1 Контактні термометри

Класифікація контактних термометрів представлена у вигляді структурної схеми на рисунку Л1.1

Рисунок Л1.1- Класифікація контактних термометрів

1. Дилатометричні термометри

Принципова схема термометра зображена на рисунку Л1.2.

Рисунок Л1.2 – Принципова схема дилатометра

Термометр виконується в вигляді металевої трубки 1 з великим коефіцієнтом лінійного розширення та стержня 2 /наприклад, фарфорового/ з малим коефіцієнтом розширення. Стержень 2 розміщується по осі трубки 1 і одним кінцем жорстко з'єднується з вільним її торцем. Другий кінець трубки 1 кріпиться до корпусу приладу, а вільний кінець стержня 2 з'єднується з відліковим пристроєм 3 (наприклад, важеле-зубчастим).

Градуювання термометра проводиться при початковій температурі t_о = 0°С, тоді при відомих коефіцієнтах лінійного розширення трубки α₁ та стержня α₂, вимірювана температура t(°С) визначається за формулою [1]

(Л1.9)

де Δα=α₁- α₂, (^оС)^-1; Δl=l₁-l₂ (l₁ та l₂ - довжини трубки 1 та стержня 2 при температурі t ) , м;

Δl₀=l₀₁ - l₀₂ (l₀₁ та l₀₂ ­- довжини трубки 1 та стержня 2 при 0°С ) , м.

Ділатометричні термометри дешеві, надійні, швидкодійні, а також можуть створювати великі перестановочні зусилля. Вади цих приладів - мала точність (похибка ± 5%) та велика інерційність. Основна область застосування - температурні вимикачі і перемикачі (побутові прилади, машини для випробовування на повзучість та довготривалу міцність [1], тощо). Ділатометричні прилади (ділатометри) можуть працювати в діапазоні температур 0...1000°С.

1.2 Біметалеві термометри

Біметалевий термометр(рисунокЛ1.3) складається з двошарової металевої стрічки 1, утвореної з металів, які мають різний коефіцієнт лінійного розширення. Один кінець стрічки 1 закріплюється нерухомо, а вільний з'єднується з відліковим пристроєм 2.

Рисунок Л1.3 – Принципова схема біметалевого термометра

При зміні температури на величину Δt=t₁ – t₀ ( t₀, t₁ - відповідно, початкова і кінцева температури) стрічка 1 деформується (деформація згину) на величину Δх, пропорційну Δt. Приймаючи t₀ = 0°С, біметалеві термометри градуюють у відповідності з залежністю (для схеми, зображеної на рисунку Л1.3)

Δх=[l²/(2δ)]Δαt₁, (Л1.10)

де l- довжина біметалевої стрічки 1,м; δ - товщина стрічки 1, м; Δα= α₁- α₂ (α₁ та α₂ коефіцієнти лінійного теплового розширення компонентів біметалу 1/°С).

Для ефективної дії біметалевих приладів для вимірювання температури необхідно, щоб α₁≥ 10α₂ [1].

Біметалеві термометри надійні, дешеві, дають великі перестановочні зусилля та працездатні в діапазоні температур 0...500°С. Недоліки приладів - низька точність (похибка ±5%) та велика інерційність. Найбільш широко застосовуються біметалеві термометри для оціночного контролю температури (побутові термометри) та як температурні перемикачі і вимикачі. Найбільш розповсюджений матеріал для виготовлення біметалевих термометрів - біметалеві стрічки з сплавів латуні та інвару (залізонікелевий сплав).