Termometre. dispozitive pentru măsurarea t-r prin contactul cu mediul studiat. Primele termometre au apărut la sfârșit. 16 devreme. secole 17-lea. (Ex. Termoscop Galileo, 1597), termenul de „termometru“ în sine -sa 1636. Termometrele de acțiune pe baza modificărilor dependente în mod unic pe m-turii și ușor de identificat diferite nat. (Dimensiunile geometrice, presiunea într-un volum închis, rezistența electrică, termo-emf, susceptibilitatea magnetică etc.). Respectiv. distingem următoarele naib, tipuri comune de termometre: expansiune, manometrică, rezistență, termoelectrică, magnetică (vezi și Thermometry).
Termometrele de expansiune sunt construite pe principiul schimbării volumului de lichide (termometre de lichid) sau a dimensiunilor liniare ale solidelor (termometre de deformare).
Efectul termometrelor bazate pe lichide se bazează pe diferențele dintre coeficienți. expansiunea termică a muncitorului sau termometric. (mercur, etanol, pentan, kerosen, alte lichide organice) și materialul de coajă în care se găsește (sticlă termometrică sau cuarț). În ciuda varietății largi de modele, aceste termometre se referă la una dintre cele două baze. tipuri: stick (Figura 1, a) și cu o scală imbricată (Figura 1, b). termometre cu mercur din sticlă deosebit de frecvente, subdivizate în modelul (numai pentru prima trestie de descărcare de gestiune, 2-descărcare ambele), de laborator (ambele tipuri), tehnică (numai la scară nested). Printre instrumentele pline cu org. lichide și utilizate numai pentru măsurarea tp sub -30 ° C, cel mai adesea folosind termometre pentru alcool. Toate termometrele lichide sunt utilizate, de obicei, pentru măsurători locale ale t-ry (de la -200 la 600 ° C), cu o precizie determinată de prețul de divizare scară. Pentru termometrele din sticlă standard, cu un interval de scară îngust, prețul de divizare poate ajunge la 0,01 ° C. Precizia măsurătorilor depinde de adâncimea de imersare a termometrului în mediul studiat: instrumentul trebuie să fie scufundat la o adâncime la care a fost efectuată calibrarea acestuia. Avantajele acestor termometre sunt simplitatea designului și o mare precizie a măsurătorilor. Dezavantaje: incapacitatea de a înregistra și transmite lecturi la distanță; dependența măsurătorilor de măsurarea volumelor lichidului și a rezervorului în care este amplasat; inerție termică; imposibilitatea de a repara.
O varietate de dispozitive lichide - termometre cu mercur electrocontact utilizate pentru reglarea temperaturii sau semnalizarea încălcării regimului de temperatură specificat în intervalul -30 până la 300 ° C. Contactele platină au fost lipite în partea de jos. o parte a capilarului, sunt conectate la conductoare de cupru, care prin intermediul releelor sunt conectate la circuitul unui electric. încălzitor sau alarmă. Când contactele sunt conectate cu o coloană de mercur, circuitul releului care oprește încălzitorul sau pornește alarma este închis.
Termometre deformante (dilatometrice și bimetalice) OS-FIG. 1. Termometre de expansiune: un stick; cu o scală imbricată.
Termometre manometrice. Acțiunea lor se bazează pe o schimbare a presiunii Ap a muncitorului in-va, închisă în volum constant, cu o schimbare a temperaturii lui Dt. Prin proiectare, termometrele manometrice de toate tipurile sunt practic identice și constau dintr-un balon termo-manometric. un arc tubular (unic sau multi-rotativ, sub formă de burduf) și capilarul care le conectează (figura 2). Cu sarcina. un balon termic plasat în zona de măsurare a combustibilului, presiunea apei din interiorul sistemului închis crește. Această creștere a presiunii este percepută de un arc, care, prin mecanismul de transmisie, acționează asupra săgeții dispozitivului. În funcție de modul în care se umple termo-baloanele, se disting termometrele cu gaz, lichid și condens.
