27

Тема 1. Измерение температуры

В соответствии с Международной практической температурной шкалой 1968 г. (МПТШ-68) основной температурой является термодинамическая температура, единица которой  Кельвин (К). На практике часто применяется температурная шкала Цельсия, единица которой градус Цельсия (С), равный Кельвину. Между температурой Цельсия и термодинамической температурой существует следующее соотношение: t, С = Т,К  273.15

При изменении температуры контактными методами используются:

- термометры расширения (стеклянные, жидкостные, манометрические, биметаллические и дилатометрические);

- термопреобразователи сопротивления (проводниковые и полупроводниковые);

- термоэлектрические преобразователи.

Бесконтактные измерения температуры осуществляются пирометрами (квазимонохроматическими, спектрального отношения и полного излучения).

Контактные методы измерения более просты и точны, чем бесконтактные, однако для измерения температуры необходим непосредственный контакт с измеряемой средой и телом. В результате этого может возникать, с одной стороны, искажение температуры среды в месте измерения и с другой  несоответствие температуры чувствительного элемента и измеряемой среды.

Бесконтактные методы измерения не оказывают никакого влияния на температуру среды или тело. Но зато они сложнее и их методические погрешности существенно больше, чем у контактных методов.

Серийно выпускаемые термометры и термопреобразователи охватывают диапазон температур от  260 до 2200 С и кратковременно - до 2500 С. Бесконтактные средства измерения температуры серийно выпускаются на диапазон температур от 20 до 4000С.

§ 1. Термометры стеклянные

Принцип действия основан на зависимости объемного расширения жидкости от температуры. Отличаются высокой точностью, простотой устройства и дешевизной. Однако стеклянные термометры хрупки, как правило, неремонтопригодные, не могут передавать показания на расстояние.

Основными элементами конструкции являются резервуар с припаянным к нему капилляром, заполненные частично термометрической жидкостью, и шкала (рис. 1).

Конструктивно различаются палочные термометры со шкалой, вложенной внутрь стеклянной оболочки. У палочных термометров шкала наносится непосредственно на поверхность толстостенного капилляра. У термометров с вложенной шкалой капилляр и шкальная пластина с нанесенной шкалой, заключены в защитную оболочку, припаянную к резервуару.

Стеклянные термометры расширения выпускаются для измерения температур от 100 до 600С.

Выпускаются также ртутные электроконтактные термометры, предназначенные для сигнализации или поддержания заданной температуры. Термометры выпускаются с заданным постоянным контактом (ТЗК) – рис. 2а или с подвижным контактом (ТПК) – рис 2б.

Точность показаний термометров зависит от правильности их установки. Важнейшим требованием, предъявляемым при установке, является обеспечение наиболее благоприятных условий притока тепла от измеряемой среды к термобаллону и наименьший отвод тепла от остальной части термометра во внешнюю среду. Большей частью термометры устанавливают в защитную оправу.

	а) б)
Рис. 1. Стеклянные термометры	Рис. 2. Электроконтактные термометры: а) 1 – капилляр; 2 –контакты; 3 – клеммы. б) 1 – контакты; 2, 3 – регулятор; 4 , 5 – подвижные контакты; 6 – шкала; 7 – капилляр; 8 – резервуар; 9, 10, 11 - электроды