Классификация технических средств измерения температуры. Жидкостные стеклянные термометры
 Скачать 165.13 Kb.
|
Классификация технических средств измерения температуры. Жидкостные стеклянные термометры
Классификационные признаки средств измерения температуры. Классификация промышленных средств измерения температуры Классифицируют технические средства измерения температуры на основании использования различных классификационных признаков, к числу основных из которых относят назначение, принцип действия, местоположение в измерительном канале, участие в процессе измерения человека, цели использования выходных сигналов и др. На практике в различных областях применяют большое количество устройств, предназначенных для измерения температуры твердых, жидких и газообразных сред, использующих различные термометрические свойства (табл. 1) и носящих название «технических средства измерения температуры».
Таблица 1 – Промышленные технические средства измерения температуры Термометр – устройство, предназначенное для измерения температуры путем преобразования ее в показания или в сигнал, который в свою очередь является известной функцией температуры. Чувствительным элементом термометра называется его часть, которая преобразует тепловую энергию в другой вид энергии для получения информации о температуре. Различают два вида термометров. Контактные – это термометры, чувствительный элемент которых входит в непосредственное соприкосновение с измеряемой средой и бесконтактные, чувствительный элемент которых не имеет непосредственного соприкосновения со средой, температура которой измеряется. Такие термометры называют пирометрами. ЖИДКОСТНЫЕ СТЕКЛЯННЫЕ ТЕРМОМЕТРЫПринцип действия жидкостных стеклянных термометров ( ЖСТ) основан на физическом свойстве тел изменять свой объем в зависимости от нагрева, и на различии коэффициен- тов объемного расширения жидкости αж и стекла αс.Тепловое расширение жидкости характеризуется средним коэффициентом объемного расширения, значение которого определяется соотношением, (1)где V1, V2, V0 – объемы жидкости при температурахt1, t2 , 0 ˚С; t1 > t2.Приращение в капилляре термометра столба жидкости Δh при нагреве от t1 до t2 определяется по следующей формулегде V1 – объем жидкости при температуре t1 , мм3; d – внутренний диаметр капилляра, мм. , (2) Разность коэффициентов объемного расширения жидкости αж и термометрического стекла αс в уравнении (2) представляет собой средний температурный коэффициент видимого расширения жидкости в стекле αв = αж - αс . Для изготовления термометров применяют стекла с малым коэффициентом расширения αс ≈ 2∙10-5 K-1. В качестве термометрических жидкостей применяют вещества, перечисленные в табл. 2.
Таблица 2 – Характеристики термометрических жидкостей ЖСТ (Рис. 1). выпускают двух видов - палочные и с вложенной шкалой. ЖСТ с вложенной шкалой имеют тонкостенный капилляр с расширенным резервуаром для термометрической жидкости. Шкала наносится на пластинку из матового стекла 3, которая вместе с капилляром 2 помещается в стеклянную оболочку 4, приклеенную к резервуару термометра 1. Палочные термометры имеют толстостенный капилляр 2, нижний конец которого образует резервуар 1. Шкала нанесена на внешней поверхности капилляра. Технические термометры изготавливают только с вложенной шкалой. Рисунок 1. На практике используют следующие виды термометров:
Наиболее широко на практике используют ртутные термометры различных модификаций. Ртуть не смачивает стекло, практически не окисляется, легко получается в химически чистом виде. Ртуть имеет значительный интервал между точкой плавления (–38,86 ˚С) и точкой кипения (356,6 ˚С). Верхний предел измерения ртутных термометров можно расширять - для технических термометров до 500 ˚С, для образцовых термометров - до 600 ˚С. Это возможно за счет заполнения верхней части капилляра инертным газом под давлением до 2 МПа. Предел допускаемой основной абсолютной погрешности технического термометра не должен превышать цены деления шкалы. Например, для термометра с ценой деления 1˚С и диапазоном измерения 0÷100 ˚С предел допускаемой основной абсолютной погрешности равен Δд = ± 1˚С. Для других ЖСТ допускаемые погрешности при одной и той же цене деления устанавливаются различными для различных температурных интервалов. Например: при цене деления 0,1˚С для интервала температур 0 ÷ 50˚С предел допускаемой основной абсолютной погрешности равен Δд = ± 0,2˚С, а для интервала температур 250 ÷ 300˚С при той же цене деления Δд = ± 0,8˚С. Поверка жидкостных термометров производится методом сличения с эталонными приборами более высокого класса точности. В качестве рабочего эталона можно использовать лабораторные термометры с ценой деления 0,1˚С, а нагрев термометров производить в термостатах. Для температур –80 ÷ –1˚С используется криостат, который заполняется этиловым спиртом или другой незамерзающей жидкостью; для температуры 0˚С – нулевой термостат, заполненный смесью льда с водой; для интервала температур +1 ÷ 100˚С – водяной термостат; для интервала температур +95 ÷ 300˚С – масляный термостат; для теамператур +300 ÷ 600˚С – солевой термостат. Перечисленное оборудование, применяемое для поверки термометров, можно заменить калибратором температуры. |