Лабораторная работа № 1. Изучение методов и приборов для измерения температуры и давления

Время, отведённое на выполнение лабораторной работы, – 2 часа.

1. Цели и задачи лабораторной работы

1. Изучение методов и приборов для измерения температуры и давления.

2. Получение знаний и практических навыков для правильного выбора и применения приборов для измерения температуры и давления.

2. Задание

1. Изучить приведенные ниже краткие теоретические сведения.

2. Запомнить описанные температурные шкалы, единицы измерения температуры и давления и взаимосвязь между ними.

3. Измерить температуру воздуха в помещении.

4. Измерить атмосферное давление воздуха в помещении.

5. Научиться измерять давление U-образным мановакуумметром.

6. Научиться правильно измерять давление манометрами.

7. Научиться выбирать и применять приборы для измерения тем­пературы и давления, используя информацию из Интернета и элект­ронной базы данных о современной продукции и ее ведущих производителях и поставщиках, чтобы предотвращать возможные проблемы.

8. Ответить на контрольные вопросы.

9. Сдать на проверку преподавателю в электронном виде отчет об индивидуальной самостоятельной работе, описанной в пунктах 7 и 8.

10. Подготовить и защитить отчет о результатах работы.

3. Необходимое оборудование и приборы

Стеклянные спиртовые и ртутные термометры, термопары, пирометр, термометры сопротивления, U-образный мановакуумметр, манометры и барометры, стенд «Приборы для измерения давления и температуры», электронная база данных о современной продукции и ее ведущих производителях и поставщиках, компьютер, Интернет.

4. Краткие теоретические сведения

4.1. Методы и приборы для измерения температуры

Температура является важным параметром, определяющим не только протекание технологического процесса, но и свойства вещества. Для измерения температуры в системе единиц СИ принята температурная шкала с единицей температуры Кельвин (К). Начальной точкой этой шкалы является абсолютный нуль (0 К).

В быту и для технологических измерений часто применяют температурную шкалу с единицей температуры градус Цельсия (°С). Есть и другие температурные шкалы, информация о которых есть на рис. 1.

Рис. 1. Некоторые температурные шкалы, используемые в разных странах.

Измерение температуры основано на использовании физических свойств тел, связанных определенной зависимостью с температурой. Наиболее широко используются следующие свойства: 1 - тепловое расширение тел, газов, паров, жидкостей; 2 - электрическое сопротивление проводников; 3 - термоэлектродвижущая сила; 4 - энергия излучения нагретых тел.

Приборы для измерения температуры классифицируются в зависимости от того, какой метод измерения положен в основу их конструкции:

1 - термометры, которые применяются для измерения температуры контактным методом;

2 - пирометры, которые применяются для измерения температуры бесконтактным методом.

1. К термометрам для измерения температуры контактным методом относятся:

- термометры расширения (рис. 2), использующие принцип теплового расширения жидкости (жидкостные) или твердого тела (дилатометрические и биметаллические);

- манометрические термометры, использующие зависимость между температурой и давлением газа или паров жидкости в замкнутой термодинамической системе;

- термопреобразователи (термометры) сопротивления, использующие изменения электрического сопротивления металлов при изменении температуры;

- термоэлектрические термометры (термопары), использующие зависимость между термо-ЭДС, развиваемой термопарой (горячим спаем) из двух различных проводников, и разностью температур спая и свободных концов термопары.

Рис. 2. Схема устройства термометров расширения:

а – жидкостных; б – дилатометрических и биметаллических.