Погрешности термометров расширения

Жидкостные термометры расширения могут иметь погрешности по следующим причинам:

• в зависимости от расположения горизонтального или вертикального;

• влияние внешнего и внутреннего давлений;

• глубины погружения;

• возникающие при длительной эксплуатации.

Методические погрешности измерения температуры, зависящие от расположения термопреобразователя.

1). Измеряется температура t рабочего тела Т_л. Чувствительный элемент полностью погружен в рабочее тело. Его связи с внешней средой отсутствуют или возможно пренебречь тепловым потоком между ним и внешней средой. Это идеальный случай, когда температура термометра равна температуре рабочего тела.

2). Через связь с другими элементами измерительной схемы к чувствительному элементу проникает посторонний тепловой поток. Для уменьшения погрешности следует уменьшить посторонний тепловой поток и развивать чувствительный элемент, увеличивая его поверхность и коэффициент теплопередачи.

3). Чувствительный элемент устанавливается в дополнительный чехол или гильзу. Этот способ может привести к значительной погрешности, т.к. возможно резкое уменьшение теплообмена между контролируемой средой и чувствительным элементом.

4). Чувствительный элемент не полностью погружен в контролируемую среду. В этом случае погрешность возникает в результате того, что измеряемую температуру воспринимает лишь часть чувствительного элемента. Уменьшить погрешность можно, термоизолировав выступающую часть чувствительного элемента.

5). Измеряется температура поверхности твёрдого тела. В этом случае погрешность может быть уменьшена увеличением площади контакта между чувствительным элементом и контролируемой средой, улучшением качества контактирующих поверхностей и изоляцией свободной поверхности чувствительного элемента от окружающей среды.

Погрешности манометрических термометров

Погрешности манометрических газовых термометров могут быть вызваны изменением объёма пружины манометра, капилляра и заключённого в нём газа при колебаниях внешней температуры от нагрева манометра и от нагрева капилляра.

Погрешности конденсационных манометровнаблюдаются при измерении температуры, превышающей температуру окружающей среды. Колебания атмосферного давления также влияют на показания паровых манометрических термометров. Увеличение атмосферного давления снижает показания термометра, уменьшение увеличивает их.

6.3. Физические основы первичных преобразователей давления

Давление - это физическая величина, характеризующая интенсивность сил, действующих на какую-либо поверхность тела по направлениям, перпендикулярным этой поверхности. Единицей давления в системе СИ является паскаль (Па). 1кПА = 1 Н/м кв. Из-за малости этой величины в технике применяют кратные единицы—килоПаскаль (1 кПа =1000 Па) и мегапаскаль (1 МПа = 1000 000 Па). В некоторых случаях используют внесистемные единицы—килограмм-сила на квадратный сантиметр ( кГ/см кв.), бар (1 бар = 100 000Па = 0,1МПа = 1,02 кГ/см кв.). Единицу кГ/см кв. иногда называют технической атмосферой (ат).

В зависимости от системы отсчёта различают давление абсолютное и условное.

Абсолютным называют давление, отсчитываемое от абсолютного вакуума.

Условное давление отсчитывается от некоторой величины, принятой за нуль. Чаще всего в качестве нулевого принимают атмосферное давление. В этом случае давление выше атмосферного называют избыточным, а ниже атмосферного – разрежением, или вакуумметрическим давлением. Последнее выражается в единицах давления со знаком «минус». В необходимых случаях абсолютное давление может быть определено по измеренному избыточному или вакуумметрическому давлению:

Р_абс = р_атм + р_изм , (6.11)

где р_абс - абсолютное давление; р_атм - атмосферное давление; р_изм - измеренное давление («+» для избыточного давления, «-» для вакуумметрического).

Названия приборов, предназначенных для измерений давлений, соответствуют их назначению:

- манометры абсолютного давления;

- манометры избыточного давления или просто манометры;

- вакуумметры, мановакуумметры.

Манометр абсолютного давления, предназначенный для измерения атмосферного давления, называется барометром.

Для измерения малых избыточных давлений и разрежений (до + 0,04 МПа) применяют приборы, называемые соответственно напоро- и тягомерами, или комбинированные приборы—тягонапоромеры.

Классификация преобразователей давления

Преобразователи давления подразделяются на силовые и косвенные:

- силовые преобразователи основаны на измерении силы, пропорциональной давлению или разности давлений. Такие приборы являются наиболее распространёнными.

- косвенные - это преобразователи, в которых используются изменения физических свойств рабочей среды под воздействием давления. Примером могут служить преобразователи, основанные на изменении теплоотдачи твёрдого тела газу при различных давлениях. Это сравнительно ограниченный класс преобразователей специального назначения.

По характеру выходных величин преобразователи подразделяют на механические, электрические, пневматические.

В механических преобразователях выходной величиной является линейное или угловое перемещение выходного элемента.

В электрических преобразователях выходной величиной могут быть сила тока или напряжение, а также параметры электрической цепи(сопротивление, индуктивность, ёмкость и т.д.)

В пневматических преобразователях выходной величиной являются давление сжатого воздуха.