Меню

Измерение температуры воздуха для анализа



5. Методы измерения температуры воздуха и оценки температурных условий

5.1. Приборы для определения температуры воздуха

Ртутные термометрыпозволяют измерять температуру воздуха в пределах –35С до +357С. Ограничение возможности определения с помощью ртутных термометров более низких температур связано с точкой замерзания ртути, которая равна –38,89С (температура кипения +357,25С). Как правило, при гигиенических исследованиях используются ртутные термометры со шкалой, разделенной с точностью до 0,2С. Чаще всего используются ртутные термометры психрометров.

Необходимо помнить, что работа с ртутными термометрами требует особой осторожности, так как при изливании ртути при поломке термометра создается реальная опасность токсических поражений.

Спиртовые термометрыменее точны, так как при нагревании до температуры выше 0С спирт увеличивается в объеме неравномерно. Однако использование спиртовых термометров оправдано в связи с тем, что в отличие от ртутного термометра, с помощью их можно измерять более низкие температуры – до –130С (с учетом точки замерзания этилового спирта). В бытовых условиях использование спиртовых термометров также вполне допустимо, так как позволяет фиксировать температуру воздуха в реальных пределах (точка закипания спирта — +78,39С). В отдельных случаях, когда не требуется особой точности измерения температуры воздушной среды, спиртовые термометры могут использоваться и гигиенических исследованиях.

При отсчете температуры по ртутному термометру ее фиксируют по верхнему мениску, по спиртовому – по нижнему.

Максимальный термометр– ртутный термометр, позволяющий измерить самую высокую температуру за определенный период наблюдения. Известны максимальные термометры различной конструкции, однако все они сохраняют показания самой высокой температуры, несмотря на ее понижения за данный промежуток времени. Наиболее распространенной конструкцией максимального термометра является термометр, в дно резервуара с ртутью которого впаивают стеклянный стержень, который входит узким концом в капиллярную трубку. При повышении температуры ртуть проходит между стержнем и стенками трубки. При снижении температуры столбик ртути не в состоянии преодолеть сопротивление, возникающее при трении ртути о стенку трубки и стержня, и показывает бывший максимум температуры. Чтобы вогнать ртуть обратно в резервуар, необходимо энергично встряхнуть термометр. По указанному принципу устроен хорошо всем известный медицинский термометр. Последний, однако, предназначен не для измерения воздуха, а для температуры кожи и слизистых.

В других максимальных термометрах, которые используются крайне редко, в капиллярную трубку термометра над ртутью помещают иглу-указатель. При повышении температуры ртуть, поднимаясь, продвигает иглу по капилляру. При понижении температуры ртуть опускается, а игла-указатель остается на месте максимума температуры за период наблюдения. Во время работы тот и другой максимальные термометры должны находиться в горизонтальном положении. При снятии показаний верхний конец термометра слегка приподнимают.

Минимальный термометр– спиртовой термометр, внутри капиллярной трубки которого в спирту находится подвижной штифт из темного стекла с утолщениями на концах.

Перед наблюдением нижний конец термометра приподнимают и штифт падает вниз до мениска спирта. Затем термометр устанавливают горизонтально. При повышении температуры спирт, расширяясь, проходит мимо штифта, не сдвигая его с места. При понижении же температуры столбик спирта уменьшается и поверхностная пленка увлекает за собой штифт вниз, к резервуару, устанавливая штифт в положение, соответствующее минимуму наблюдавшейся температуры. Отсчет температуры производят по концу штифта, наиболее удаленному от резервуара термометра.

Общий вид максимального и минимального термометров представлен на рисунке 9.

Электрический термометр.В качестве датчиков электрических термометров (электротермометров) используются термопары и термисторы. Принцип действия термопары основан на различной теплоемкости металлов, в результате чего различные металлы, соединенные в пару (в данном случае термопару) при изменении температуры имеют различную степень нагрева. При этом возникает термоэлектрический ток, величина которого прямо пропорциональна температуре, фиксируемый потенциометром, градуированном вС.

