Instrumente de măsurare a temperaturii

Temperatura este o cantitate fizică care caracterizează starea termică a corpului.

Conform teoriei cinetice a temperaturii, o cantitate fizică cantitativ caracterizează măsura energiei cinetice medii a mișcării termice a moleculelor unui anumit corp sau substanță.

La începutul secolului al XVIII-lea, G. Fahrenheit a introdus prima scală de temperatură, numită după el.

În 1742, A. Celsius a propus o scară zilnică de temperatură obișnuită de 32 de grade. Ca puncte de referință pentru aceasta, se utilizează temperatura de topire a gheții (0 ° C) și punctul de fierbere a apei (100 ° C).

La începutul secolului al XIX-lea, englezul Kelvin a propus o scară universală absolută termodinamică, care a devenit standard în termometria modernă. De asemenea, el a fundamentat noțiunea de temperatură zero absolută.

Temperatura în scară termodinamică este notată la 0 K și la scara practică la 0 ° C.

Formule pentru transferul temperaturii de la o scară la alta:

T (K) = T (0C) + 273,15

Clasificarea instrumentelor de măsurare a temperaturii

În funcție de metoda de măsurare, toate tipurile de termometre sunt împărțite în două clase: contact și fără contact.

Contact - caracteristica lor distinctivă este nevoia de contact termic între senzorul de termometru și mediul a cărui temperatură este măsurată.

Dispozitivele de contact pe principiul de măsurare sunt împărțite în:

1. Termometre de expansiune.

2. Termometre manometrice.

3. Termometre de rezistență.

Persoanele fără contact sunt astfel de termometre, pentru măsurarea cărora nu este nevoie de contact termic între mediu și dispozitiv, însă este suficient să vă măsurați propria radiație termică sau optică.

Contactul este împărțit în:

Ei folosesc proprietățile corpurilor solide și lichide pentru a-și schimba lungimea sau volumul sub influența temperaturii ambientale.

Termometrele de expansiune sunt de două tipuri:

2. corpuri solide (bimetalice).

Termometre lichide în sticlă

Acestea au devenit foarte populare datorită simplității citirii temperaturii, a temperaturii largi (de la -190 ° C la +1000 ° C) și a unei precizii suficiente de măsurare.

Măsurarea temperaturii se bazează pe o modificare a volumului unui fluid termometric. Lichidul termometric este: mercur, toluen, alcool etilic, pentan etc. Dar cel mai bun lichid este mercurul, care nu uda sticla, si de aceea ofera cele mai exacte citiri (de la -30 0 C pana la +700 0 C). Termometrele tehnice sunt calibrate la 0 ° C. Eroarea citirilor nu depășește 1 diviziune. În funcție de designul termometrelor, există două tipuri: bastoane și o scală imbricată. În funcție de scopul termometrelor există laboratoare, modele și tehnice. O varietate de mercur sunt termometrele de contact. ele sunt utilizate pentru alarma de temperatura.

1. Instabilitatea mecanică.

2. Claritatea și vizibilitatea insuficiente a scalei.

3. Imposibilitatea înregistrării citirilor pe hârtie și transferarea lor la distanță.

Principiul de funcționare se bazează pe dependența presiunii în sistemul termic închis pe temperatura măsurată.

1 - parte manometrică;

Fig. Termometre manometrice

Dispozitivul este alcătuit dintr-o parte termo-termică, capilară și manometrică. Acest sistem termic (1, 2, 3) este umplut cu gaz, lichid sau un amestec de lichid cu aburul său saturat. Termo-balonul este plasat în zona de măsurare a temperaturii. Atunci când cilindrul termic este încălzit, presiunea substanței active în interiorul sistemului închis crește. Creșterea presiunii este detectată de un arc de măsurare a presiunii, care acționează prin mecanismul de transmisie pe săgeata sau stiloul dispozitivului. Scara este clasificată la 0 ° C. Deoarece partea manometrică poate fi: OBM, MT, ECM, MSS. Lungimea și diametrul balonului termic pot fi diferite. Termobalonul este fabricat, de obicei, din oțel sau din alamă, capilarul fiind realizat dintr-un tub de cupru sau oțel cu un diametru interior de 0,15 până la 0,5 mm. Lungimea capilarului poate fi de până la 60 de metri. Pentru a proteja împotriva deteriorării mecanice, capilarul este plasat într-o manta protectoare din sârmă din oțel zincat. Aceste dispozitive măsoară temperatura în intervalul de la - 120 0 С la + 600 0 С.

