Механические термометры (термометры расширения)

Механические термометры основаны на явлении теплового расширения тел (как объемного, так и линейного). Эти тела могут быть твердыми, жидкими или газообразными. Механические термометры отличаются надежностью, точностью, низкой стоимостью и простотой обслуживания. Считывание показаний них, как правило, осуществляется на месте измерения. Однако помощью различных преобразователей можно передать сигнал на расстояние. Основными недостатками механических термометров яв-ляются значительная инерционность и невозможность объеди-нения с другими информационными сигналами для дальнейшей обработки.

Д илатометрические термометры

Действие дилатометрических термометров основано на относительном удлинении под влиянием температуры твердых тел, имеющих различные температурные коэффициенты линейного расширения.

Термометр биметаллический относится к термометрам техническим , предназначенным для измерений температуры жидкостей и газов в отопительных и санитарных установках, в системах кондиционирования и вентиляции , а также для изме-рений температуры сыпучих и вязких сред в промышленности.

Жидкостные термометры

• ж идкостных термометрах измеряется объем термометрической жидкости, характеризующий температуру рабочего тела. Наибольшее распространение получили ртутные термометры, имеющие существенные преимущества по сравнению с термометрами, заполненными органическими жидкостями: большой диапазон измерения температуры, несмачиваемость стекла ртутью, возможность заполнения термометра химически чистой ртутью из-за легкости ее получения и пр. Достоинствами термометров расширения являются их простота и дешевизна, высокая точность измерения. К существенным недостаткам таких термометров относится зависимость показаний от рабочего вещества. Кроме того, погрешности измерения температуры обусловлены различием температур жидкости в термобаллоне и в капилляре и зависят также от длины капилляра. Для повышения точности в жидкостных манометрических термометрах применяют компенсационный капилляр. Погрешность в таком случае уменьшается до ±0,5 %.

Манометрические термометры

Принцип действия манометрических термометров основан на зависимости давления рабочего тела в замкнутом объеме (термосистеме) от температуры. Манометрические термометры разделяются на газовые, жидкостные и конденсационные (парожидкостные) в зависимости от агрегатного состояния рабочего тела.

Термоэлектрические термометры

И змерение температуры термоэлектрическими термометрами основано на использовании термоэлектрического эффекта (эффекта Зеебека), заключающегося в генерировании термоэлектродвижущей силы (или термо-ЭДС), возникающей из-за разности температур между двумя соединениями различных металлов или сплавов, образующих часть одной и той же цепи.

Если цепь состоит из двух разнородных материалов, то она называется термопарой, а места соединения проводников – спаями. Спай образуется при сваривании концов термоэлектродов.

Термоэлектрический термометр состоит из термопары, осуществляющей преобразование температуры в электрическое напряжение, удлиняющих проводов, вторичного прибора для измерения термо-ЭДС.

Один из спаев термопары находится при постоянной температуре и называется холодным спаем. Второй, так называемый горячий спай, погружен в среду, температуру которой надо измерить. Один из термоэлектродов разрезается и к его концам подсоединяется измерительный прибор.

Если температура спаев различна, то в цепи будет протекать постоянный ток. Электродвижущая сила, вызывающая этот ток, называется термо-ЭДС, зависит только от материала термо-электродов и разности температур.

Материалы и конструкции термопар разнообразны и определяются физическими и химическими свойствами сред, в которых необходимо измерить температуру. На практике чаще всего используются три типа термопар: с открытым контактом, с изолированным незаземленным контактом, с заземленным контактом.

Термопары с открытым контактом имеют малую коррозионную стойкость и малую постоянную времени и пригодны для измерения температуры жидкости и газа в потоке, а также твердых тел. Два других типа термопар пригодны для измерений в агрессивных средах.