Тема 1.2

измерения температуры

Температурой называют величину, характеризующую тепловое состояние тела (степень нагретости).

Термометры расширения

- это приборы, в которых для измерения t используется свойство теплового расширения вещества (жидкость, газ или твердое тело).

Конструктивные формы стеклянных жидкостных термометров делятся на два типа: палочные и со вложенной шка­лой.

Для заполнения жидкостных термометров применяют ртуть, толуол, этиловый спирт, керосин, петролейный эфир, пентан и т. д.

Из жидкостных термометров наибольшее распространение полу­чили ртутные, т.к. ртуть не смачивает стекла, срав­нительно легко получается в химически чистом виде.

Достоинства: дешевизна, высокая точность измерения, простота конструкции и использования.

Недостатки: плохая видимость шкалы, невозможность ремонта, непередаваемость сигнала на расстояние.

Стеклянные жидкостные термометры выпускаются следующих разновидностей:

1. Образцовые (цена деления – до 0,01 С); 2. Лабораторные (интервал измерения  50С); 3. Технические (-30  +50 С; 0  +600 С); 4. Метеорологические; 5. Бытовые; 6. Специальные (электроконтактные служат для поддержания постоянной температуры или для сигнализации -30  +300 С).

Манометрические термометры

Действие манометрических термометров основано на использо­вании зависимости давления вещества, находящегося в герметично замкнутой термосистеме, при постоянном объеме от температуры. Замкнутая измерительная система манометрического термометра состоит (рис. 2) из металлического термобаллона (чувствительного элемента) 1, вос­принимающей температуру измеряемой среды, манометрической пружины 2, и длинного соединительного металлического капилляра 3.

Манометрические термо­метры часто используют в систе­мах автоматического регулирова­ния температуры, как бесшкальные устройства информации (датчики).

Рис. 2 - Схема манометрического термометра

Манометрические термометры подразделяют на:

1) жидкостные; в качестве термо­метрического вещества чаще используют ртуть, интервал температур от –25 до 600°С и реже органические жид­кости: метиловый спирт или ксилол С₆Н₄(СН₃)₂, в интервале температур от –80 до 320°С. Длина капилляра ограничена до 10 м.

2) конденсационные, в которых термобаллон заполнен на ³/₄ жид­костью с низкой температурой кипения и частично (¹/₄) – ее насыщен­ными парами, а соединительный капилляр и манометр – насыщен­ными парами жидкости или, чаще, специальной передаточной жид­костью (глицерин-пропантриоль). Рабочее вещество: ацетон (С₃Н₆О), этилбензол (С₈Н₁₀), ртуть, фреон 22 (СНF₂Cl) и т.д. Диапазон: -50 +300 С. Длинна капилляра  25 м. Отсутствует погрешность за счет температуры окружающей среды, так как давление внутри капилляра за счет перераспределения жидкости и газа остается неизменным.

3) газовые (заполнены инертным газом). Рабочее вещество: Азот, реже Гелий. Интервал температур: –160  +600С. Длина капилляра  25 м,  термобаллона 22 мм.

Термоэлектрический метод измерения температуры

Термоэлектрический метод измерения температур основан на строгой зависимости термоэлектродвижущей силы (термо- ЭДС) термоэлектрического термометра от температуры.

Термоэлектрические термометры широко применяются для изме­рения температур до 2500 °С в различных областях техники и в науч­ных исследованиях.

К числу достоинств термоэлектрических термометров следует отнести:

1. достаточно высокую степень точности;

2. возможность центра­лизации контроля температуры путем присоединения нескольких термоэлектрических термометров через переключатель к одному измерительному прибору;

3. возможность автоматической записи измеряемой температуры с помощью самопишущего прибора;

4. воз­можность раздельной градуировки измерительного прибора и тер­моэлектрического термометра.

В цепи, составленной из разнородных проводников, возникает ЭДС при нарушении теплового равновесия (при неравенстве температур в местах соединения этих проводников).

Измерение разности темпера­тур осуществляют путем применения дифференциаль­ного термо­электрического термометра, состоящего из двух термоэлект­родов, у которого оба конца являются рабочими. Рабочие концы дифференциального термоэлектрического термометра погру­жают в среды, разность температур (t₁ – t₂) которых измеряют.

Рисунок 8 - Схемы включения изме­рительного прибора в цепь термо­электрического термометра.

а – в свободные концы; б – в термоэлектрод