Жидкостные манометрические термометры.

Газовые манометрические термометры.

Они предназначены для измерения температуры от —150 до +600°С. Термометрическим веществом здесь служат гелий или азот. Принцип работы этих тер­мометров основан на использовании закона Гей-Люссака:

(6.5)

где Р₀ и Pt — давление газа при температурах 0 и t, °C; 0 — термический коэффициент давления газа, равный 1/273,15 или 0,00366 К"¹.

Теоретически линейная связь между P_t и t в соответствии с (6.5) строго не сохраняется для реальных систем. Это связано с тем, что с изменением температуры изменяется объем термобаллона и с из­менением давления изменяется объем манометрической пружины, а также происходит массообмен между термобаллоном и капилляр­ной трубкой. В то же время эти изменения незначительны и прак­тически можно считать, что шкалы газовых манометрических тер­мометров равномерны.

Объем термобаллона У_т в газовых манометри­ческих термометрах не зависит ни от рабочего давления, ни от пределов измерения температуры. Однако если при измерении тем­пература, окружающая капилляр и манометрическую пружину, от­личается от температуры при градуировке, то возникает дополни­тельная погрешность. Для уменьшения этой погрешности стремятся уменьшить отношение (V_n — V_K)/V_T (где V_n и V_K — внутренние объемы пружины и капилляра), увеличивая размер термобаллона. Поэтому для газовых манометрических термометров характерны большие размеры термобаллонов (диаметр 20 — 30 мм, а длина 250 — 500 мм) и, как следствие этого, их значительная инерцион­ность.

Погрешность от температуры окружающей среды часто компен­сируют путем установки биметаллической пластины 4 (рис. 6.2, а), расположенной между манометрической пружиной и указателем. При измерениях с повышенной точностью и при использовании длинных капилляров применяют дифференциальную систему, состоящую из основного манометрического термометра и компенси­рующего (без термобаллона), капилляр которого примыкает к капилляру основного термометра. Таким образом, на указатель при­бора действует разность перемещений двух манометрических пру­жин, что практически исключает температурную погрешность окружающей среды.

Жидкостные манометрические термометры.

В качестве термо­метрического вещества здесь используется ртуть под давлением 10 — 15 МПа при комнатной температуре или толуол, ксилол, пролиловый спирт, силиконовые жидкости и т. п. при давлении 0,5 — 5 МПа. При ртутном заполнении диапазон измерений лежит в пре­делах — 30 — 600°С, а для органических жидкостей 150 — 300°С.

Ввиду того что жидкость практически несжимаема, объем тер­мобаллона в жидкостных манометрических термометрах в отличие от газовых должен быть согласован со свойствами используемой манометрической пружины.

В жидкостных манометрических термометрах, как и в газовых, имеет место погрешность от изменения температуры окружающей среды. Для уменьшения этой погрешности принимаются те же ме­ры, которые принимались для газовых термометров. Кроме того, для компенсации указанной погрешности как для жидкостных, так и для газовых манометрических термометров, используют инвар-ный компенсатор. Действие этого компенсатора основано на том, что в капиллярную трубку помещается проволока из инвара и рабочее вещество оказывается в кольцевом зазоре между проволо­кой и стенкой капилляра. Диаметр проволоки выбирают таким, что­бы при повышении температуры в капилляре приращение кольце­вого зазора было тем же, что и приращение объема жидкости в зазоре.

Манометрическим жидкостным термометрам свойственна гид­ростатическая погрешность, вызванная различным расположением манометра относительно термобаллона по высоте. Эта погрешность может быть устранена после монтажа прибора путем смещения указателя прибора на нужное значение по шкале