1.3. Авиационные термометры

_{­ Термометры находят широкое применение в авиации для измерения температуры твердых тел (головок цилиндров поршневых двигателей), жидкостей (масла, топлива), воздуха и газов. При изменении температуры частей двигателя и газов, вытекающих из них, погрешность измерения не должна превышать 0,5-1 %, а при измерении температуры воздуха, масло и т. п. погрешность измерения может составить 1-2 %.}

_{Таблица 1.}

_{Классификация термометров по принципу действия (ГОСТ 13417-76)}

Назначение термометра	Принцип действия	Принципиальная схема	Диапазон измеряемых температур, С
1	2	3	4
Термометры расширения:	Основаны на зависимости удельного объема вещества от температуры		от – 70 до +750
дилатометрический			от – 60 до + 900
1	2	3	4
биметаллический			от – 60 до + 250
манометрический			от – 50 до ­­+ 400
Термометр сопротивления	Основан на зависимости сопротивления термопреобразователя от температуры		от – 270 до + 1000
Термоэлектрический термометр	Основан на зависимости термоэлектродвижущей силы термопары от температуры		от – 260 до + 2500
Пирометр	Основан на зависимости теплового электромагнитного излучения тела от его температуры		от 600 и выше

2. Термобиметаллические термометры

_{Биметаллические пластины (рис.2), используемые в качестве чувствительного элемента биметаллического термометра (БТ), состоят из двух примерно одинаковых по толщине пластинок металлов или сплавов с различными температурными коэффициентами линейного расширения. При изменении температуры такой пластины она изгибается в сторону материала с меньшим коэффициентом линейного расширения.}

_{Рис.2. Биметаллические пластины}

_{При жестком креплении одного конца пластины перемещение ее другого конца вследствие изгиба передается с помощью системы ры­чагов на указатель и служит мерой изменения температуры.}

_{Для закрепленной с одного конца биметаллической пластины дли­ной l и толщиной s перемещение А, ее ненагруженного конца при измене­нии температуры пластины от t1 до t2 определится выражением}

_{А = ζl}²_{(t1-t2)/s , (18)}

где ζ — удельный изгиб пластины, зависящий в основном от разности коэффициентов линейного расширения использованных металлов; l – длина пластины; s – толщина.

_{Подключение к этому концу пластины какого-либо механизма для перемещения стрелки по шкале БТ приводит к возникновению силы F, противодействующей перемещению и частично подавляющей перемеще­ние на величину А. Такая противодействующая сила определится выра­жением}

_{, (19)}

_{где b – ширина пластины; Е – модуль упругости.}

_{Очевидно, что выражения (18) и (19) справед­ливы только в том интервале температур, в котором оба, используемых металла обла­дают упругой деформацией. Это обстоятель­ство определяет принципиальные темпера­турные границы применимости БТ. Подбо­ром специальных сплавов удается создать БТ с рабочим диапазоном температур от -100 до 600 °С.}

_{Биметаллические термометры применяются в качестве элементов компенсации температурных погрешностей приборов, а также для измерения температуры в тех случаях, где необходимы надежные недистанционные приборы.}

_{Биметаллические термометры основаны на принципе прямого преобразования сигналов и для него справедлива структурная схема (рис.3).}

_{Рис. 3. Структурная схема биметаллического термометра:}

_{y – деформация элемента, l - передаточная характеристика;  – угол отклонения стрелки.}

_{Передаточная функция равна:}

_{Для увеличения длины пластины при сохранении малых габаритов чувствительно­го элемента его выполняют в виде спирали. В этом случае изменение темпе­ратуры от t1 до t2 вызывает поворот нена­груженного конца спирали на угол у.}

_{Если чувствительный элемент БТ не предназначен для работы в агрессивных средах, то он не требует защитного кожуха, и в этом случае термометры такого типа обладают сравнительно небольшой термичес­кой инерцией.}

_{Наибольшее распространение БТ получили для авто­матического регулирования. В этом случае чувствительный элемент приводит в действие систему управления контактами реле. Основная погрешность БТ составляет 1,0-1,5 %, а в области повышен­ных температур — до 3 % диапазона измерения. Градуировочные характеристики БТ близки к линейным. Однако чувствительные элементы термометров не взаимозаменяемы и приборы требуют инди­видуальной градуировки. Она может осуществляться в термостатах путем сравнения с показаниями соответствующего образцового сред­ства измерений.}