Принцип действия других электротермометров состоит в том, что при изменении температуры в воспринимающем устройстве (резисторе) при изменении температуры среды пропорционально изменяется сопротивление, а значит при подключении резистора в электрическую цепь изменяется и сила тока, по уровню которой и отсчитывают на шкале прибора температуру в о С.

В практике гигиенических и физиолого-гигиенических исследований используют, как правило, электротермометры сопротивления, то есть воспринимающими устройствами – резисторами (электротермометры ТСМ-2 и ТПЭМ-1).

Рис. 10. Электротермометр ПТЭМ-1

Электоротермометр ПТЭМ-1(рисунок 10) состоит из указателя, по шкале которого производят отсчет измеряемой температуры, и набора датчиков (кожного, подмышечного и ректального). При работе с прибором датчик присоединяют к указателю с помощью штепсельного разъема, ручку ставят в положение «выключено», при этом стрелка указателя должна совпадать с отметкой шкалы +29С (в случае несовпадения ее следует установить с помощью корректора), ручку переводят в положение «калибровка напряжения), стрелку указателя устанавливают на отметку шкалы +42С вращением ручки резистора, далее ручку ставят на требуемый диапазон измерений, отмеченный красной или синей точкой на панели указателя. Датчик помещают в исследуемой точке и снимают показания.

Электротермометр типа ТСМ-2предназначен для измерения температуры тела, кожи и отдельных органов человека в пределах от +16С до +42С. Шкала на панели прибора разбита на два диапазона: 1 – от +1С до +29С, 2 – от +29С до +42С. Прибор снабжен тремя датчиками: ректальным, поверхностным и точечным, каждый из которых имеет соответствующую цветовую маркировку.

Используемый для измерения температуры под языком точечный датчик подключается с помощью контактной колонки к гнезду, имеющему туже окраску на лицевой панели прибора. Переключатель «датчики» ставят в положение напротив цифры 2, соответствующей точечному датчику, переключатель шкал – в положение 2, соответствующее поддиапазону температур, в котором ожидаются показания. Нажимают кнопку «Контроль» и одновременно ручкой «Установка на К» проверяют наличие рабочего тока, устанавливают стрелку прибора на красную черту.

После стерилизации датчика протиранием ватой со спиртом его помещают под язык. Показания снимают по шкале 2 после экспозиции 30 с. С помощью поверхностного датчика можно измерить температуру кожи, а также любых поверхностей, температура которых находится в рамках шкалы прибора.

Термограф.Для определения хода температуры воздуха на протяжении определенного промежутка времени (сутки, неделя и т.д.) используют термограф (рисунок 11). Воспринимающим устройством данного прибора является изогнутая металлическая пластинка, наполненная толуолом. При изменении температуры воздуха объем толуола изменяется, соответственно изменяется и кривизна металлической пластинки в которую он помещен. Изменения кривизны металлической пластинки (при повышении температуры пластинка выпрямляется, при понижении – сгибается) с помощью системы рычажков передаются на перо, которое записывает показания температу-

Читайте также:  Как измерить силу тока переменного напряжения

Рис. 11. Термограф

ры на бумажной ленте, помещенной на вращающийся барабан с электрическим приводом или с механическим заводом.

Выпускаются термографы, в которых барабан осуществляет полное вращение вокруг своей оси за сутки или за неделю. В зависимости от этого термографы носят названия суточных или недельных. Так как ленты термографов разградуированы соответствующим образом, можно записывать температуры воздуха с последующим анализом ее в течение любого времени. При анализе ленты термографа представляется возможность, в частности, анализировать температуру воздуха не только каждый час, но и в меньшие промежутки времени.

Имеются термографы, воспринимающей честью которых является биметаллическая пластинка, состоящая из двух спаянных изогнутых пластинок из металла различной теплоемкости. При изменении температуры воздуха один из металлов увеличивается в объеме в большей степени, что приводит к изменению кривизны биметаллической пластинки пропорционально изменению температуры. Изменение кривизны пластинки также передается с помощью системы рычажков на записывающее устройство.

