Классификация термометров

Приборы для измерения температуры подразделяются на следующие виды:

1. Термометры расширения, в которых используется изменение объема или линейного размера тел при измерении температуры:

- жидкостные (стеклянные) - основанные на тепловом расширении тел.

- деформационные (дилатометрические) - основанные на разности коэффициентов линейного расширения твердых тел.

- биметаллические – имеющие чувствительные элементы в виде пружин различной формы из двух металлов с разными коэффициентами расширения.

2. Манометрические термометры – основанные на свойстве жидких и газообразных веществ, заключенных в замкнутом объеме, изменять свое давление при изменении температуры.

3. Термометры сопротивления – основанные на свойстве металлов и сплавов в зависимости от температуры изменять электрическое сопротивление.

4. Термоэлектрические термометры – основанные на термоэлектрическом эффекте – свойстве двух разнородных проводников, одни концы которых электрически соединены, под влиянием теплового воздействия на спай создавать на противоположных концах ЭДС, т.е. термопары.

Дилатометрические термометры.

Схема устройства дилатометрического термометра

В качестве чувствительного элемента в этом приборе применена трубка 2, изготовленная из материала (латуни или меди), имеющего значительный температурный коэффициент линейного расширения. Внутри трубки, впаянной в корпус 3, находится стержень 1, изготовленный из материала с малым коэффи­циентом линейного расширения (например, инвар). При повыше­нии температуры измеряемой среды длина трубки 2 увеличится. Это вызовет перемещение вниз стержня 1. При этом пружина 9 переместит вниз свободное плечо коромысла 4, которое через тягу 8 и зубчатый сектор 7 повернет вокруг своей оси стрелку 6. Послед­няя по шкале 5 покажет значение измеряемой температуры.

Биметаллические термометры

Чувствительный элемент биметаллического термометра пред­ставляет собой пружину, состоящую из двух, спаянных по всей плоскости пластин, имеющих существенно различные термические коэффициенты линейного расширения. Изменение температуры вызывает различное линейное удли­нение пластин. Так как пластины не могут перемещаться относительно друг друга, пружина прогибается в сторону пластины, имеющей мень­ший термический коэффициент линей­ного расширения. Чем больше раз­ница термического коэффициента линейного расширения пластин, тем больший прогиб пружины при из­менении температуры.

При изменении температуры биметаллическая пружина 1 прогнется вниз. При этом тяга 2 повернет стрелку 4 вокруг оси 3. Стрелка покажет но шкале 5 значение измеренной температуры.

Манометрический термометр

Капилляр 2 изготовляется из бесшовной сталь­ной или медной трубки внутренним диаметром 0,1—0,5 мм. Длина капилляра может изменяться от нескольких сантиметров до де­сятков метров в зависимости от расстояния между местом изме­рения и вторичным прибором. Вторичным прибором служит ма­нометр с трубчатой одновитковой или многовитковой пружиной 6. Перемещение свободного конца пружины с помощью передаточ­ного механизма 5 преобразуется в перемещение пера 4 на диа­грамме 3.

ГЛУБИННЫЕ ДИСТАНЦИОННЫЕ ТЕРМОМЕТРЫ

Глубинные дистанционные термо­метры состоят из датчика, кабеля н измерительной аппаратуры (вторич­ного прибора). Существуют электриче­ские глубинные термометры сопротив­ления, спускаемые в скважину на трехжильном и одножильном кабеле.

На рис. 18.5 приведена схема элек­трического термометра сопротивления, спускаемого в скважину на трехжильном кабеле. В глубинном снаряде прибора собрана схема электрического моста. Два противоположных плеча R2 и R4 мо­стовой схемы изготовлены из материала с очень малым температурным коэффи­циентом (константан или манганин), а два других R1 и R3 из материала со значительным температурным коэффициентом (медь). Мостовая схема глу­бинного снаряда соединена с измерительной аппаратурой, рас­положенной на поверхности, трехжильным кабелем.

По жиле А кабеля и землю через мост пропускают ток I. Прибор измеряет разность потенциалов ∆U между вершинами моста M и N.

Рис. 18.5. Схема глубинного

электрического термометра

сопротивления на трехжильном кабеле.

R1 и R3 —сопротивления с боль­шим температурным коэффици­ентом (из медной проволоки), R2 и R4 — сопротивления с ма­лым температурным коэффици­ентом; о — контакт на корпус; К — кабель; П — прибор дли записи измеряемой температуры; КП — компенсатор поляриза­ции; Б — батарея; R —- сопро­тивление реостата; R- — бал­ластное сопротивление