Большая энциклопедия техники
Шрифт:
Термобарометр
Представляет собой измерительный прибор для определения величины атмосферного давления в результате нахождения точки кипения жидкости (в основном используется вода).
Термометр сопротивления
Термометры сопротивления производятся из чистых металлов и из металлов полупроводникового ряда. Термометры сопротивления разработаны для измерений, сформированных на характеристиках проводников и полупроводников, показывающих возможность изменения своего сопротивления относительно перемены температуры среды, в которой они расположены.
Молекулярное
Измерение температуры электрическими термометрами сопротивления представляет собой измерение активного сопротивления термометра, т. е. осуществляется посредством измерения тока в цепи. Измерительная включает в себя три элемента:
1) термометр сопротивления;
2) электроизмерительный прибор для тока;
3) источник питания.
Металлические термометры сопротивления оснащаются чувствительным элементом, который является тонкой проволокой диаметром 0,05 мм, наматываемой на слюдяную пластину или пластмассовый цилиндр, а также устанавливаемую в защитную оболочку. Проволока изготавливается или из чистой платины или из чистой меди. По материалу изготовления термометры сопротивления подразделяются на платиновые и медные.
Платиновые и медные термометры сопротивления стандартных градуировок размещены в градировочных таблицах, показывающих соотношение полученного значения сопротивления термометра и температуры окружающей его среды. Преимущества металлических приборов: высокая точность измерений, взаимозаменяемость металлических термометров сопротивления, использование централизованного контроля температуры.
В результате объединения нескольких взаимозаменяемых термометров сопротивления, которые подсоединяются через переключатель к единому измерительному прибору, допускается возможность применения в совокупности с информационно-вычислительными системами.
Термометр сопротивления можно применять с измерительными устройствами, оснащенными стандартными шкалами.
Чувствительные элементы полупроводниковых термометров сопротивления изготавливаются из смеси разнообразных полупроводниковых веществ, например окислов меди и марганца, окислов кобальта и марганца, двуокиси титана и окисла магния. Низкие температуры определяются при помощи германиевых термометров сопротивления.
Полупроводниковые термометры сопротивления обладают высокой чувствительностью, на порядок превышающей чувствительность металлических термометров сопротивления, малой инерционностью, благоприятно влияющей на изучение нестационарных тепловых процессов, большим сопротивлением, которое может исключать изменения температуры окружающей
Отрицательными свойствами считаются большой разброс температур внутри одного и того же типа, достаточно большое отличие номинальных значений сопротивлений и температурных коэффициентов, что препятствует взаимозаменяемости и созданию градировочной таблицы для определенного типа полупроводниковых термометров сопротивления, нелинейность зависимости электрического сопротивления от температуры, небольшая допустимая мощность рассеивания при прохождении измерительного тока.
Используются для произведения измерения температуры в пределах от -60 до +750 °C, также отмечено применение для измерения температур, достигающих 1000 °C.
В промышленности электрические термометры сопротивления объединяются с логометрами, автоматическими уравновешенными мостами, автоматическими компенсационными приборами, оснащенными шкалой в градусах Цельсия, применяющейся только для определенной градуировки термометра сопротивления и фиксированного значения сопротивления проводов, которые служат для монтажа термометра и измерительного прибора. Погрешность автоматических уравновешенных мостов составляет ±0,25 или ±0,5% от нормирующего значения. Производятся автоматические уравновешенные мосты следующих типов: показывающие; показывающие и самопишущие с ленточной диаграммой; показывающие и самопишущие с дисковой диаграммой, оснащаемые дополнительными сигнальными и регулирующими приспособлениями, которые предназначены для применения в системах сигнализации и регулировки температуры.
Термопара
Термопара представляет собой два элемента, которые спаиваются своими концами; также термопара называется термоэлементом. Ток, получаемый от термопары, получил название термоэлектрического тока.
Термопара включает в себя две проволоки, платиновую и платинородиевую, которые считаются очень тугоплавкими. Они создают электродвижущую силу, пропорциональную температуре в широких пределах (до 1600 °C). В результате нагревания на каждые 100 °С образуется электродвижущая сила в 0,001 В. Термопара устанавливается в фарфоровую трубку.
Спай двух проволок определяется как конец термопары и помещается в печь, клеммы соединяются с гальванометром, градуированным по градусам Цельсия. Чтобы найти тепловое действие излучения, необходимо воспользоваться батареей из термопар, которые объединяются последовательно. При этом все нечетные спаи должны быть одной температуры, все четные спаи – другой температуры. Термопары оснащаются очень тонкими проволочками, спаи необходимо сплющить таким образом, чтобы у них была большая поверхность, поэтому им придается вид тоненьких листиков.
Термопара может обеспечиваться блоком усилителей сигналов, который применяется для преобразования электродвижущей силы от термопары в токовый сигнал 0—5 мА, 0—20 мА, 4—20 мА с компенсацией термо-ЭДС свободных концов термопары.
Электродвижущая сила для всех пар очень мала, при нагревании до 100 °С термопара никель – платина создает электродвижущую силу 0,0015 В, медь – константан – 0,004 В, висмут – сурьма – 0,011 В. КПД термопары составляет 1—3%, вследствие чего их не используют в качестве генераторов тока, исключением являются маломощные пары (до Вт). Определенные термопары имеют прямую пропорциональность между температурой нагревания спая и электродвижущей силой.