Показания термографа следует периодически проверять по ртутному термометру. С помощью специального винта, имеющегося у воспринимающей температуру пластинки, необходимо отрегулировать положение стрелки, установив перо на уровне показания контрольного термометра. Чтобы заменить ленту, открывают футляр прибора и снимают барабан с оси. Затем отнимают пружину, закрепляющую ленту, снимают последнюю и на ее место накладывают новую с таким расчетом, чтобы левый край ее заходил за правый в месте расположения указанной пружины. После этого в перо добавляют 1-2 капли невысыхающих чернил и кончик его с помощью специального рычажка устанавливают в соприкосновении с бумажной лентой барабана, вставленного на место. Часовой механизм барабана заводят, вставляя ключ в направлении, указанном в верхней части барабана.

Чернила для записи на ленте термографа в случае, если закончились придающиеся к прибору, готовят последующей прописи: глицерин – 200 мл, анилиновая краска в порошке – 2,3 г, гуммиарабик, предварительно разведенный в 10 мл воды, — 3 г, спирт – 10 мл (спирт приливают в конце).

Многие из представленных выше приборов для измерения температуры воздуха имеют историческое значение на смену им приходят современные электронные приборы, позволяющие с большой точностью и оперативно производить исследования в различных условиях. В частности, для измерения температуры поверхностей могут быть использованы термометры цифровые ДанаТерм 1501-1503(рисунок 12)или термометр универсальный ТESTO 925(рисунок 13).

Рис. 12. Термометр цифровой

Рис. 13. Термометр универсальный

Термометры цифровые ДанаТерм 1501-1503— одноканальные термометры, предназначенные (в зависимости от типа датчика) для измерения температуры неагрессивных сред методом погружения или для контактных измерений температуры поверхностей. Могут быть применены в научных исследованиях, в технологических процессах в промышленности, при производстве и хранении продуктов питания, в целях санитарно-эпидемиологического надзора, в медицине, ветеринарии, в быту. В качестве температурного датчика используется термометр сопротивления или термопара (в зависимости от модели прибора) с индивидуальной градуировкой.

Термометр универсальный ТESTO 925 предназначен для повседневных оперативных измерений температуры поверхности в жестких производственных условиях. В качестве чувствительного элемента используется термопара (NiCr-Ni). Зонд соединен с прибором с помощью кабеля. Измеренное значение выводится на большом жидкокристаллическом экране. Температура выводится в °С или °F. Прибор обладает функцией удержания текущего значения. Дополнительно прибор может оснащаться пирометрическим зондом. Может использоваться при оценке микроклимата помещений для измерения направленности лучистого тепла.

В целом ряде современных приборов измерение температуры воздуха или поверхностей совмещено с измерением других показателей метео- и микроклиматических условий. Основные характеристики этих приборов представлены в разделе 14.

Источник

Температура. Измерение и контроль температуры. Методы и средства измерения температуры.

Температурой называется статистическая величина, характеризующая тепловое состояние тела и пропорциональная средней кинематической энергии молекул тела. За единицу температуры принимают кельвин (К). Температура может быть также представлена в градусах Цельсия (°С). Нуль шкалы Кельвина равен абсолютному нулю, поэтому все температуры по этой шкале положительные. Связь между температурами t по Цельсию и T по Кельвину определяется следующим уравнением:

Измерить температуру непосредственно, как, например, линейные размеры, невозможно. Поэтому температуру определяют косвенно — по изменению физических свойств различных тел, получивших название термометрических.

Измерение температуры связано с преобразованием сигнала измерительной информации (температуры) в какое-либо свойство, связанное с температурой.

Для практических целей, связанных с измерением температуры, принята Международная температурная шкала (МТШ-90) (рис. 2.89), которая является обязательной для всех метрологических органов. Она основывается на ряде воспроизводимых состояний равновесия (реперных точек) некоторых веществ, которым присвоены определенные значения температуры.

Рис. 2.89. Международная Температурная шкала (МТШ-90) с реперными точками (подчеркнуты)

Для измерения температуры наибольшее распространение получили следующие методы, основанные:

— на тепловом расширении жидких, газообразных и твердых тел (термомеханический эффект);

— изменении давления внутри замкнутого объема при изменении температуры (манометрические);

— изменении электрического сопротивления тел при изменении температуры (терморезисторы);

— использовании электромагнитного излучения нагретых тел.

