Средства измерения температуры

Средства измерения температуры

Температурой называется величина, которая характеризует степень нагрева тела. Практически все технологические процессы и различные свойства вещества зависят от температуры.

Измерять температуру можно только косвенным путем, основы­ваясь на зависимости от температуры таких физических свойств тел, которые поддаются непосредственному измерению. Эти свой­ства тел называют термометрическими. К ним относят длину, объем, плотность, термоЭДС, электрическое сопротивление и т. д. Вещест­ва, характеризующиеся термометрическими свойствами, называют термометрическими. Средство измерений температуры называют термометром. Для создания термометра необходимо иметь темпе­ратурную шкалу.

Температурной шкалой называют конкретную функциональную чис­ловую связь температуры со значениями измеряемого термометри­ческого свойства. В этой связи представляется возможным постро­ение температурной шкалы на основе выбора любого термометри­ческого свойства. В то же время нет ни одного термометрического свойства, которое линейно изменяется с изменением температуры и не зависит от других факторов в широком интервале измерения температур.

В настоящее время применяется Междуна­родная практическая температурная шкала (МПТШ) редакции 1968 г. Согласно МПТШ-68 основной температурой является термодина­мическая температура Т, единица которой кельвин (К) — 1/273, 16 часть термодинамической температуры равновесия между твердой, жидкой и газообразной фазами воды (тройная точка воды). Температура Цельсия t опреде­ляется из выражения

t=T-T₀,

где Т₀=273, 15 К.

Единица, применяемая для выражения температуры Цельсия, - градус Цельсия(°С), равный кельвину. Разность температур выражают как в Кельвинах, так и в градусах Цельсия.

Средства измерения температуры

В настоящее время в различных от­раслях науки и в промышленности при­меняются десятки различных способов измерения температуры. В таблице 1.1 приведены наи­более распространенные в промыш­ленности средства измерения темпера­туры и указаны пределы применения серийных средств измерения.

Таблица 1.1 – Наиболее распространенных промышленные средства измерений температуры

Средство измерений температу­ры, предназначенное для выработки сигнала в форме, удобной для восприя­тия наблюдателем, автоматической об­работки, передачи и использования в автоматических системах управления, называется термометром.

Средство измерения температуры по тепловому электромагнитному из­лучению называется пирометром. Пи­рометры применяются для бесконтакт­ного измерения температуры.

В автоматических системах измерение и контроль тем­пературы осуществляют на основе измерения физических свойств тел, функционально связанных с температурой последних. При­боры для измерения и контроля температуры по принципу дей­ствия могут быть разделены на следующие группы:

А. Термометры для измерения температуры контактным ме­тодом.

1. Термометры расширения, измеряющие температуру по те­пловому расширению жидкости (жидкостные) или твердых тел (дилатометрические, биметаллические).

2 Манометрические термометры и преобразователи, исполь­зующие зависимость между температурой и давлением газа (газо­вые) или насыщенных паров жидкости (конденсационные).

3. Термоэлектрические преобразователи (ТП), работающие в комплекте со вторичными приборами или измерительными пре­образователями; принцип действия основан на измерении термо­электродвижущей силы (термоЭДС), развиваемой термопарой (спаем) из двух различных проводников (термоЭДС зависит от разности температур спая и свободных концов ТП, присоединяе­мых к измерительной схеме).

4 Термопреобразователи сопротивления (ТС), работающие в комплекте со вторичными приборами или измерительными пре­образователями различного типа, используют изменение электри­ческого сопротивления материалов (металлов, полупроводников) в зависимости от изменения температуры.

Б. Пирометры для измерения температуры бесконтактным методом.

1. Яркостные пирометры, измеряющие температуру по яркости нагретого тела на данной длине волны.

2. Радиационные пирометры для измерения температуры по левому действию лучеиспускания накаленного тела во всем спектре длин волн.