2. Методы и средства измерения температуры

Существующие методы измерения температуры условно разделяют на две группы:

• Контактные методы измерения, это те, которые осуществляются при контакте термометра с телом. При этом, обязательным условием есть достижение теплового баланса между средством измерения и телом.

• Бесконтактные методы измерения, при которых контакт преобразователя температуры с телом не обязательный.

К средствам , которые реализуют контактный метод измерения, относят жидкостные термометры, термоэлектрические термометры (термопары), термометры сопротивления (металлические термометры сопротивления, терморезистори), емкостные (сегнетоэлектрические) термометры, частотные термометры с частотным выходом, термоиндикатори на жидких кристалах, электролитические преобразователи температуры, шумовые термометры, СВЧ – радиометры.

К средствам измерения температуры без контакта преобразователя с телом относят термографы (ІК – термографы или тепловизоры) [4].

Методы измерения

температуры

Контактные

Бесконтактные

жидкостные термометры

термографы

термопары

термометры сопротивления

емкостные термометры

частотные термометры

термоиндикатори на жидких кристалах

шумовые термометры

СВЧ – радиометры

2.1. Частотные термометры с частотным выходом

Очень удобным температурным преобразователем с частотным выходом есть кварцевый резонатор, который имеет температурночастотную характеристику, то есть зависимость собственной резонансной частоты кварцевого пьезоэлемента от температуры. Кварцевый пьезоэлемент имеет высокую стабильность параметров, маленькие потери энергии, хорошую механическую прочность. Чувствительным элементом кварцевого преобразователя есть пластина с кварца, плоскость которой ориентированна определенным образом относительно кристаллографических осей кварца. Такой элемент включают в схему высокочастотного или релаксационного генератора, частота которого непосредственно измеряется стандартным частотомером и сравнивается с частотой опорного генератора. Во втором варианте можно получить большую чувствительность, поскольку розничная частота меньше частоты элемента, а более низкую частоту можно измерить с большей достоверностью. Показатели кварцевых преобразователей могут быть доказаны к очень высокому уровню.

Кварцевые датчики температуры есть автогенераторними преобразователями с частотным выходом и строятся как на основе пьезорезонатора с линейной температурночастотной характеристикой (ТЧХ), так и на основе пьезорезонатора с нелинейной ТЧХ. В принцыпе измерения температуры с маленькой погрешностью могут быть выполнены на обеих типах термочувствительных резонаторов, если градуировочная характеристика термодатчика определена с высокой точностью. Линейность характеристики существенным образом упрощает градуирование измеряемого преобразователя, сводя процедуру градуировки к измерению частоты в двух реперных точках.