поширені конструктивні виконання чутливих біметалевих елементів. Варіанти а) і б) використовуються головним чином як реле температури, віг - для безпосереднього відліку показань термометрів. Для цього один кінець чутливого елемента закріплюється, а другий з'єднується з передавальним або безпосередньо показуючим пристроєм. Діапазон вимірювання біметалевих термометрів лежить в інтервалі від - 50 до + 600? С, причому, від 500 до 600 ° С термометр можна використовувати тільки короткочасно. Похибка вимірювання - ± 1 до ± 3.
Малюнок 1 - Біметалічні вимірювальні перетворювачі температури
У рідинних термометрах вимірюваної величиною, що характеризує температуру, є зміна обсягу термометрической рідини. Термобалон, в якому знаходиться основна частина рідини, виготовляється зі скла або сталі.
До термобалоні підключений капіляр діаметром 0,1 - мм. У скляного термометра капіляр знаходиться поряд зі шкалою безпосереднього спостереження.
У рідинних манометричних термометрів капіляр підключений до манометру, свідчення якого пропорційні температурі.
Довжина капіляра в таких термометрах може досягати 60 м. Чутливий елемент, капіляр і покажчик в них утворюють замкнену, неподільну, герметичну термосістем, яка монтується і демонтується тільки цілком. Діапазон вимірювання термометрів залежить від властивостей термометричної рідини:
Таблиця 1 - Властивості термометрической рідини
етиловий спирт - 110 ... +210 С; ртуть у вакуумі - 30 ... +150? С; ртуть під тиском - 30 ... +630? С; толуол - 90 ... + 110? С; толуол під тиском - 90 ... +230? С.
Похибки вимірювання температури за допомогою рідинних механічних термометрів обумовлені розходженням температур рідини в термобалоні і в капілярі і залежать також від довжини капіляра.
Для підвищення точності в рідинних манометричних термометрах застосовують компенсаційний капіляр.
Похибка в такому випадку зменшується з ± 2 до ± 0,5%.
Основними недоліками механічних термометрів є значна інерційність і неможливість об'єднання з іншими інформаційними сигналами для подальшої обробки.
Тому в машинобудуванні температуру вимірюють в основному термометрами, принцип дії яких заснований зміні електричних властивостей речовин при зміні температури.
2.3 Електричні контактні термометри
методичний піч балка термометр
Всі види електричних контактних термометрів поділяються на дві групи: термометри опору, в яких зі зміною температури змінюється активний опір чутливого елемента, і термоелектричні термометри (термопари), де при зміні температури первинного перетворювача змінюється його термоЕРС.
У металевих провідників опір звичайно зростає з підвищенням температури, а у напівпровідникових падає.
Найчастіше застосовуються платинові або мідні термометри опору, кожен з яких володіє номінальним опором R 0 при 0 ° С в межах від 1 до 500 Ом. При температурах вище 0 ° С залежність опору платинових термометрів від температури має вигляд
,
де A=3,9685 · 10 - 3; B=- 5,847 10 - 7;
Т- абсолютна температура, К.
Область застосування технічних платинових термометрів (- 260) .. 1100? С. Температурна залежність опору мідних термометрів
,
де a=4,28 10 - 3. Мідні термометри можуть працювати в інтервалі температур від - 50 до +200? С.
У чутливих елементах платинових і мідних термометрів опору тонкий дріт (0,05- 0,10 мм) змінюється на каркас ізоляційного матеріалу, наприклад кварцу, або дротова спіраль поміщається в керамічний каркас, а спіраль заповнюється ізолюючим порошком і забезпечується герметизація чутливого елемента.
Напівпровідникові термометри опору випускаються для вимірювання температури в діапазоні від - 200 до +300 ° С. Зазвичай кожен такий термометр вимагає індивідуального градуювання. Залежність опору напівпровідникових термометрів від температури наближено описується виразом
опір при еталонної температурі; RT - опір при вимірюваної температурі Т; В - параметр, що залежить від матеріалу перетворювача (В=3000 - 4 000К); Т - абсолютна температура об'єкта. К.
Рисунок 2 - Схема вимірювального ланцюга металевого термометра опору
Хоча більша нелінійність характеристики перетворювача є небажаною через ускладнення вимірювальної схеми терморезисторів, проте напівпровідникові термометри опору...
