Приборы для измерения температуры Классификация приборов температуры по принципу действия. Термометры расширения.

Тема:  Приборы для измерения температуры

 Классификация приборов температуры по принципу действия. Термометры расширения.

Температура - это физическая величина, характеризующая тепловое состояние тела.

Согласно кинетической теории температурой называют физическую величину, количественно характеризующую меру средней кинетической энергии теплового движения молекул какого - либо тела или вещества.

Классификация приборов для измерения температуры

В зависимости от методики измерений все типы термометров делятся на 2 класса: контактные и бесконтактные.

Контактные – их отличительной особенностью является необходимость теплового контакта между датчиком термометра и средой, температура которой измеряется.

Контактные приборы по принципу измерения делятся на:

1. Термометры расширения.

2. Манометрические термометры.

3. Термометры сопротивления.

4. Термопары.

Бесконтактные - это такие термометры, для измерения которыми нет необходимости в тепловом контакте среды и прибора, а достаточно измерений собственного теплового или оптического излучения.

Бесконтактные делятся на:

1.     пирометры излучения;

2.     радиометры;

3.     тепловизоры.

Термометры расширения

В них используются свойства твердых и жидких тел изменять свою длину или объем под влиянием температуры окружающей среды.

Термометры расширения бывают двух типов:

1. жидкостные;

2. твердых тел (биметаллические).

Термометры жидкостные стеклянные

Они получили большое распространение, благодаря простоте отсчета температуры, широкому температурному интервалу (от -190⁰С до +1000⁰С) и достаточной точности измерения.

Измерение температуры основано на изменении объема термометрической жидкости. Термометрической жидкостью служит: ртуть, толуол, этиловый спирт, пентан и др., но лучшей жидкостью является ртуть, которая не смачивает стекло, а потому дает наиболее точные показания (от -30⁰С до +700⁰С). Технические термометры градуируют в ⁰С. Погрешность показаний не превышает 1 деление шкалы. В зависимости от конструкции термометры бывают двух типов: палочные и со вложенной шкалой. В зависимости от назначения термометры бывают лабораторные, образцовые и технические. Разновидностью ртутных являются контактные термометры, их используют для сигнализации температуры.

Недостатки:

1. Механическая непрочность.

2. Недостаточная четкость и наглядность шкалы.

3. Невозможность регистрации показаний на бумаге и передачи их на расстояние.

Манометрические термометры бывают: показывающими, самопишущими, контактными. Основная их погрешность ±1,5%. Манометрические термометры широко применяются в химических производствах. Они просты по устройству, надежны в работе и при отсутствии электропривода диаграммной бумаги взрывопожаробезопасны. Основной их недостаток - интерционность.

Наиболее распространены:

ТПГ - термометр показывающий газовый.

ТПЖ - термометр показывающий жидкостный.

ТГС-711-ТГС-712 - термометр газовый самопишущий

ТКП- 160 – термометр конденсационный показывающий

Термометры сопротивления (Rt)

Принцип действия термометров сопротивления основан на свойстве проводниковых и полупроводниковых материалов изменять электрическое сопротивление при изменении температуры окружающей среды. Однако, измерить температуру одним лишь термометром сопротивления нельзя. Они работают в комплекте со вторичным прибором - мостом или логометром. Термометр сопротивления погружают в контролируемую среду и соединяют электрическими проводами со вторичным прибором, шкала которого отградуирована в 0С.

Преимущества термометров сопротивления перед манометрическими термометрами:

более высокая точность измерения;

возможность передачи показаний на большие расстояния;

возможность централизации контроля температуры (до 12 Rt может быть подключено к одному мосту);

меньшее запаздывание показаний.

Термометр сопротивления состоит из чувствительного элемента и наружной (защитной) арматуры. В качестве материала для чувствительного элемента используют медь и платину. Эти материалы выбраны потому, что на их сопротивление заметно влияет изменение температуры окружающей среды (большой температурный коэффициент сопротивления), причем это зависимость близка к линейной:

Когда необходим дистанционный пирометр

Часто бывают ситуации, когда замерять температуру контактным способом невозможно или просто неудобно. Именно в таких случаях понадобится пирометр - прибор для дистанционного измерения температуры, а именно:

при замерах показателей сильно разогретых тел или ядовитой среды;

при затрудненном доступе, причем с небольшой погрешностью можно произвести измерения на расстоянии в десятки метров;

при наблюдении за механизмами, находящимися в движении, причем на это потребуются доли секунды;

при диагностике электробезопасности здания, когда именно таким измерителем удобно провести дистанционное сканирование на многочисленных удаленных участках.