Приборы, предназначенные для измерения температуры, называются термометрами. Они подразделяются на две большие группы: контактные и бесконтактные.

Контактное измерение температуры.

Термометры расширения нашли широкое распространение в практике контактных измерений температуры. Основные типы механических контактных термометров, их метрологические характеристики, преимущества, недостатки и область применения представлены в табл. 2.18.

Таблица 2.18. Основные метрологические характеристики механических контактных термометров

Наименование прибора

Тип прибора

Пределы измерений,°С

Погрешность измерения,%

Инерцион ность

Преимущества

Недостатки

Область применения

Металли ческие термометры расширения

Дилато метриче ские

Дешевые, надежные, малое время срабатывания; очень большие перестановочные усилия

Малая точность, высокая инерционность

Дешевые, надежные; большие перестановочные усилия

Оценочный контроль температуры, температурные выключатели

Жидкостные термометры

Малая механическая прочность, нет дистанцион- ности

Лабораторные термометры, бытовые термометры

Дешевые, надежные, не требуют внешних источников энергии; дистан- ционность до 50 м, большие перестановочные усилия

Температура соединительного капилляра влияет на показания прибора

Промышленные термометры, термореле

Конденса ционные манометри ческие

Нелинейная статическая характеристика

Газовые термометры

С гелиевым заполнением

Принцип измерения соответствует определению термодинамической температуры

Малая механическая прочность, большая трудоемкость процесса измерения

Поверочные (калибровочные) работы

Жидкостные стеклянные термометры конструктивно подразделяются на палочные (рис. 2.90, а) и технические со вложенной шкалой (рис. 2.90, б). Принцип их действия основан на зависимости между температурой и объемом термометрической жидкости, заключенной в стеклянной оболочке. Жидкостный термометр состоит из стеклянной оболочки 1, капиллярной трубки 3, запасного резервуара 4 и шкалы 2. Термометрическая жидкость заполняет резервуар и часть капиллярной трубки. Свободное пространство в капилляре заполняется инертным газом или из него удаляется воздух.

Рис. 2.90. Жидкостные стеклянные термометры:

а — палочный; б — технический со вложенной шкалой; 1 — стеклянная оболочка; 2 — шкала; 3 — капиллярная трубка; 4 — запасной резервуар

В качестве термометрической жидкости применяют органические заполнители: толуол, этиловый спирт, керосин, пентан. Наиболее широкое распространение получили термометры с ртутным наполнением. Это объясняется свойствами ртути находиться в жидком состоянии в широком диапазоне температур и не смачивать стекло, что позволяет использовать капилляры с небольшим диаметром канала (до 0,1 мм) и обеспечивать высокую точность измерения. Так, ртутные образцовые термометры 1-го разряда имеют погрешность 0,002. 2°С.

Органические заполнители характеризуются более низкой температурой применения, меньшей стоимостью, большей погрешностью измерения.

Стеклянные термометры в зависимости от назначения и области применения подразделяются на образцовые, лабораторные, технические, бытовые, метеорологические.

Лабораторные термометры обеспечивают измерение в интервале температур 0. 500°С, который разбит на четыре диапазона, что позволяет получить погрешность измерений, не превышающую ±0,01 °С (0. 60 °С); ±0,02 °С (55. 155 °С); ±0,05°С (140. 300 °С) и ±0,1 °С (300. 500°С).

В качестве технических применяют только термометры со вложенной шкалой, которые имеют две модификации: прямые и угловые. Допускаемая погрешность обычно равна цене деления. При стационарной эксплуатации в различных точках технологических агрегатов термометры устанавливают в специальных металлических защитных чехлах (кожухах).

Для обеспечения задач позиционного регулирования и сигнализации в лабораторных и промышленных установках применяют специальные электроконтактные технические термометры двух типов:

1) с постоянными впаянными контактами, которые обеспечивают замыкание и размыкание электрических цепей при одной, двух или трех заранее заданных температурах;

2) с одним подвижным контактом (перемещается внутри капилляра с помощью магнита) и вторым неподвижным, впаянным в капилляр, что обеспечивает замыкание и размыкание электрической цепи при любом значении выбранной температуры.

