1. Измерение температуры. Приборы, структурные схемы. Классфикация

Температура (t) - степень нагретости вещества. Используется два типа шкал: абсолютные термодинамические (шкала Кельвина) и эмпирические °С (шкала Цельсия), °R (шкала Реомюра), °F (шкала Фаренгейта). T К = t°С+273°С. Приборы для измерения температуры (термометры) основаны на изме­нении свойств различных веществ в зависимости от температуры.

Классификация приборов, основанных на изменении:

1) объема тела (термометры расширения);

2) давления рабочего вещества в замкнутой камере (манометри­ческие термометры);

3) электрического сопротивления проводников (электрические термометры сопротивления);

4) термоэлектродвижущей силы (термоэлектрические термо­метры);

5) лучеиспускательной способности нагретых тел (пирометры излучения).

Термометры расширения наз-ся такие приборы в которых исп-ся изменение объема или линейного размера тел и изменение t-ры. К ним относятся:

- жидкостеклянные – построены на принципе теплового расширения жидкости в небольшом стеклянном резервуаре кот-й соед. с капиллярной трубкой. В качестве жидкости используют ртуть и органические жидкости(спирт),.Измеряют t до 750⁰С Ч.э является трубка с жидкостью;

-дилатометрические термометры- основаны на разности коэф-тов линейного расширения тв. Тел. Ч.э. – трубка из латуни или меди;

- биметаллические- имеют чувст-ые элементы в виде пружин различной формы из 2-х металлов с различными коэф.расш.

Манометрические термометры Принцип действия основан на изменении давления вещества, заключенный в замкнутом объеме при изменении его температуры. Ч.э – термо баллон

Электрические термометры сопротивления

Действие основано на свойстве материалов изменять свою электропроводность в зависимости от температуры. Ч.Э. – проволока на катушке

Структурная схема термометров расширения, манометрических термометров и электрических термометров сопротивления:

S

t

ПУ

ИУ

Ч.Э

S

Термоэлектрические термометры.

Основаны на эффекте возникновения ЭДС в цепи, составленной из разнородных проводников, если места их соединения имеют различную температуру. Данная цепь называется термопарой, а ЭДС, возникшая в данной цепи – термоЭДС.

Термо

ЭДС

t

Ч.Э

ИУ

Термопара

П

Световой поток

ирометры излучения определяют t вещества по его излучению. Пирометры излучения делятся на оптические (Принцип действия основан на сравнении яркости монохроматического излучения двух тел: эталонного и тела t которого измеряется.) и радиационные(основаны на принципе определения t тела по теплов действию лучистой энергии).

t

Эл.ток

свет

Ч.Э

ИП

Длина волны

Лампа накаливания

Биметаллические термометры. Чувствительный элемент - пружина из двух пластин с разными термическими коэффициентами линейного расширения. Пружина прогибается в

сторону пластины с меньшим коэффициентом. При изменении температуры биметаллическая пружина прогнется вниз.

2. Измерение давления. Струтурные схемы. Классификация.

Давление (p)– величина, хар-ая интенсивность сил, действующих на ед. поверхности. Давление бывает абс (полное) и избыт.(относит). Абс. давл. - давление отсчитываемое по шкале от абс. нуля р_а= р+р_б ; Величина превышения р среды над барометрическим (атмосф) наз-ся избыточ дав (маномет-ким) Ед.изм. (Па). Для измерения давления и разряжения применяют ед.вел-ны:1бар=10⁵Н/м²=1,01972 кгс/см². В технике обычно измеряют избыточное давление.

По назначению все приборы для измерения р делятся на:

I породу измеряемой величины:манометры избыт. дав-я –для измерения разности м/у аб­с. и атм.; манометры абс. дав-я – для измер. давления, отсчитыва­емого от абсолютного нуля; вакуумметры- измерения абс. дав-я ниже атмосферного (разрежения); мановакуумметры –изм-я избыт. дав-я и разрежения; дифференциальные манометры (дифманометры) –изм-я разности двух давлений, ни одно из которых не является давле­нием окружающей среды; барометры — манометры абс.давления - для изм-я давления атмосферы.

II По принципу действия: жидко­стные манометры (измеря­емое давление или раз­ность давлений уравновешивается давлением столба жидкости, применяют для проверки и градуировки приборов при лабораторных исследованиях); грузопоршневые м-ры (уравновешивается давлением, создаваемым массами поршня и грузов, применяют для проверки и градуировки приборов при лабораторных исследованиях); деформационные м-ры (определяется по деформации упругого ч.э. или развиваемой им силе); электрические ма­нометры (основано на зависимости элек­трич. параметров от из­меряемого давления);По типу чувствительного элемента, применяемого в приборе, различают трубчатые, многовитковые (геликоидальные), мембранные, сильфонные. Мембраны – эластичные пластины (круглые), крепленные по периметру. Изм-е давления среды вызывает прогиб мембраны. Сильфоны – гофрированные трубки из упругого материала. Разность внутр. и внеш. давлений создают силу, кот-я растягивает сильфон. Трубчатая пружина имеет в сечении эллипс.

Электрические манометры под действием давления изменяют: сопротивление, магнитную проницаемость, индуктивность, емкость, электродвижущую силу (э. д. с.)

К манометрам сопротивления относятся приборы для измерения давления, в которых используют реостатные и тензочувствительные измерительные преобразователи.

Манометры с переменной магнитной проницаемостью.Принцип действия преобразователей с переменной магнитной проницаемостью основан на изменении магнитной проницае­мости электромагнитного дросселя при его сжатии или растяже­нии. Индуктивные манометры Прибор представляет собой мембранный манометр с индуктив­ным преобразователем.Емкостные манометры Прибор представляет собой магнитоупругий мембранный ма­нометр с емкостным преобразователем.Пьезоэлектрические манометры. Принцип действия этих приборов основан на исполь­зовании пьезоэффекта.

Ч.э.

ПУ

ИП

ИМ

Р

Эл.ток

Р

мембрана

Деформационные манометры. Трубчато-пружинные манометры упругим чувствительным элементом является трубчатая пружина имеет в сечении эллипс. При повышении давления происходит деформация поперечного сечения трубки. Сильфонный манометр изготавливают из латуни, бериллиевой бронзы и нержавеющей стали. Воздействие на сильфон к изменению его длины. Мембранные манометры. Упругим чувствительным элементом является мембрана. Давление, подаваемое на штуцер, действует на мембрану зажатую между крышками и корпусом. Под действием давле­ния мембрана прогибается, и прогиб ее через толкатель, рычаг и сектор, расположенные в корпусе, приводит к перемеще­нию стрелки. При этом стрел­ка по шкале показывает значение измеренного давления.

Структурная схема деформационных манометров

Р

Р

S

Ч.э

ИУ

ИМ

ПУ

.