Существуют два основных способа для измерения температур - контактные и бесконтактные. Контактные способы основаны на непосредственном контакте измерительного преобразователя температуры с исследуемым объектом, в результате чего добиваются состояния теплового равновесия преобразователя и объекта. Этому способу присущи свои недостатки. Температурное поле объекта искажается при введении в него термоприемника. Температура преобразователя всегда отличается от истинной температуры объекта. Верхний предел измерения температуры ограничен свойствами материалов, из которых изготовлены температурные датчики. Кроме того, ряд задач измерения температуры в недоступных вращающихся с большой скоростью объектах не может быть решен контактным способом.
Бесконтактный способ основан на восприятии тепловой энергии, передаваемой через лучеиспускание и воспринимаемой на некотором расстоянии от исследуемого объекта. Этот способ менее чувствителен, чем контактный. Измерения температуры в большей степени зависят от воспроизведения условий градуировки при эксплуатации, а в противном случае появляются значительные погрешности.
По принципу действия все термометры делятся на следующие группы, которые используются для различных интервалов температур:
1. Термометры расширения от -260 до +700°С, основанные на измерении объемов жидкостей или твердых тел при изменении температуры.
2. Манометрические термометры от -200 до +600°С, измеряющие температуру по зависимости давления жидкости, пара или газа в замкнутом объеме от изменения температуры.
3. Термометры электрического сопротивления стандартные от -270 до +750°С, преобразующие изменение температуры в изменение электрического сопротивления проводников или полупроводников.
4. Термоэлектрические термометры (пирометры), стандартные от- 50 до +1800°С, в основе преобразования которых лежит зависимость значения электродвижущей силы от температуры спая разнородных проводников.
5. Пирометры излучения от 500 до +100000°С, основанные на измерении температуры по значению интенсивности лучистой энергии, испускаемой нагретым телом:
Пирометры полного излучения, или радиационные, измеряющие полную лучистую энергию, излучаемую нагретым телом;
Пирометры частичного излучения, или яркостные, измеряющие интенсивность монохроматического излучения, т.е. энергию излучения на одной определенной длине волны;
Пирометры спектрального отношения, в которых наблюдается отношение интенсивностей излучения на двух длинах волн, т.е. изменение цвета нагреваемого тела.
5. Термометры, основанные на электрофизических явлениях от - 272 до +1000°С. Сюда относятся:
– термошумовые термоэлектрические преобразователи, измеряющие температуры от 1 до 1000 К. по эффекту изменения напряжения электрического шума на активном сопротивлении в определенной полосе частот, которое прямо пропорционально абсолютной температуре объема, где располагается резистор;
– объемные резонансные термопреобразователи, основанные на изменении частоты колебаний газовых, струнных, кварцевых и других резонаторов от температуры;
– ядерные резонансные термопреобразователи, преобразующие температуру в электрический частотный сигнал на основе зависимости градиентов электромагнитных полей от температуры и др.
Последняя группа устройств пока находит применение только в метрологических и научно-исследовательских измерительных задачах.
Рассмотрим пример обоснования выбора измерительных комплектов при измерении температуры в варочном котле.
1. Сформулируем измерительную задачу: требуется измерить температуру до 1400 °С в варочном котле при значительном давлении Р=1,0 МПа. Требования к погрешности измерения температуры δ = + 1 %, то есть следует выбирать наиболее
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