Перемещающаяся в капилляре ртуть размыкает или замыкает цепи между контактами, к которым подводится напряжение постоянного или переменного тока и нагрузка на которые не должна превышать 0,5 мА при напряжении не более 0,3 В.

Биметаллические и дилатометрические термометры основаны на свойстве твердых тел в различной степени изменять свои линейные размеры при изменении их температуры.

В основном металлы и их сплавы относятся к материалам с высоким температурным коэффициентом линейного расширения. Так, для латуни он равен (18,3. 23,6)*10 -6 °С -1 , для никелевой стали 20*10 -6 °С -1 . В то же время есть сплавы, имеющие низкий коэффициент линейного расширения: сплав инвар — 0,9*10 -6 °С -1 , плавленый кварц — 0,55*10 -6 °С -1 .

На рис. 2.91, а представлена конструкция биметаллического термометра, в котором в качестве термочувствительного элемента используется двухслойная пластинка, состоящая из металлов с существенно различными коэффициентами линейного расширения: латуни 1 и инвара 2. При увеличении температуры свободный конец пластины будет изгибаться в сторону металла с меньшим коэффициентом, по величине этого перемещения судят о температуре.

Данный тип устройств часто используется как термореле в системах сигнализации и автоматического регулирования, а также в качестве температурных компенсаторов в измерительных устройствах, например в радиационных пирометрах, манометрических термометрах и т. п.

На рис. 2.91, б приведена конструкция чувствительного элемента пневматического дилатометрического преобразователя температуры.

Рис. 2.91. Термометры:

а — биметаллический: 1 — латунь; 2 — инвар; б — дилатометрический: 1 — корпус; 2 — стержень; 3 — трубка; 4 — шарик; 5 — толкатель; 6 — пружина; 7 — преобразователь

В корпусе 1, изготовленном из латуни (нержавеющей стали) расположены трубка 3 и стержень 2, выполненный из инвара (кварца). Стержень 2 через трубку 3 и толкатель 5 с помощью пружины 6 постоянно поджимается к нижнему концу корпуса 1. Шарик 4 исключает появление люфтов между стержнем и компенсационной трубкой, которая выполнена также из латуни и предназначена для исключения температурной погрешности при установке на объектах с различной толщиной тепловой изоляции. Изменение разности удлинений корпуса 1 и стержня 2, пропорциональное изменению температуры измеряемой среды, трансформируется в пневматический сигнал в преобразователе 7, усиливается и поступает на регистрирующий прибор.

Дилатометрические преобразователи выпускают и с электрическим выходным сигналом. Класс точности устройств 1,5 и 2,5 с диапазоном измеряемых температур от -30 до +1000 °С.

Жидкостные манометрические термометры (рис. 2.92) основаны на использовании зависимости между температурой и давлением термометрического вещества (газа, жидкости), заполняющего герметически замкнутую термосистему термометра. Термосистема состоит из термобаллона 4, капилляра 5 и манометрической одно- или многовитковой пружины 6. Капилляр 5 соединяет термобаллон с неподвижным концом манометрической пружины. Подвижный конец пружины запаян и через шарнирное соединение 7, поводок 3, сектор 2 связан со стрелкой прибора 1.

Рис. 2.92. Конструкция манометрического термометра:

1 — стрелка; 2 — сектор; 3 — поводок; 4 — термобаллон; 5— капилляр; 6 — пружина; 7 — шарнирное соединение

При изменении температуры среды изменяется давление термометрического вещества в замкнутом пространстве, в результате чего чувствительный элемент (манометрическая пружина) деформируется и ее свободный конец перемещается. Данное перемещение преобразуется в поворот регистрирующей стрелки относительно шкалы прибора.

В зависимости от термометрического вещества манометрические термометры подразделяются на газовые, конденсационные и жидкостные.

В газовых термометрах термобаллон, капилляр и манометрическая пружина заполняются каким-либо инертным газом (азотом, гелием и др.). Диапазон измерения весьма широк и лежит в пределах от критической температуры газа (азот — 147 °С, гелий — 267 °С) до температуры, определяемой теплостойкостью материала термобаллона.

