Чувствительный элемент биметаллических термометров изготавливается из пластины,состоящей из двух или более слоев разнородных металлов, сваренных между собойпо всей плоскости соприкосновения. Пластина может быть предварительно деформирована.При нагреве биметаллической пластины из-за различия коэффициентов линейногорасширения ее слоев возникает деформация изгиба, пропорциональная изменениютемпературы. Диапазон измерения биметаллических термометров лежит в интервале от – 50 до+600◦С, причем, от 500 до 600 °С термометр можно использовать только кратковременно. Погрешность измерения - ±1 до ±3 .
В жидкостных термометрах измеряемой величиной, характеризующейтемпературу, является изменение объема термометрической жидкости. Термобаллон,в котором находится основная часть жидкости, изготавливается из стекла илистали. К термобаллону подключен капилляр диаметром 0,1 - мм. У стеклянного термометра капилляр находитсярядом со шкалой непосредственного наблюдения. У жидкостных манометрическихтермометров капилляр подключен к манометру, показания которого пропорциональнытемпературе. Длина капилляра в таких термометрах может достигать 60 м. Чувствительный элемент,капилляр и указатель в них образуют замкнутую, неделимую, герметичную термосистему,которая монтируется и демонтируется только целиком.
Погрешности измерения температуры при помощи жидкостных механических термометров обусловлены различием температур жидкости в термобаллоне и в капилляре и зависят также от длиныкапилляра. Для повышения точности в жидкостных манометрических термометрахприменяют компенсационный капилляр. Погрешность в таком случае уменьшается с±2 до ±0,5 %.
Основными недостатками механических термометров являются значительная инерционность и невозможность объединения с другими информационными сигналами для дальнейшей обработки. Поэтому в машиностроении температуру измеряют в основном термометрами, принцип действия которых основан на изменении электрических свойств веществ при изменении температуры.
Электрические контактные термометры
Все виды электрических контактных термометров разделяютсяна две группы: термометры сопротивления, в которых с изменением температурыизменяется активное сопротивление чувствительного элемента, итермоэлектрические термометры (термопары), где при изменении температурыпервичного преобразователя изменяется его термоЭДС.
У металлических проводников сопротивление обычно возрастает с повышением температуры, а у полупроводниковых падает.
Хотя большая нелинейность характеристики преобразователя является нежелательной из-за усложнения измерительной схемытерморезисторов, тем не менее полупроводниковые термометры сопротивленияполучили распространение в лабораторной и производственной практике благодарявысокой чувствительности, простоте, прочности, транспортабельности ивозможности использования без дополнительного усилителя. Поскольку сопротивлениеполупроводниковых термометров лежит в интервале от 1 кОм до 1 МОм, то можнопренебречь изменением сопротивления клемм и соединительных проводов. Чувствительныеэлементы полупроводниковых тepмометровсостоят главным образом из смесей окислов металлов, которые при высокойтемпературе сплавляются в форме маленьких пластинок, стерженьков или шариков.Благодаря малым размерам обеспечиваются хорошие динамические свойства такихтермометров.
Погрешность металлических термометров сопротивления взависимости от исполнения составляет от ±0,5 % до ±3 %, а у полупроводниковых 0,5 %. За счет специального отбора и индивидуальной градуировки можно снизитьпогрешность полупроводниковых термометров сопротивления до ±0,01 °С.
Принцип действия термоэлектрического термометра (термопары)основан на термоэлектрическом явлении, в результате которого в цепи, состоящейиз двух разнородных проводников, возникает термоЭДС, зависящая от температурыв местах соединений этих проводников. Для измерения температуры одно изсоединений разнородных проводников (рабочие концы) помещают в среду,температуру которой измеряют, а температура другого соединения (свободныхконцов) известна. ТермоЭДС термоэлектрического термометра не изменится, если вего цепь будет включен третий проводник или измерительный прибор и температурамест его соединения будет одинаковой.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.