерения более выс t применяют бесконтактные методы

Манометрический термометр

Принцип действия основан на зависимости давления лабораторного вещества в замкнутом объёме от температуры.

Манометрические термометры состоят из термобаллона и измерительного прибора давления (манометра), соединенных между собой капилляром, длина которого достигает 60 м. Термобаллон размещается в среде, где измеряется температура. Температура среды воздействует на физическое состояние вещества внутри баллона, что приводит к смене давления. Это давление через капиллярную трубку передается на расстояние и фиксируется манометром. В качестве чувствительных веществ используют газы, жидкость и газожидкостную смесь. Диапазон измеряемых температур от –50 С до 600°С. Класс точности примерно 1,5 . Состоят с термобалона, капиллярной трубки и датчика давления (манометра). Термобалон размещается в окружения, где измеряется температура. Температура окружения воздействует на физическое состояние вещества внутри баллона, что приводить к изменению давления. Это давление через капиллярную трубку передается на расстояние в 60 м, диаметр трубки 0,2-0,5 и фиксируется манометром, шкала градуирована в градусах Цельсия. Материал нержавеющая стиаль, трубка медная В качества чувствительных веществ используют газы, жидкость и газожидкосные смеси. Диапазон измерительных температур от -50 С к 600 С. Класс точности примерно 1,5. Могут использоваться в пожаро-, взрывоопасном окружении.

Принцип действия основан на законе Гей-Люссака для идеальных газов. Зависимость строго не наблюдается и равна линейной.

Манометрические термометры бывают газовые, жидкостные, конденсационные:

А) газовые – заполнены азотом под давлением 1-5 МПа, в зависимости от температуры изменяется давление газа в баллоне. Изменение давление выражено зависимостью где - давление газа при температуре измерения, - при температуре 20 С (температура градуировки), - объемный коэффициент расширения газа. Погрешность связанная с колебанием давления отсутствует из-за высокого . Погрешность связанная с отклонением от 20 ⁰С (температура градуировки) в каторой находится капилляр; погрешность рассчитывается для капилляра и манометрической части где - объем капилляра манометрической части, - объем баллона, - окружающая среда, - 20 С

Недостатки: 1) высокая инерционность связ.низким коэф.теплопередачи от металла корпуса баллона к газу находящемся в баллоне. 2) низкая теплоемкость газа. 3) значительные размеры баллона (трудно вставить в трубки малого диаметра).

Б) жидкостные заполнены кселолом. ртутью под давлением 1-2 МПа. , где - объемный коэффициент расширения жидкости, - объемный коэффициент сжатия жидкости. - разность температур

Кселол , ртуть

Колебание атмосферного давления не вызывает погрешности из-за высокого и предохраняет жидкость от вскипания.

Недостаток: Погрешность связанная с отклонением от 20 ⁰С (температура градуировки), погрешность при различном расположении манометрической части и термобалона ( можно устранить при монтаже прибора с помощью коллектора).

В) конденсационные заполнены легкокипящими веществами. Диапазон измерений -50+350 градусов. Принцип работы снован на зависимости давления насыщенного пара низкокипящих жидкостей от температуры. Зависимость давления насыщенного пара от давления есть, но не линейна. Характерна гидростатическая погрешность и погрешность от изменения барометрического давления. Используются на взрывоопасных объектах, где необходима частая проверка температуры.

Относительная погрешность 0,5 до 2,5%. Выпускают с электрическими и пневматическими преобразователями.