Термометри розширення

До них відносяться: скляні рідинні, дилатометричні, біметалеві та манометричні термометри.

Рідинні скляні термометри – вимірювання температури ґрунтується на різниці коефіцієнтів об’ємного розширення матеріалу оболонки корпусу термометра та рідини, яка в ньому міститься (розміщена) в залежності від температури.

Корпус термометра виготовляються із спеціальних термометричних сортів скла з малим коефіцієнтом розширення. При вимірюванні високих температур використовують кварц. В якості термометричної рідини використовують: ртуть (Hg), етиловий спирт (C₂H₅OH), толуол (C₆H₅СH₃), пентан (C₅H₂) та інші. Найбільш розповсюджені ртутні, їх переваги: діапазон вимірювання (-35...+600 °C), незмочуваність скла ртуттю. За призначенням діляться на: зразкові, лабораторні та технічні. Складаються з резервуара, з рідиною, капілярної трубки, з одного кінця приєднаної до резервуара, а з іншого – запаяної, та шкали і захисної оболонки.

Приріст у капілярній трубці термометра стовпчика рідини Δ h (мм) за нагрівання резервуара від температури t₁ до t₂ визначається формулою:

, (4.11)

де V – об’єм рідини в резервуарі при t₁ ; та - температурні коефіцієнти розширення рідини та скла, К^-1; d - внутрішній діаметр капіляра, мм.

Найбільш розповсюджені форми: а) палочні – зовнішній діаметр їх сягає 6-8 мм, а шкала нанесена безпосередньо на зовнішній поверхні капілярної трубки; б) з вкладеною шкалою – шкала виконується окремо на прямокутній скляній пластині, яка припаюється до капіляра.

Для сигналізації та позиційного регулювання застосовують ртутні електроконтактні термометри з постійними впаяними контактами або одним рухомим контактом, який може переміщуватись в середині капілярної трубки за допомогою спеціального мікрогвинта. Так як ртуть електропровідна, то при досягненні нею в капілярі висоти, на якій установлені електричні контакти, вона спричиняє замикання цих контактів та спрацьовуванні релейної схеми.

За температури нагрівання до 105°C термометри виготовляються вакуумними, а вищої – газонаповненими.

Промисловість випускає:

1) технічні ртутні з вкладеною шкалою (прямі і кутові, зігнуті під 90°) 11 модифікацій. Н., Ціна поділки першої модифікації 0, 5 °C шкала від -35...+500 °C; а для 11-ої – відповідно 10 °C. Термометри 9÷ 11 модифікацій є високо градусними.

2) технічні не ртутні (аналогічні) на межі вимірювань -200...+200 °C з ціною поділки від 0, 2 до 5 °C.

3) лабораторні ртутні типу ТЛ на межі від -30...+500 °C і мають 5 типів, в залежності від ціни поділки межей вимірювання. Н., ТЛ-2 – ціна поділки 1 °C і діапазон 0...350 °C.

4) ртутні підвищеної точності та зразкові 4-х типів з вузьким діапазоном

вимірювання. Н., ТР-1: діапазон 4 °C і ціна поділки 0, 01 °C, а ТР-4 – діапазон вимірювання 50 °C і ціну поділки 0, 1 °C.

5) ртутні електроконтактні з рухомим (тип ТПК) і постійним (тип ТЭК) контактами та діапазоном -30...+300 °C.

Допустима похибка технічних термометрів не перевищує поділки шкали. Наприклад, за ціни поділки 0, 5 °C - максимальна похибка становить ±0, 5 °C.

Для деяких термометрів похибка може бути може бути і більшою та визначається технічними вимогами до них. Наприклад, для зразкових термометрів з ціною поділки 0, 01 °C, максимальна похибка дорівнює ±0, 05 °C, а для лабораторних з ціною поділки 0, 5 °C допустима похибка становить ±1°C.Переваги скляних рідинних термометрів: простота конструкції, невисока вартість, достатня точність. Недоліки: відсутність дистанційної передачі та реєстрації показів, значна теплова інерційність, незручність зняття показів і невисока механічна міцність, що обмежує їх використання в технологічних вимірюваннях.