2. Жидкостные термометры расширения

Стеклянные жидкостные термометры – высокая точность, низкая стоимость и простота эксплуатации.

Недостатки: плохая видимость шкалы, невозможность автоматической записи, передачи показания на расстояние и ремонта.

Термометрические жидкости – ртуть, а также органические заполнители (толуол, этиловый спирт, керосин, пентан и т.п.)

Конструктивно делятся на палочные, и – со вложенной шкалой, по форме – прямые и угловые.

В зависимости от назначения делятся на образцовые, лабораторные, технические, бытовые, метеорологические, медицинские, для сельского хозяйства.

Для задач регулирования и сигнализации разработаны электроконтактные термометры.

По методу градуировки:

1) при полном погружении (до отсчитываемого деления);

2) при заданной глубине погружения.

Погрешности жидкостных термометров

Допустимые погрешности измерения технических термометров не должны превышать одного деления шкалы. Так, при цене деления ; .

Для других термометров может превышать цену деления, так, лабораторные , .

Принцип действия основан на расширении термометрической жидкости, заключенной в термометре в зависимости от температуры.

Основными элементами конструкции являются резервуар с припаянным к нему капилляром, и шкала.

Конструктивно различаются палочные термометры и с вложенной шкалой. У палочных термометров шкала располагается непосредственно на поверхности толстостенного капилляра. У термометров со вложенной шкалой капилляр и шкальная пластина заключены в защитную оболочку, припаянную к резервуару.

Стеклянные термометры являются одними из наиболее точных средств измерения температуры.

Біметалічні та дилатометричні термометри

Принцип дії заснований на термометричній властивості теплового розширення твердих тіл

1. Чутливий елемент біметалічного термометра складається з двох пластинок (стрічок) різнорідних матеріалів з різними коефіцієнтами теплового розширення – великим та малим.

Прикладом біметалічного чутливого елемента є пара «латунь – інвар»¹. Ефект застосування цієї пари досягається за рахунок того, що коефіцієнт теплового розширення латуні у 19 разів більше, ніж у інвару.

Дилатометричні термометри застосовуються в автоматичному регулюванні.

3. Манометрические термометры

Принцип действия основан на изменении давления рабочего вещества в замкнутом объеме в зависимости от температуры. Основными частями манометрических термометров являются термобаллон (чувствительный элемент), капилляр и деформационный манометрический преобразователь, связанный со стрелкой прибора.

Манометрические термометры в зависимости от вида рабочего вещества, заполняющего термосистему, подразделяются на газовые, жидкостные и конденсационные.

Г азовые манометрические термометры предназначены для измерения температур от до . В качестве рабочего тела применяется азот.

Зависимость давления газа от температуры при постоянном объеме описывается линейным уравнением

,

где и – давление газа при температурах соответственно и ; – температурный коэффициент расширения газа, .

Жидкостные манометрические термометры предназначены для измерения температур от до . В качестве рабочего вещества, заполняющего термосистему, применяют ртуть, пропиловый спирт, метаксилол и другие жидкости. Рабочее вещество жидкостных термометров практически не сжимаемо. Жидкостные термометры, так же как и газовые, имеют линейную шкалу. Конденсационные манометрические термометры предназначены для измерения температур от до . Термобаллон термометра примерно на ¾ заполнен низкокипящей жидкостью (например, R22, пропилен, ацетон), а остальная часть заполнена насыщенным паром этой жидкости. Количество жидкости в термобаллоне должно быть таким, чтобы при максимальной температуре не вся жидкость переходила в пар. Капилляр и манометрическая пружина заполняются, как правило, другой жидкостью. Давление в термосистеме конденсационного термометра будет равно давлению насыщенного пара рабочей жидкости, определяемое, в свою очередь, температурой, при которой находится рабочая жидкость, т.е. температурой измеряемой среды с помещенным в ней термобаллоном. Эта зависимость давления насыщенного пара от температуры имеет нелинейный характер.

Различие в положении термобаллона и измерительного прибора относительно уровня земли вызывает так называемую гидростатическую погрешность. Она имеет место у жидкостных и конденсационных манометрических термометров. Изменение температуры окружающей среды вызывает температурную или капиллярную погрешность. Она имеет место в газовых и жидкостных манометрических термометрах. Изменение манометрического давления практически не влияет на показания. Возможно небольшое влияние на начальном участке шкалы у конденсационных манометрических термометров.

Манометрические термометры отличаются простотой устройства, возможностью дистанционной передачи показаний и автоматической записи. Одним из важных преимуществ является возможность их использования в пожаро- и взрывоопасных помещениях. К недостаткам следует отнести трудность ремонта при разгерметизации системы, ограниченное расстояние дистанционной передачи и во многих случаях большие размеры термобаллона. Газовые и жидкостные манометрические термометры имеют класс точности 1; 1,5 и 2,5, а конденсационные – 1,5; 2,5 и 4.