12.2.1 Прилади для вимірювання температури
Значення температури залежить від умовно прийнятих точок відліку та одиниць нанесених на температурну шкалу. За прийнятою у 1968 р. Міжнародною практичною температурною шкалою, температуру визначають за шкалою Цельсія або Кельвіна ( термодинамічна):
t°К = t°С+273,15
Шкалою Кельвіна користуються у кріогенній техніці, бо від'ємні градуси стають позитивними кельвінами. Наприклад, температура рідкого кисню становить -1830С, або 900К; рідкого азоту -1960С або 770К.
За методом вимірювання поділяють на контактні (термометри) та безконтактні (пірометри). Контактні термометри масового виробництва за принципом дії бувають рідинними, манометричними, термоелектричними і термометрами опору.
Рідинні термометри (рис. 12.2) вимірюють об'єм термометричної рідини. Вони бувають ртутними і не ртутними (таб.12.4).
Таблиця 12.4
Робочі параметри рідинних термометрів
|
Ртуть |
Толуол |
Етиловий спирт |
Гас |
Ефір петролейний |
Пентан | |||||||
|
Межа вимірювання, 0С | ||||||||||||
|
нижн. |
верхн. |
нижн. |
верхн. |
нижн. |
верхн. |
нижня |
верхн. |
нижня |
верхня |
нижня |
верхня | |
|
-35 |
+650 |
-90 |
+200 |
-80 |
+70 |
-60 |
+300 |
-90 |
+20 |
-200 |
+20 | |
Для фіксування досягнутої за певний час значення температури (максимальної та мінімальної), сигналізації та регулювання температури використовують термоконтактори (рис. 12.2).
Манометричні термометри (рис. 12.3) передають показання температури на відстань. Термометрична речовина визначає межу вимірюваних температур, довжину капіляра та клас точності (таб. 12.5).
Рис. 12.2 Термометри рідинні
а – з вкладеною шкалою; б – мінімальний; в – термоконтактор; г – кутовий
Рис. 12.3 Манометричні термометри
1 – пружній елемент; 2 – капіляр; 3 - термобалон
Таблиця 12.5
Робочі параметри манометричних термометрів
|
Термометрична рідина |
Межа вимірювань, °С |
Довжина капіляра, м |
Клас точності |
|
Газ (переважно азот) Рідина* Конденсат**
|
-200...+600
-150...+300 -50...+300 |
0,6...60,0
0,6...10,0 0,6...25,0 |
1; 1,5; 2,5
1; 1,5; 2,5 1,5; 2,5; 4,0 |
|
Спеціальна |
-100...+1000 |
0,6...4,0 |
1; 1,5; 2,5 |
*Використовують метансілол, поліметилсілоксанові рідини, низько киплячі органічні рідини (ацетон, фреон тощо).
**Суміш рідини та утвореної з неї пари.
Термоелектричні термометри містять термоперетворювачі (датчики), що перетворюють температуру (неелектричну величину) у електричну. Зміну електричних параметрів фіксують вторинні прилади (потенціометри, логометри, мілівольтметри тощо). Найбільш поширені:
термометри опору (-50...+7500С) : використовують зміну електричного опору при зміні температури;
термопари (термоелектричні термометри -200..+1600°С) : використовують явище термоелектрики (електричний струм з'являється у з'єднанні двох різнорідних провідників). Найбільшу точність мають термопари де один електрод платиновий, а другий - з платинородія (платина + родій). Найбільш поширені хромель-алюмелеві термопари (хромель-89% Nі, 98% Сr, алюмель-94% Nі,2% Сr), або хромель – копелеві (копель-56% Си, 47% Nі).
Термоелектричні термометри надходять до споживача попередньо проградуйованими, що відзначається у паспорті приладу.
Безконтактні термометри поділяються на оптичні (візуальні) та радіаційні.
Вимірювання оптичним термометром (пірометром) базується на зміні яскравості світіння тіла при зміні температури. Яскравість світіння тіла порівнюють з яскравістю контрольного випромінювача (електричної лампочки розжарення), що регулюється реостатом. Діапазон вимірюємих температур 800...40000С.
Радіаційні термометри (пірометри) вимірюють температуру тіл, що не світяться. Використовується залежність теплового випромінювання об’єкта від температури (400...25000С).