6. Измерение температур

В зависимости от принципа действия промышленные приборы для измерения температур делятся на следующие группы:

1) Манометрические термометры, основанные на использовании зависимости давления вещества при постоянном объеме от изменения температуры.

2) Термометры сопротивления, основанные на изменении электрического сопротивления проводников и полупроводников при изменении температуры.

3) Термоэлектрические термометры, основанные на зависимости термоэлектродвижущей силы термопары от температуры.

4) Пирометры излучения, из которых наибольшее распространение получили:

a) яркостные (оптические), основанные на измерении яркости нагретого тела;

б) цветовые (пирометры спектрального отношения), основанные на измерении распределения энергии в спектре теплового излучения тела;

в) радиационные, основанные на измерении мощности излучения

нагретого тела.

6.1. Манометрические термометры

Конструктивно они состоят из теплоприемника – баллончика (1), где в основном заключено термометрическое вещество, манометра (3) и связывающего их металлического капилляра (2). Вся система прибора (термобаллон, капилляр, манометрическая пружина) заполняется рабочим веществом.

По заполнению манометрической системы рабочим веществом различают газовые, жидкостные и парожидкостные (конденсационные) манометрические термометры. Термобаллон помещают в зону измерения температуры. При нагревании термобаллона давление рабочего вещества внутри замкнутой системы увеличивается. Увеличение давления воспринимается манометрической трубкой (пружинной), которая воздействует через передаточный механизм на стрелку или перо прибора. Манометрические термометры широко применяют в химических производствах. Они просты по устройству, надежны в работе и при отсутствии электропривода диаграммной бумаги – взрыво- и пожаробезопасны. Шкала манометра градуируется в единицах температуры. Манометрическими термометрами измеряют температуру в пределах от –150 до +600 0С.

6.2. Термометры сопротивления

Для измерения температуры широко используются электрические методы, основанные на термоэлектрическом эффекте и изменении электрической проводимости металлов (термометры сопротивления) и полупроводников (термисторы). Металлические и полупроводниковые резисторы, для измерения температуры по изменению их сопротивления, называют также терморезисторами.

В отличие от металлических полупроводниковые резисторы – термисторы – характеризуются экспоненциальной зависимостью сопротивления от температуры.

Благодаря малым по сравнению с термометрами сопротивлений размерам термисторы менее инерционны. Однако нелинейность характеристики и технологический разброс параметров термисторов затрудняют получение линейных шкал термометров и их взаимозаменяемость, необходимую при широком применении термометров. Чтобы линеаризовать шкалу термисторного термометра, используют специальные корректирующие цепи. Температурный предел измерений термистора на оксидированной керамике составляет 300 0С, тогда как платинового термосопротивления этот предел достигает 850 0С.