В конденсационных термометрах насыщенные пары некоторых низкокипящих жидкостей (ацетон, метилхлорид, этилхлорид) меняют давление при изменении температуры. Диапазон измерения этих приборов от 0 до +400 °С при погрешности измерений ±1 %.

В жидкостных термометрах термосистема заполнена хорошо расширяющейся жидкостью (ртутью, керосином, лигроином и др.). Диапазон измерения этих приборов от -30 до +600 °С при погрешности измерений ±1 %.

На показания манометрических термометров значительное влияние оказывают внешние условия: изменения температуры окружающего воздуха, различная высота расположения термобаллона и пружины, колебания атмосферного давления.

Манометрические термометры имеют ограниченную длину линии связи от термобаллона к показывающему прибору, большую инерционность и динамическую погрешность.

Класс точности манометрических термометров 1,0; 1,5; 2,5 и 4,0 при работе в интервале температур окружающего воздуха от 5 до 50 °С и относительной влажности до 80 %.

Манометрические термометры применяют для измерения температуры охлаждающей воды, воздуха, жидкого и газообразного топлива, на установках для заправки и т. п.

Термометры сопротивления.

Термометр сопротивления состоит из чувствительного элемента в виде терморезистора, защитного чехла и соединительной головки.

Принцип действия чувствительного элемента основан на использовании зависимости электрического сопротивления вещества от температуры. В качестве материалов для их изготовления используют чистые металлы: платину, медь, никель и полупроводники. Платина является основным материалом для изготовления термометров сопротивления. В качестве чувствительного элемента в полупроводниковых термометрах сопротивления используют германий, окиси меди и марганца, титана и магния.

Основные метрологические характеристики термометров сопротивления, их принципиальные схемы, преимущества, недостатки и область применения представлены в табл. 2.19.

Таблица 2.19. Основные метрологические характеристики электрических контактных термометров

Таблица 2.19. Основные метрологические характеристики электрических контактных термометров

Характеристики

Термометры сопротивления

Термоэлектрические термометры

Пределы измерений, °С

Погрешность измерения, %

Инерционность

Преимущества

Высокая точность, линейная статическая характеристика

Высокая чувствительность, возможны измерения в точке

Дешевые, хорошая линейность статической характеристики

Прочность, малая тепловая инерция, линейная статическая характеристика

Недостатки

Невозможно измерение температуры в точке

Нелинейная статическая характеристика, большой разброс параметров, низкая стабильность параметров во времени

Большая тепловая инерция

Область применения

Энергетика, непрерывные технологические процессы в химии, пищевая промышленность

Энергетика, технологические процессы в химии, производство искусственных материалов, медицина

Энергетика, непрерывные производства, пищевая промышленность

Энергетика, непрерывные производства, химия, медицина, строительство, производство искусственных материалов

Для решения различных задач термометры сопротивления подразделяются на эталонные, образцовые и рабочие, которые, в свою очередь, подразделяются на лабораторные и технические.

Эталонные термометры сопротивления предназначены для воспроизведения и передачи шкалы МПТШ в интервале 13,81. . 903,89 К. В качестве эталонных, образцовых и лабораторных приборов повышенной точности применяют платиновые термометры сопротивления.

Технические термометры сопротивления в зависимости от конструкции подразделяются: на погружаемые, поверхностные и комнатные; защищенные и не защищенные от действия агрессивной среды; стационарные и переносные; термометры 1-го, 2-го и 3-го класса точности и т.д.

Одна из конструкций промышленных термометров сопротивления, используемых для измерения температур жидких и газообразных сред, представлена на рис. 2.93, а. Термометр состоит из чувствительного элемента 5, расположенного в стальном защитном кожухе 3, на котором приварен штуцер 2. Провода 9, армированные фарфоровыми бусами 4, соединяют выводы чувствительного элемента 5 с клеммной колодкой б, находящейся в корпусе головки 1. Сверху головка 1 закрыта крышкой 10, снизу имеется сальниковый ввод 7, через который осуществляется подвод монтажного кабеля 8.

