Мир температурных измерений. Немного истории

Промышленность выпускает бесшкальные биметаллические термометры, которые используются в основном в качестве электрических преобразователей или температурных реле (термореле). Биметаллические термореле применяются для защиты электродвигателей от тепловых перегрузок либо в электрических цепях управления для позиционного регулирования и сигнализации. Пределы измерения температуры биметаллическими термометрами от –150 до +700 ⁰С. Погрешность приборов не превышает 1 –1,5%.

Жидкостные стеклянные

Жидкостные стеклянные термометры по назначению разделяются на технические, лабораторные и образцовые.

Измерение температуры этими термометрами основано на различии коэффициентов объемного расширения жидкости и материала оболочки термометра

где b – коэффициент видимого объемного расширения термометрического вещества в стекле;

b₁ – коэффициент расширения термометрического вещества;

b₂ –коэффициент расширения стекла.

Для изготовления термометров применяют так называемые термометрические сорта стекол, обладающие малым коэффициентом температурного расширения. В качестве рабочего вещества в зависимости от диапазона измеряемых температур применяют различные жидкости. Однако чаще всего в жидкостных стеклянных термометрах используется химически чистая ртуть, имеющая в 500 раз больший коэффициент объемного расширения, чем стекло.

Жидкостные стеклянные термометры выпускаются двух основных видов: палочные и с вложенной шкалой.

Палочные термометры представляют собой толстостенный капилляр (рисунок 3, а), верхний конец которого запаян, а нижний образует резервуар (термобаллон), в котором находится термометрическое вещество. Шкала обычно наносится непосредственно на внешнюю поверхность капилляра.

Рисунок 3 – Жидкостные стеклянные термометрыр

а – палочный; б – с вложенной шкалой; в с ускоренной шкалой; г – технический; д – угловой; е – одноконтактный; ж – одноконтактный с отливом; 1 – капилляр; 2 – резервуар; 3 – шкала, нанесенная на внешней поверхности капилляра; 4 – шкала на пластине молочного стекла; 5 – защитная оболочка; 6 – вспомогательная шкала; 7 – основная шкала; 8 – нижняя (хвостовая) часть; 9 – корковая пробка, залитая гипсом; 10 – выводы контактов; 11 – дополнительный резервуар.

Термометры с вложенной шкалой (рисунок 3, б) представляют собой тонкостенный капилляр, который оканчивается термобаллоном с рабочим веществом. Позади капилляра расположена пластинка из молочного стекла, на которую наносится шкала. Капилляр и пластинка заключаются в защитную стеклянную оболочку, прикрепленную к термобаллону. Хвостовая часть термометров может быть прямой или изогнутой под углом 90, 120, 135⁰ (рисунок 3, д).

На показания жидкостных термометров расширения оказывают влияние внешнее и внутреннее давления, смещение положения нуля и т. д. Однако для технических измерений температуры жидкостными термометрами существенное значение имеют только глубина погружения термометра и изменения, возникающие при его длительной эксплуатации.

Разновидностью термометров с вложенной шкалой являются так называемые электроконтактные термометры (термосигнализаторы). Конструктивно они выполнены так, что у них на определенной высоте капиллярной трубки (в точках необходимых температур) впаяны платиновые контакты, к которым