3. Рідинно-скляні термометри

Для вимірювання температури використовуються термометри різних типів: газові, скляні ртутні, спиртові та інші, термоелектричні, термометри опору, пірометри, тепловізори та інші. Кожний з них має певні преваги, визначені діапазони температур і галузі, де їх застосування є найбільш ефективним.

Принцип дії рідинно-скляних термометрів (РСТ) використовує той факт, що об’ємний коефіцієнт розширення рідин при нагріванні набагато більший, ніж твердого матеріалу стінок судини, в яку налито рідину. Конструкція РСТ включає скляний резервуар із термометричною рідиною, з’єднаний з ним капіляр, який частково заповнює рідина, і шкалу, яка наноситься на скло капіляра або на пластину, яка зафіксована відносно до капіляра. Історично РСТ були першими термометрами, які широко застосовувались у діапазоні вимірювань від –200 до 1200˚С завдяки їх перевагам: простоті використання, дешевизні, сталим характеристикам. У РСТ використовуються такі термометричні рідини в якості робочих тіл: ртуть (температура плавлення –38,87, кипіння - +356˚С), галій (+30 – +2070˚С), ацетон (-94 - +56˚С), спирт етиловий (-112 - +64˚С), толуол (-102 - +110˚С) та ін.

4. Термопари

Термоелектричні перетворювачі (термопари) найбільш широко використовуються у сучасній промисловості й наукових дослідженнях. Вони відзначаються простотою й надійністю. Термопара – це два термоелектродних провідники, які з’єднані в одній точці методом електрозварювання або пайки, або іншим надійним способом. Вільні кінці цих провідників підключаються до клем вимірювального приладу. Термопари мають малу теплову інерцію, забезпечують вимірювання у широкому діапазоні температур. Принцип дії термопар полягає у використанні генерації термоелектрорушійної сили (т.е.р.с.) у точці з’єднання двох різних металів (ефект Зеєбека). Величина т.е.р.с. пропорційна різниці температур між “гарячим” спаєм термопари і холодними контактами термоелектродів з вимірювальним приладом. Звичайна температура холодних контактів – це кімнатна температура, при вимірюванні вона повинна бути постійною і відомою, наприклад, за допомогою скляного термометра. “Гарячий” спай розміщують у точці об’єкта, температура якої контролюється. Можливість локального вимірювання температури в заданій точці є головною характерною рисою термопари. Великою перевагою термопар є також можливість неперервного оперативного контролю і формування електричних сигналів для управління процесами нагрівання чи охолодження. Найбільш широко використовуються такі термопарні матеріали: мідь-константан (до 350˚С), хромель-алюмель (до 1000˚С), хромель-копель (до 600˚С), вольфрам-вольфрамреній (до 2000˚С). Чутливість термопар становить від 10 до 70 мкв/К. Електричні сигнали термопар у робочому діапазоні температур змінюються від 0,1 до 100 мв. Для вимірювання таких сигналів застосовуються мілівольтметри (аналогові і цифрові) або потенціометри. Градуювання термопар виконується шляхом зіставлення їхніх показань в умовах теплової рівноваги із показаннями зразкових термометрів вищого розряду або із значеннями температур в опорних і реперних точках.