Пристрої для вимірювання температури

Температуру вимірюють за допомогою пристроїв, які використовують різні термодинамічні властивості рідин, газів і твердих тіл.

Термометром називають пристрій (прилад), що служить для вимірювання температури шляхом перетворення її в покази або сигнал, що є відомою функцією температури.

Чутливий елемент термометра (теплоприймач) - це та частина термометра, в якій теплова енергія перетворюється в інший вид енергії для отримання інформації про температуру.

Розрізняють рідинні скляні термометри, манометричні термометри, електричні термометри опору, напівпровідникові термометри опору (термістори і терморезистори), термоелектричні термометри (термопари), оптичні пірометри, радіаційні пірометри, фотоелектричні пірометри, колірні пірометри. Практичні межі їх використання наведені в табл.2.2.

Таблиця 2.2 – Практичні межі застосування термометрів

Термометрична властивість	Найменування пристрою	Межі вимірювання, 0С
нижня	верхня
Вимірювання об’єму	Рідинні скляні термометри	-190
Вимірювання тиску	Манометричні термометри	-160
Вимірювання електричного опору	Електричні термометри опору Напівпровідникові термометри опору (термістори і термо-резистори)	-200   -90
Термоелектричні ефекти (термо-ЕДС)	Термоелектричні термометри (термопари) стандартизовані Термоелектрчні термометри (термопари) спеціальні	-50
Теплове випромінювання	Оптичні пірометри Радіаційні пірометри Фотоелектричні пірометри Колірні пірометри

Основні умови правильного визначення температури

Будь-який термометр завжди показує свою власну температуру. При вимірюванні температури рідини чи газу термометр повинен бути встановлений так, щоб забезпечувалась повна рівність температур термометра і рідини. Причинами різниці температури рідини і температури теплоприймача може бути те, що існує теплообмін випромінюванням між теплоприймачем і оточуючими його тілами, відведення чи підведення теплоти в теплоприймачі внаслідок теплопровідності, гальмування потоку газу та інші причини.

Похибку вимірювання можна зменшити шляхом встановлення екранів, накладання теплової ізоляції, збільшенням глибини занурення термометра.

Врахування похибок і рекомендації за встановленням термометрів наведені в літературі [6].

 

Вимірювання тиску

 

Загальні поняття. Одиниці тиску

Тиск характеризується силою, рівномірно розподіленою на поверхні і діючою по нормалі до неї. В якості одиниці тиску прийнятий тиск, що викликається силою в один ньютон, рівномірно розподіленій по поверхні площею 1 м². Ця одиниця називається “Паскаль”. З іншими несистемними одиницями вона пов’язана співвідношеннями:

1 мм.рт.ст. = 133,3 Па; 1 кгс/ см² = 9,81×10⁵ Па

1 мм.вод.ст. = 9,81 Па; 1 кгс./ м² = 9,81 Па

1 бар = 10⁵ Па;

Розрізняють абсолютний p, манометричний (надлишко-вий) p_м, вакуумметричний p_в і барометричний (атмосферний) p_б тиски.

Абсолютний тиск - повний тиск. Він є параметром стану і його необхідно знати в тих випадках, коли впливом атмосферного тиску не можна нехтувати.

Визначається абсолютний тиск за формулами:

p= p_б+ p_м, (2.12)

p= p_б- p_в. (2.13)

 

Засоби вимірювання тиску

За принципом дії пристрої (прилади) для вимірювання тиску поділяються на рідинні, в яких вимірюваний тиск зрівноважується тиском стовпа рідини відповідної висоти; деформаційні, в яких вимірюваний тиск визначається за величиною деформації різних пружних чутливих елементів або за силою, яка ними розвивається; вантажопоршневі, в яких вимірюваний тиск врівноважується тиском, що створюється масою поршня і вантажів; електричні, дія яких побудована на залежності електричних параметрів манометричного перетворювача від тиску.

За призначенням вони поділяються на: манометри, барометри, вакуумметри, мановакуумметри, диференційні манометри. Якщо вказані прилади служать для вимірювання невеликих тисків (до 40 кПа), то їх називають напоромірами, тягомірами або диференційними тягонапоромірами.

Практичні межі використання приладів наведені в табл.4.1.