Материал: 1827

5

3

3

С

2

2

4

1

4

1

а

б

трубчатый

Р с.1. Жидкостно-стеклянный термометр:

и1 – термо аллон: 2 – капилляр; 3 – шкала;

4 – среда; 5 – наружная герметичная оболочка

Д латометр ческий

термометр (рис. 2) состоит из за-

А

крытой с одного конца тру ки 1, внутри которой находится стержень

2, прижимаемый к дну тру ки рычагом 3, соединенным с пружиной 4.

Трубку изготовляют из материала с большим коэффициентом линей-

ного расширения (меди, алюминия, латуни), а стержень – из материа-

Д

ла с малым коэффициентом линейного расширения (кварца, инвара).

При погружении термометра в измеряемую среду длина трубки изме-

няется, а длина стержня остается практически прежней. Это приводит

к перемещению конца стержня относительно трубки; стержень же

3

И

связан посредством рычага 3 с указательной стрелкой прибора (либо с

контактным устройством в системах автоматического регулирования

температуры).

И

5

нен в виде плоской или спиральной пружины, которая состоит из

двух спаянных полосок из материалов с разным коэффициентом ли-

нейного расширения. Образованная из этих полосок биметаллическая

пластина (рис. 3) меняет степень своего изгиба в зависимости от тем-

С T1

пературы. Биметаллическая пластина 1 соединена посредством тяги 2

и рычага 3 со стрелкой, которая указывает температуру на шкале 4

прибора (р с. 4) .

и

б

T2

А

Рис. 3. Биметаллическая пластинка

3

Д

4

2

И

1

И

Рис. 4. Биметаллический термометр:

давления газа, пара или жидкости в замкнутом объёме при изменении

С

температуры измеряемой среды (видео 3).

Манометрический термометр (рис. 5)

8

3

состо т

з гермет

чески закрытой систе-

мы, заполненной газом или паром, термо-

единяющей

баллона 1, который помещается в изме-

ряемой среде кап ллярной трубки 2, со-

термо аллон с манометриче-

ской пруж ной 3. Манометрическая пру-

жина при помощи тяг и передаточного ме-

ханизма 5–6 связана со стрелкой 7 прибо-

5

ра, и малейшее

зменение давления в сис-

7

6

А

теме в результате изменения температуры,

изменяетбположение стрелки указателя на

4

шкале 8.

2

Газовые

манометрические

термо-

Д

метры имеют линейную шкалу, что значи-

тельно

повышает

точность определения

температуры в точках, находящихся между

реперными.

Учет различных поправок (например,

теплового расширения стеклянных деталей

1

термометра, адсорбции газа

и т. д.)

И

позволяет достичь

точности

измерения

температуры газовым термометром посто-

янного объема до 0,001 К.

И

Рис. 5. Конструкция

Газовые термометры имеют то пре-

манометрического

имущество, что определяемая с их помо-

термометра:

щью температура при малых плотностях

1 – термобаллон;

газа не зависит от его природы,

а шкала

2 – капилляр; 3 – трубчатая

пружина; 4 – держатель;

такого

термометра

линейная

и

хорошо

5 – поводок;

совпадает с абсолютной шкалой темпера-

6 – сектор (5–6 – переда-

тур, определяемой с помощью идеально

точный механизм),

газового термометра.

7 – стрелка, 8 – шкала

С

Рис

. 6. Зависимость давления газа

от температуры при V = const

ный проход

через зоны с различной температурой, температура

этой зоны

влиять на точность показания прибора, поэтому для

будет

уменьшения погрешностей термобаллон должен иметь значительные

размеры;

б) атмосферное давление. ля уменьшения влияния наружного

давления (барометрического) на точность показания начальное дав-

А

ление в системе должно быть Р ≥ 106

Па;

в) жесткость стенок системы и самой капиллярной трубки.

Диапазон измерения температуры манометрическими термомет-

рами от – 200 до + 800 °С.

Д

2.3. Термометры сопротивления

Действие термометров сопротивления основано на свойстве тел

И

изменять электрическое сопротивление при изменении температуры

(видео 4).

Измерительная схема данного термометра включает в себя три

элемента (илл. 3), (илл.4).

И

1. Датчик представляет собой электрический элемент, активное

2.

Прибор для измерения сопротивления датчика.

3.

Источник тока.

В металлическом термометре сопротивления измерение темпе-

ратуры

основано на

явлении повышения электрического со-

14

лов при температуре, близкой к комнатной, эта зависимость близка к

линейной, а для чистых металлов относительное изменение их сопро-

тивления при повышении температуры на 1 К (температурный коэф-

фициент сопротивления) составляет примерно 4∙10-3 К-1 (табл. 1).

С

Термометрическим признаком является электрическое сопро-

тивление металлической проволоки. Чаще всего используют коррози-

онно-стойкую платиновую, а также медную проволоки или их раз-

личные сплавы. При низких температурах в металлических термомет-

ровки

рах зав

с мость электрического сопротивления от температуры ста-

новится существенно нелинейной и термометр требует тщательной

граду

.

б

Таблица 1

Зав с мость сопротивления некоторых металлов от температуры

Материал проводника

Температурный коэффициент электри-

ческого сопротивления α 10-3, К-1

Вольфрам

5

Железо

6

Медь

4,3

Д

Никель

6,5

А

Платина

3,9

Констатан

0,05

Нихром

0,1

И