Приборы для измерения температуры

 

 

Е д и н и ц ы и з м е р е н и я т е м п е р а т у р ы. Температурой назы-вается физическая величина, характеризующая степень нагретости тела. Темпе-ратуру определяют косвенным путем с помощью шкалы температуры.

 

Исходными значениями при построении шкалы температуры и определе-нии единицы измерения — градуса — являются температуры перехода чистых веществ из одного агрегатного состояния в другое.

Используют два типа шкал: шкалу Цельсия и шкалу Кельвина.

Для шкалы Кельвина температура абсолютного нуля соответствует —273,16°С. Температура по шкале Кельвина обозначается Т К, при этом между температурой по шкале Кельвина (Т К) и по шкале Цельсия (t°C) су-ществует соотношение Т K=t °C + 273,16 °С.

Основными приборами для измерения температуры объектов являются: термометры расширения, манометрические термометры, термометры сопро-тивления с логометрами или мостами, термопары с милливольтметрами, пиро-метры излучения.

 

 

Термометры расширения. Манометрические термометры. Термометры расширения жидкостные стеклянные (рис. 11) при-

меняют для измерения температуры от —100 до +650 °С. Принцип действия термометров расширения основан на объемном расширении жидкости, нахо-дящейся внутри стеклянного расширителя, под действием окружающей темпе-ратуры. Внутри корпуса 1 находится температурная шкала 2. В нижней части термометра находится расширитель 4, который соединен с капилляром 3 (труб-кой с малым внутренним диаметром). Верхняя часть капилляра запаяна.

Поднимаясь вверх по капилляру, жидкость устанавливается на высоте, пропорциональной температуре нагрева. Отсчет ведется по шкале в градусах

 

 

а) б)

 

 

Рис. 11. Ртутные стеклянные термометры:

а — прямые типа А, 6 ─ угловые типа Б, в─ контактные; / ─ корпус, 2 — шкала, 3 — ка-пилляр, 4 ─ расширитель, 5 ─ заглушка, 6 — контакты

 

 

Цельсия. В качестве рабочей жидкости в стеклянных термометрах используют ртуть, спирт, керосин или толуол. Ртуть является лучшей рабочей жидкостью, так как она не обладает свойством смачиваемости, поэтому в стеклянном ка-пилляре не образует вогнутого мениска, что облегчит снятие показаний с тер-мометра.

 

В зависимости от формы нижней части термометры подразделяют на прямые — типа А и угловые — типа Б с углом 90 или 135 °С.

Стеклянные термометры выпускают двух видов: технические и лабора-торные. Погрешность технических термометров не превышает одного деления шкалы, погрешность лабораторных — в зависимости от пределов измерений от ±0,2 до ±5 "С.

М а н о м е т р и ч е с к и е т е р м о м е т р ы используют для измерения температур жидких и газовых сред в диапазоне от —100 до +600 °С при рабо-чих давлениях измеряемой среды до 6,4 МПа (64 кгс/см2) без защитной гильзы термобаллона и до 25 МПа (250 кгс/см2) с защитной гильзой.

Принцип действия приборов основан на использовании зависимости из-менения давления рабочей жидкости, насыщенного пара или газа при постоян-ном объеме от температуры объекта.

Обязательным условием достоверности показаний манометрических тер-мометров является полное погружение термобаллона в измеряемую сре-ду.

В зависимости от наполнителя, заполняющего всю термосистему (термо-баллон, капилляр и чувствительный элемент), манометрические термометры делятся на газовые, парожидкостные и жидкостные.

Г а з о вые приборы заполняют инертным газом — азотом или аргоном, п а р о жи д ко с тн ы е — низкокипящими жидкостями (ацетон, фреон), пары которых при измеряемой температуре частично заполняют термобаллон, жидкостные — кремнийорганической жидкостью.

Шкала манометрических газовых и жидкостных термометров равномер-ная; у парожидкостных термометров шкала неравномерная — сжатия в пер-вой трети шкалы.

 

 

Рис. 12. Схема манометрического термометра ТПГ-СК:

/ — термобаллон, 2 — капилляр, 3 — сектор, 4 — датчик (манометрическая трубка), 5 — трибка, 6, 10 — установочные контакты, 7 — поводок, 8 — стрелка, 9 — шкала,

// — блок зажимов

 

Манометрический термометр ТПГ-СК (рис. 12) имеет герметично соеди-24

ненные между собой термобаллои /, капилляр 2 и манометрическую трубку 4 измерительного механизма. Термобаллон как датчик устанавливают на контро

 

лируемом объекте, а его измерительный механизм (прибор) можно устанавли-вать в щитах и пультах. В зависимости от типов прибора длина капилляра со-ставляет от 16 до 25 м. При изменении температуры контролируемого объекта изменяется объем рабочего вещества в замкнутом контуре, что приводит к из-менению давления в этой системе. Давление преобразуется манометрической трубкой 4 в перемещение указательной стрелки 8 прибора.

К наиболее распространенным приборам данного типа относятся: элек-троконтактные термометры ЭКТ и ТПГ-СК (рис. 13), которые снабжены элек-троконтактными устройствами для сигнализации или автоматического управ-ления по минимальному и максимальному значению температуры; термомет-рический сигнализатор ТС-100 (рис. 14)—для измерения и сигнализации тем-пературы; манометрический термометр типа ТСГ — для измерения и автомати-ческой записи температуры.

Преимущества данных приборов — малая стоимость, простота монтажа; недостатки — инерционность, сложность ремонта термосистемы, ограниченное рабочее давление измеряемой среды до 6,4 МПа (64 кгс/см2).

 

 

Рис. 13. Электроконтактный термометр ТПГ-СК:

/ — термобаллоп, 2 — капилляр, 3 — показывающий прибор

Рис. 14.Электроконтактиый термо-метр ТС-100:

/ — термобаллон, 2 — капилляр, 3 ─ задатчики температуры,

4 — прибор