În termometrele cu gaz (de obicei volum constant), schimbarea temperaturii unui gaz ideal este proporțională cu schimbarea presiunii. sub care substanța de lucru (N2, He, Ar) umple complet termostatul dispozitivului. În intervalul temperaturilor măsurate (de la -1200 la 600 ° C), diferențele dintre gazele ideale și cele reale sunt luate în considerare la calibrarea termometrelor.
Fig.2. Manometrich. termometru: 1 - balon termic; 2-capilară; Arc tubular 3; 4-titular; 5-lesa; 6-sector (4-6-viteze).
Bazele funcționării termometrelor lichide, termocuplurile cărora li se aplică silicon complet umplut. lichide. se impune următoarea dependență: D p = (b p / b c) D t, unde b p și b c este coeff. extinderea volumetrică și compresibilitatea fluidului de lucru. Schimbarea volumului său, după cum rezultă din această ecuație, este o funcție liniară a temperaturii, care determină uniformitatea scărilor acestor instrumente. Limitele măsurătorilor de la - 50 la 300 ° С.
În termometrele de condensare (vapori-lichide) se măsoară presiunea de saturație. aburul peste suprafața unui lichid cu punct de fierbere scăzut (clorură de acetonă, cativa răcori), care umple sistemul termic cu 2/3 din volumul său. Schimbarea acestei presiuni este disproporționată față de schimbarea temperaturii, astfel încât aceste instrumente au scări neuniforme. Limitele de măsurare de la -25 la 300 ° С.
Termometrele manometrice sunt fiabile în funcționare (deși diferă în ceea ce privește indicațiile îndelungate) și sunt utilizate ca indicatoare, autocolante și tehnici de contact. instrumente; cu un capilar lung (până la 60 m) pot fi termometre de la distanță. Eroarea de măsurare este b 1,5% din valoarea maximă a scalei la presiune normală. În cazul abaterilor de la acestea apar erori suplimentare care sunt determinate prin calcul sau compensate.
Termometre de rezistență. Măsurarea (cu mare precizie) m-ry bazate pe comunicare conductori -ve (metale și aliaje) și semiconductori (de ex. Oxizii de anumite metale monocristalelor. Aliata. Si sau Ge) schimbare electrice. rezistenta la schimbarile de temperatura. Cu creșterea pentru conductori, rezistența crește, iar pentru semiconductori scade. Cantitativ, această dependență este exprimată de coeficientul de temperatură. Electrice. rezistență (TKES, ° С -1);
Aceste termometre constau dintr-un senzor. element (termoelement) și armătură protectoare. Naib. Termometrele cu termoelemente din metale pure sunt comune. în special Pt (TKES = 3,9 · 10-3) și Cu (4,26 · 10-3). Constructiv sensibil. elementul este metalic. sârmă înfășurat pe un cadru rigid din material izolant electric (de ex. de mică. cuarț) sau spiralat spre cer plasat în ceramică umplut etanș. canalele de pulbere ale carcasei (figura 3). Platourile termometre sunt utilizate pentru a măsura tp în intervalul de la-260 la 1100 ° C, cupru-de la -200 la 200 ° C. Platina sau cuprul sunt sensibile. element introdus în manșon (din alamă de bronz sau din oțel inoxidabil), la capătul căruia sunt terminale pentru conectarea la capul termometrului, termometrich. inserați. Acesta din urmă poate face parte din dispozitiv sau poate fi folosit separat ca senzor al t-ry.
Termometrele semiconductoare sau termistoarele (fig.4) sunt eliberate sub formă de tije, tuburi, discuri. șaibe sau margele (dimensiuni de la mai multe microni până la câteva cm). Ei au un TEC ridicat [(3-4) · 10 -2 ° С -1] și în consecință. electric inițial mare. rezistență, care permite reducerea erorii de măsurare. DOS. deficiențe care limitează introducerea largă a acestor dispozitive în termometrie; - reproductibilitatea redusă a caracteristicilor lor (elimină interschimbabilitatea) și un maxim relativ scăzut. Temperatura de lucru (-60 la 180 ° C). Termorezistorii sunt utilizați pentru înregistrarea schimbărilor de temperatură în sistemele de control termic, alarme de incendiu etc.
