Контроллер температуры. Методы и средства измерения температуры. Пирометры спектрального отношения

1.Введение.

С изменением температуры мы сталкиваемся  повсюду. Самый распространенный прибор по измерению температуры – это обыкновенный термометр принцип действия, которого основан на расширении жидкости при нагревании.

Температура занимает в нашей жизни одно из первых мест. Например, на любой прибор существует диапазон температуры, в котором он может работать без сбоев. Поэтому, чтобы техника работала правильно необходимо знать параметры окружающей среды, в том числе и температуру. На каждый элемент электронной техники задается параметр, который связывает изменение температуры и свойств элемента: для резисторов это ТКС – температурный коэффициент сопротивления, для операционных усилителей – это температурный дрейф напряжения и т.д.

Сейчас в промышленности существует техпроцессы, которые требуют очень точного регулирования температуры, следовательно, и к измерителям температуры предъявляются все большие требования. Поэтому существуют различные виды измерителей температур. В настоящее время бурно развивается отрасль компьютерных технологий, которые позволяют существенно снизить стоимость изделий и одновременно повысить быстродействие, уменьшить габариты, улучшить восприятие выводимых данных. Внедрение компьютерных технологий в измерителях температуры позволит быстро получить среднюю температуру, за минуту – максимальную температуру и т.д., и все это без дополнительных затрат. Это дает большое поле деятельности для работников измерительных систем. 

2. Методы и средства измерения температуры.

Температуру можно измерять различными методами. Об основных методах измерения температуры расписано ниже.

1.  Термометры расширения.

Такие термометры применяются для измерения тамператур от –50 °С до 200 °С. Принцип действия таких термометров основан на расширении жидкости при нагревании. В качестве жидкостей применяются ртуть и спирт.

Достоинства : Простота, взрывобезопасность и малая стоимость.

Недостатки :   Малый диапазон измерений.

2.  Манометрические термометры.

Такие термометры применяются для измерения температур от –50 °С до 600 °С. Принцип действия таких термометров основан на изменении давления в замкнутой системе, заполненной жидкостью или газом.

Достоинства : Возможность автоматической записи результатов измерений, равномерность шкалы.

Недостатки : Ограниченность дальности передачи показаний.

3. Термометр - сопротивления.

Такие термометры применяются для измерения температур от –200 °С до 500 °С. Принцип действия таких термометров основан на изменении сопротивления проводника при изменении температуры. Имеются два вида терморезисторов : металлические и полупроводниковые.

4.Радиционные пирометры.

Такие термометры применяются для измерения температур от 0 °С до 2500 °С. Принцип действия таких термометров основан на изменении полной энергии, излучаемой нагретым телом при изменении его температуры.

Достоинства : Независимость показаний от освещения объекта посторонними источниками.

Недостатки : На показания влияют загрязнения окружающей среды.

5. Оптические пирометры.

Такие пирометры применяются для измерения температур от 200 °С до 6000 °С. Принцип действия таких пирометров основан на изменении интенсивности монохромотического излучения при изменении температуры.

Достоинства : Возможность измерения на больших расстояниях.

Недостатки : Влияние посторонних источников.

6. Пирометры спектрального отношения.

Такие пирометры применяются для измерения температур от 300 С до 2200 С. Принцип действия таких пирометров основан на отношении интенсивности излучения двух участков нагретого тела.

Достоинства : Возможность измерения на больших расстояниях.

Подробнее хочется остановиться на третьем методе, упомянутом выше