Введення
Сучасна термодинаміка визначає температуру як величину, що виражає стан внутрішнього руху рівноважної макроскопічної системи і обумовлену внутрішньою енергією і зовнішніми параметрами системи.
Безпосередньо температуру виміряти неможливо, можна лише судити про неї по зміні зовнішніх параметрів, викликаному порушенням стану рівноваги завдяки теплообміну з іншими тілами.
Кожному методу визначення температури, в основі якого лежить залежність між будь-яким зовнішнім параметром системи і температурою, відповідає певна послідовність значень параметра для кожного розміру температури, звана температурною шкалою. Найбільш досконалою шкалою є термодинамічна температурна шкала (шкала Кельвіна).
Вихідним еталоном температури є комплекс виготовлених в різних країнах світу газових термометрів, за показами яких визначаються чисельні значення реперних точок по відношенню до точки кипіння хімічно чистої води при тиску 101325 Па, температура якої прийнята рівною
, 00 ° С (373,15 К точно).
Весь температурний діапазон перекривається сім'ю шкалами, для відтворення яких в залежності від області шкали використовуються різні методи: від 1,5 до 4 К - вимір тиску парів гелію - 4, від 4,2 до 13,8 К - германієві терморезистори, від 13,8 до 273,16 К і від 273,16 до
, 89 К - платинові терморезистори від 903,89 до 1337,58 К - термопари платинородій - платина, від 1337,58 до 2800 К - температурні лампи і від
до 100000 К - спектральні методи.
Величезний діапазон існуючих температур (теоретично максимально можливе значення температури становить 1 012 К) зумовив велику різноманітність методів їх вимірювання.
Термоелектричний метод вимірювання температури заснований на використанні залежності термоелектрорушійної сили від температури
Нас будуть цікавити контактні методи і засоби електровимірювання температур.
Тепловим називається перетворювач, принцип дії якого заснований на теплових процесах і природною вхідний величиною якого є температура. До таких перетворювачів відносяться термопари і терморезистори, металеві та напівпровідникові. Основним рівнянням теплового перетворення є рівняння теплового балансу, фізичний зміст якого полягає в тому, що все тепло, яке надходить до перетворювача, йде на підвищення його теплосодержания QТС і, отже, якщо теплосодержание перетворювача залишається незмінним (не змінюється температура і агрегатний стан), то кількість надходить в одиницю часу тепла дорівнює кількості отдаваемого тепла. Тепло, що надходить до перетворювача, є сумою кількості тепла Qел, створюваного в результаті виділення в ньому електричної потужності, і кількості тепла Qто, що надходить в перетворювач або віддається їм в результаті теплообміну з навколишнім середовищем.
Явище термоелектрики було відкрито в 1823 р Зєєбеком і полягає в наступному. Якщо скласти ланцюг з двох різних провідників (або напівпровідників) А і В, з'єднавши їх між собою кінцями (рис. 1.), причому температуру 1 одного місця з'єднання зробити відмінною від температури про іншого, то в ланцюзі з'явиться е.р.с. , звана термоелектродвіжущей силою (термо-е.р.с.) і представляє собою різницю функцій температур, місць з'єднання провідників.
Подібна ланцюг називається термоелектричним перетворювачем чи інакше термопарою; провідники, складові термопару, - термоелектрода, а місця їх з'єднання - спаями.
Рис. 1. Конструкція термопари
При невеликому перепаді температур між спаями термо-е.р.с. можна вважати пропорційною різниці температур.
1. Метрологічні характеристики засобів вимірювань
.1 Загальні положення
Метрологічні характеристики - це характеристики, що впливають на результат і похибку вимірювань, вони дозволяють здійснити оптимальний вибір приладів і проводити їх порівняння. Всі метрологічні характеристики можна розділити на п'ять груп:
. Характеристики, що впливають на результат вимірювання (статична характеристика (функція перетворення), чутливість, ціна поділки, діапазон виміру);
. Характеристики похибок засобів вимірювань (похибка гістерезису, абсолютна, відносна, випадкова, адитивна, систематична, мультиплікативна, нелінійна, основна, динамічна похибки, поріг чутливості);
. Характеристики чутливості до впливає величинам (функція впливу, додаткова похибка);
. Динамічні характеристики (диференціальні рівняння, частотні характеристики, перехідна характеристика, ...
