Теплотехнические измерения и инновационные измерительные технологии, страница 3

Единица, применяемая для выражения температуры Цельсия, – градус Цельсия (°С), равный кельвину. Разность температур будет одинаковой как в кельвинах, так и в градусах Цельсия.

МПТШ-68 основана на значениях температур, присвоенных 11 воспроизводимым состояниям равновесия (основные постоянные точки), и на специально аттестованных интернациональных приборах.

МПТШ-68 обеспечивает измерение температур в интервале от 13,81 до 6300 K. Кроме этой шкалы применяются и другие практические шкалы, позволяющие осуществлять измерение температуры от 0,01 до 100 000 K.

В различных отраслях науки и в промышленности применяются различные способы измерения температуры, наиболее распространенные указаны в табл. 3.2.

Средство измерения температуры, предназначенное для выработки сигнала в форме, удобной для восприятия наблюдателем, в автоматических системах управления, называется термометром.

Средство измерения температуры по тепловому электромагнитному излучению называется пирометром. Пирометры применяются для бесконтактного способы измерения температуры.

5.2.2.  Термометры расширения

Принцип действия этих приборов основан на свойстве тел менять объем или линейные размеры при изменении температуры. Они подразделяются на жидкостные и деформационные.

Действие жидкостных стеклянных термометров (ЖСТ) состоит в тепловом расширении термометрической жидкости, заключенной в резервуаре.

В зависимости от диапазона изменения температуры для заполнения применяют соответствующее термометрическое вещество (см. табл. 5.1).

Таблица 5.1

Характеристика термометрических жидкостей

Наибольшее распространение получили ртутные стеклянные термометры, поскольку ртуть как термическое вещество имеет ряд достоинств: она остается жидкостью в достаточно широком диапазоне температур, не смачивает стекло, легко может быть получена в чистом виде. Однако ртуть имеет малый коэффициент объемного расширения, что требует применения тонких капилляров при изготовлении. Нижний предел измерения ограничивается температурой затвердения ртути. Верхний предел ртутных термометров достигает 600 °С, что определяется термостойкостью стекла. При этом чтобы ртуть не кипела при измерении высоких температур капилляр над поверхностью ртутного столбика заполняется инертным газом – азотом под давлением. Для термометра измерения температуры сред до 600 °С давление газа превышает 3 МПа (30 кгс/см²).

Стеклянные термометры с органическими наполнителями применяются в основном в диапазоне низких температур – от –200 °С до 200 °С. Однако эти жидкости смачивают стекло, поэтому термометры изготавливают с применением капилляров с относительно большим диаметром.

Достоинством ЖСТ являются высокая точность измерения, простота изготовления, дешевизна. К недостаткам следует отнести – невозможность передачи на расстояние и регистрации показаний, а, следовательно, ограниченность использования этих термометров как датчиков в системах автоматического регулирования.