Fig. 3. Termometru cu rezistență la platină: o vedere generală; b-senzație. Element; 1 bloc de metal. acoperi; 2 - termoelement; 3-montare montare; 4-cap pentru conectarea la dispozitivul secundar; Cadru 5-mica; Înfășurare 6 din sârmă de platină; 7 concluzii.
Fig. 4. Termistoarele: a-tijă (cilindru 1-enamelle; capace 2 poli 3-terminale; izolator 4 sticlă; bloc de metal cu 5 folii din cauza 6 bloc de metal ...); b-bile (element sensibil 1, 2-electrozi, 3-pini, manta din 4 sticla).
Termometrele cu rezistență tehnică lucrează împreună cu măsurarea energiei electrice. rezistența la instrumentele secundare (de exemplu, punți automate echilibrate, log-metri), cântarele cărora sunt clasificate direct în ° C
Termometrele termoelectrice constau din termoelectrice. convertor și dispozitiv secundar. Termoelectric. convertor (TEP, termocuplu-depășită) - lanț de două (figura 5, a) sau mai multe. elementele electroconductive diferite (de obicei conductori metalici, mai puțin deseori semiconductori). Acțiunea Transatlantice bazată pe efectul Seebeck: când contactele (de obicei intersecții) conductori sau thermoelectrodes sunt la diferite t-pax, în circuitul are loc forță thermoelectromotive (emf termică), valoarea unui roi este determinată în mod unic prin m-set de „fierbinte“ sau (t) și "rece", sau contacte libere (t0), precum și natura materialelor din care sunt produse termoelectrodele.
TIC termoelectrozi de sârmă sunt plasați în oțel sau ceramică. acoperire, conectarea gratuit. se termină cu capacul terminalelor; Izolați unul de celălalt de-a lungul întregii lungimi de la intersecția fierbinte a ceramicii. (fig. 5.6). Joncțiunea de lucru este izolată de capacul ceramic. sfat. Partea fierbinte a TIC (pe partea joncțiunii de lucru) este scufundată în obiectul pentru măsurarea temperaturii. CPT-urile standard sunt dezagregate. Construcții și pot diferi. semne: modalități de contact cu mediul (submersibile și superficiale) și protecția împotriva blănii. daune și chimice. expunerea la mediul controlat; inerție; numărul de zone de control ale motorului în instalație (unică și multi-zonă); numărul de intersecții de lucru (single, double); lungimea părții scufundate și așa mai departe. caracteristici naib. Cifrele cele mai uzuale sunt prezentate în tabel. Din ce în ce mai multe aplicații se găsesc în convertoarele fabricate din specialități. cablu, carcasă blindată sau cablu. Pentru măsurarea puterii termoelectrice, TIC-urile funcționează complet cu instrumente secundare (milivoltmetri, potențiometre etc.). TEP sunt utilizate pe scară largă în dispozitivele pentru măsurarea t-ry în decomp. automatizate. sisteme de control și monitorizare.
Fig. 5. Termoelectrice. convertor: un lanț de termoelectrozi A și B; dispozitiv b; 1-joncțiune de lucru; 2-izolator; Cazul 3; 4 concluzii.
Mai puțin frecvente acustice. magnet. și alte termometre. Există termometre speciale. scop, de exemplu. termometre de gips (pentru măsurarea presiunii atmosferice în lichidul cu punct de fierbere), meteorologice (pentru măsurători la stațiile meteorologice principale), apă adâncă (pentru măsurarea apei în bazine la diferite adâncimi).
Lit. Voskresensky P.I. Tehnica lucrărilor de laborator, 10 ed. M. 1973; Kulakov M.V. Măsurători tehnologice și dispozitive pentru producția chimică, M. 1983, p. 41-81; Shkotov E. F. Măsurători și măsurători tehnologice în întreprinderile din industria chimică. M. 1986, p. 158-203; Dispozitive industriale si mijloace de automatizare. Handbook, ed. V. V. Cherenkova, L. 1987, p. 36-46. A se vedea, de asemenea, lit. la art. Termometriei.