Чувствительный элемент термометра сопротивления (рис. 2.93, б) выполнен из металлической тонкой проволоки толщиной 0,03. 0,1 мм с безындукционной каркасной или бескаркасной намоткой.

Рис. 2.93. Термометр сопротивления:

а — конструкция термометра: 1 — корпус головки; 2 — штуцер; 3 — защитный кожух; 4 — фарфоровые бусы; 5 — чувствительный элемент; 6 — клеммная колодка; 7 — сальниковый ввод; 8 — монтажный кабель; 9 — провода; 70 — крышка; б — конструкция чувствительного элемента термометра: 1 — глазурь; 2 — пространство; 3 — каркас; 4 — платиновые спирали; 5 — выводы

В качестве каркаса для платиновых термометров применяют плавленный кварц и керамику на основе окиси алюминия. В каналах каркаса 3 расположены четыре (или две) последовательно соединенные платиновые спирали 4. К верхним концам спиралей припаяны выводы 5, выполненные из платины или сплава иридия с радием. Пространство 2 между спиралями и каркасом заполнено порошком окиси алюминия. Крепление спиралей и выводов в каркасе производится глазурью 1.

При применении термометров сопротивления о температуре можно судить по изменению электрического сопротивления его чувствительного элемента, падению напряжения на нем при постоянном токе или значению тока при постоянном напряжении.

Наибольшее распространение получила первая схема, когда изменение сопротивления служит мерой температуры (рис. 2.94). В этом случае терморезистор 1 включают в одну из диагоналей моста последовательно с регулировочным резистором Rv, служащим для приведения к определенному значению сопротивления подводящих проводов. Показания гальванометра 3, включенного в диагональ моста, зависят также от напряжения питания моста, для поддержания постоянства которого в цепь питания включен регулировочный резистор.

Рис. 2.94. Схема включения термометра сопротивления:

1 — терморезистор (термометр сопротивления); 2 — уравнительный резистор RA; 3 — гальванометр; 4 — измерительный мост с резисторами Rv, R2, R3, Я4, RA; 5 — источник питания; 6 — регулировочный резистор Rv

Термоэлектрические термометры состоят из термопары, защитного чехла и соединительной головки, они основаны на термоэлектрических свойствах чувствительного элемента.

Сущность термоэлектрического метода заключается в возникновении электродвижущей силы в спае двух разнородных проводников (например, хромель — копель), температура которого отличается от температуры вторых выводов. Для получения зависимости термоЭДС от одной температуры t2 необходимо температуру t1 поддерживать на постоянном уровне, обычно при 0 или +20 °С. Спай, помещаемый в измеряемую среду, называют горячим, или рабочим, концом термопары, а спай, температуру которого поддерживают постоянной, — холодным, или свободным, концом.

Для увеличения чувствительности термоэлектрического метода измерения температуры в ряде случаев применяют термобатарею: несколько последовательно включенных термопар, рабочие концы которых находятся при температуре t2, а свободные — при известной и постоянной температуре t1.

Основные метрологические характеристики термоэлектрических термометров, их принципиальные схемы, преимущества, недостатки и область применения см. в табл. 2.19.

В качестве термопар (ТП) наиболее часто применяют комбинации материалов, имеющих высокое значение развиваемой термо- ЭДС, стабильность характеристик при различных температурах, воспроизводимость и линейную зависимость термоЭДС от температуры, простоту технологической обработки и получения спая, а именно: хромель-копелевые (TBP)[AJ], хромель-алюмелевые (TXK)[L], платинородий-платиновые (ТХА)[К], вольфрам-рениевые (Tnn)[S] и др. В квадратных скобках приведены условные обозначения номинальных статистических характеристик преобразования. Наиболее точной является термопара ТПП, которая используется в качестве рабочих эталонов и образцовых термометров 1-го, 2-го и 3-го разряда.

Основные характеристики термоэлектрических термометров представлены в табл. 2.20.

Таблица 2.20. Основные характеристики термоэлектрических термометров

Термопара

Градуировка

Химический состав термоэлектрода

Пределы применения, C

Пределы допускаемой погрешности, С, при температуре, С

Источник

Сравнить или измерить © 2021
Внимание! Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер и не является рекомендацией к применению.