
- •Министерство образования Российской Федерации Курский государственный педагогический университет Индустриально-педагогический факультет
- •Курск 2008г.
- •Измерение температуры
- •1. Общие сведения
- •1.1 Температурные шкалы
- •273,15 Т.К. Температура таяния льда на 0,01 выше тройной точки воды.
- •1.2 Приборы для измерения температуры
- •1.2.1. Термометры расширения.
- •1.2.2. Манометрические термометры.
- •1.2.3. Термоэлектрические термометры.
- •1.2.4. Термометры сопротивления.
- •1.2.5. Пирометры.
- •2. Лабораторный стенд
- •3. Порядок проведения работы
- •Контрольные вопросы
273,15 Т.К. Температура таяния льда на 0,01 выше тройной точки воды.
1.2 Приборы для измерения температуры
1.2.1. Термометры расширения.
Свойство тел изменять свой объём в зависимости от нагрева широко используется для измерения температуры. На этом принципе основано действие жидкостных стеклянных и дилатометрических термометров.
В
жидкостных термометрах, построенных
на принципе расширения жидкостей в
стеклянном резервуаре, в качестве
рабочих используются ртуть и органические
жидкости - этиловый спирт, толуол и др.
Наиболее широкое распространение
получили ртутные термометры, имеющие
по сравнению с термометрами, заполненными
органическими жидкостями, существенные
преимущества: большой диапазон измерения
температуры, при котором ртуть остается
жидкой, несмачиваемость стекла ртутью,
возможность заполнения термометра
химически чистой ртутью и пр. При
нормальном атмосферном давлении ртуть
находится в жидком состоянии при
температурах от -39С
(точка замерзания) до 357С
(точка кипения) и имеет средний
температурный коэффициент объёмного
расширения
.
Термометры
с органическими жидкостями в большинстве
своём пригодны лишь для измерения низких
температур в пределах -190С
100С.
Основным достоинством их является
высокий коэффициент объёмного расширения,
равный в среднем
,
то есть почти в шесть раз больший, чем
у ртути.
Ртутные термометры изготавливаются двух видов с вложенной шкалой и палочные (рис.1.1.).
Термометр с вложенной шкалой имеет заполненный ртутью резервуар 1, капиллярную трубку 2, циферблат 3 со шкалой и наружную оболочку 4, в которой укреплены капилляр и циферблат. Наружная оболочка с одного конца плотно закрыта, а с другого - припаяна к резервуару.
Рис. 1.1. Ртутные термометры
а)-с вложенной шкалой; б)-палочный.
Палочный термометр состоит из резервуара 1, соединенного с толстостенным капилляром 2 наружным диаметром 6-8 мм. Шкала термометра нанесена непосредственно на поверхность капилляра в виде насечки по стеклу. Палочные термометры являются более точными по сравнению с термометрами с вложенной шкалой.
В обоих видах термометров капилляр за верхней отметкой шкалы имеет запасной объём, предохраняющий прибор от повреждения при перегреве.
По назначению ртутные термометры разделяются на промышленные (технические), лабораторные и образцовые.
К дилатометрическим термометрам относятся стержневой и пластинчатый (биметаллический), действие которых основано на относительном удлинении под влиянием температуры двух твердых тел, имеющих различные температурные коэффициенты линейного расширения (рис.1.2.)
Рис.1.2. Дилатометрические термометры а) стержневой, б) пластинчатый.
Зависимость длины твердого тела от его температуры выражается равенством:
l = l 0 (1 + t ) (1.5.)
где
l
0
- длина тела при температуре 0С
- средний температурный коэффициент
линейного расширения тела
Стержневой термометр (рис 1.2.а) Имеет закрытую с одного конца трубку 1, изготовленную из материала с большим коэффициентом линейного расширения. В трубку вставлен стержень 2, прижимаемый к ней рычагом 3, с пружиной 4. Стержень - из материала с малым коэффициентом расширения. При изменении температуры трубка изменяет свою длину, что приводит к перемещению в ней стержня, связанного посредством рычага со стрелкой.
Пластинчатый термометр (рис 1.2.б) состоит из двух изогнутых и спаянных между собой металлических полосок. Полоска 1 имеет большой коэффициент линейного расширения, полоска 2 - малый. Пластинка из двух этих полосок изменяет свой изгиб в зависимости от температуры и посредством тяги 3 и рычага 4 со стрелкой показывает изменение температуры.