Теплотехнические измерения и инновационные измерительные технологии, страница 4

В зависимости от области применения по методике градуировки ЖСТ подразделяются на две группы: термометры, градуируемые при полном погружении, и термометры, градуируемые при неполном погружении. Термометры первой группы применяют как лабораторные для выполнения измерений повышенной точности. Термометры второй группы – технические, применяются для измерения в промышленных условиях и имеют постоянную глубину погружения в измеряемую среду.

На рис. 5.2 в качестве примера показаны технический и лабораторный термометры. Нижняя часть технического термометра заканчивается баллоном 1, заполненным ртутью и являющимся чувствительным элементом. Верхняя часть переходит в капилляр 2, который помещен в стеклянную оболочку (футляр) 3, соединенную с хвостовиком. Внутри  футляра помещена неподвижная пластина с температурной шкалой. Глубина погружения постоянна и определена длиной хвостовика, имеющего диаметр около 7 ÷ 8 мм, внешний диаметр выступающей части футляра 17 мм.

Лабораторные ЖСТ могут быть как с вложенной шкалой, так и палочные. Палочные изготавливают из толстостенной стеклянной трубки с нанесенной на ее поверхность шкалой. В верхней части канала предусмотрено расширение 5 для предохранения термометра от разрыва в случае перегрева. Иногда при измерении высоких температур шкала термометра начинается не с нуля, а с какой либо отметки, то в нижней части капилляра выполняется расширение 6, вмещающее часть объема ртути, а нулевое деление находится на вспомогательной шкале и используется при поверке термометра.

Если глубина погружения неполная, то при таком измерении появляется систематическая погрешность в связи с тем, что температура внешней среды отличается от температуры измеряемой. Это обстоятельство должно быть учтено поправкой на выступающий столбик по выражению

                                                    ,             (5.3)

где     n – число градусов в выступающем столбце, °С;

          g – видимый температурный коэффициент объемного расширения термометрической жидкости в стекле, K­^–1 (°С^–1);

t – температура, показываемая термометром при измерении, °С;

t_в.с – средняя температура выступающего столбца, измеренная вспомогательным термометром, °С.

Другой погрешностью ЖСТ является смещение нулевой точка термометра, обусловленного термическими свойствами стекла и остаточными деформациями при нагревании. Смещение не должно быть больше допустимой погрешности.

Для технических термометров допустимые погрешности не должны превышать цены деления шкалы (самое малое деление на шкале термометра).

Для других термометров допустимая погрешность определяется техническими требованиями, они могут быть даже больше цены деления шкалы. Например, для лабораторного термометра с ценой деления 0,5 °С предел допускаемой погрешности составляет ± 1 °С, а для образцовых термометров с ценой деления 0,01 °С предел допускаемой погрешности равен  °С. Сведения о погрешностях и поправках представляются в техническом паспорте прибора.

К деформационным термометрам относятся манометрические термометры, получившие применение в теплоэнергетике. Принцип действия их основан на зависимости давления термометрического вещества в геометрически замкнутом объеме от температуры. Термосистема манометрического термометра (рис. 5.3) состоит из термобаллона 1, капилляра 2 и манометрической пружины, один конец которой соединен с капилляром, а другой, запаянный конец пружины соединен со стрелкой измерительного прибора 3.

Манометрические термометры в зависимости от вида рабочего (термометрического) вещества, заполняющего термосистему, подразделяются на газовые, жидкостные и конденсационные. Манометрические термометры изготавливаются для измерения температур от – 200 до + 600 °С, конкретные диапазоны измерения определяются заполнителем термосистемы. Термометры со специальным заполнителем применяются для измерения температур от 100 до 1000 °С (ГОСТ 8624-80).