Există termometre manometrice.

Gaz - (umplut cu azot, argon sau heliu).

Lichid - (umplutură - lichid polimetilsiloxan, alcool, mercur)

Condensarea - balonul termic este parțial umplut cu lichid cu punct de fierbere scăzut (acetonă, freon); Restul spațiului său este o pereche de lichid.

Termometrele manometrice sunt: ​​afișare, auto-înregistrare, contact. Eroarea lor principală este ± 1,5%. Termometrele manometrice sunt utilizate pe scară largă în industria chimică. Ele sunt simple în proiectare, fiabile în funcționare și în absența unei transmisii electrice a diagramei hârtie sunt rezistente la explozie. Principalul lor dezavantaj este inter-acțiunea lor.

ТПГ - termometru care arată gazul.

TPG - un termometru care arată un lichid.

TGS-711-TGS-712 - Înregistrator de gaz termometru

TKP-160 - arată termometrul de condensare

Principiul de acțiune al termometrelor de rezistență se bazează pe proprietatea materialelor conductoare și semiconductoare pentru a schimba rezistența electrică atunci când temperatura mediului ambiant se schimbă. Cu toate acestea, nu puteți măsura temperatura cu un termometru de rezistență singur. Ei lucrează împreună cu un dispozitiv secundar - un pod sau un logometru. Termometrul de rezistență este scufundat într-un mediu controlat și conectat prin fire electrice la un instrument secundar a cărui scală este calibrată la 0 ° C.

Avantajele termometrelor de rezistență în fața termometrelor manometrice:

o precizie mai mare a măsurătorilor;

posibilitatea transmiterii citirilor pe distanțe lungi;

posibilitatea centralizării controlului temperaturii (până la 12 Rt pot fi conectate la o punte);

un decalaj mai scurt.

Termometrul de rezistență constă dintr-un element de detectare și o armătură externă (de protecție). Cuprul și platina sunt folosite ca material pentru elementul de detectare. Aceste materiale sunt alese deoarece rezistența lor este semnificativ afectată de schimbarea temperaturii ambientale (un coeficient de temperatură mare de rezistență) și această dependență este aproape de liniar:

unde α este coeficientul de temperatură de rezistență.

În plus, cuprul și platina sunt stabile din punct de vedere chimic în cadrul temperaturilor măsurate.

Elementul de detectare al termometrului de rezistență este o placă subțire de platină sau de cupru pe un cadru dielectric. Capetele sârmei sunt lipite la bornele care sunt atașate la terminalele capului termometrului. Un astfel de element de detectare este plasat într-o armătură de protecție din oțel prevăzută cu un dispozitiv de montare pe un obiect de măsurare.

Termometrele de rezistență vin în două tipuri: platină (TSP) și cupru (TCM).

TSP - proiectat pentru a măsura temperaturile de la - 200 0 C până la + 650 0 C; au următoarele gradări:

Noile graduări ale TSP: 10P, 50P, 100P.

10, 50, 100 - rezistență la 0 0 С;

ТСМ - sunt destinate măsurării temperaturii de la -50 0 la +180 0 С. Au următoarele grade:

C. 23 (Ro = 53 Ohm) → 50 M

C. 24 (Ro = 100 Ω) → 100 M

Sunt emise termometre de rezistență de diferite lungimi; Lungimea piesei de montare poate fi de până la 3200 mm. Ca instrumente secundare, completate cu termometre de rezistență, sunt utilizate poduri electronice automate.

Conectarea senzorilor RTD se face prin circuite cu două, trei sau patru fire. O schemă de conectare cu două fire este folosită extrem de rar, deoarece în acest caz rezistența firelor de conectare introduce o eroare semnificativă în măsurare. Cea mai frecvent utilizată schemă de conectare cu trei fire - pentru această schemă senzorii RTD sunt conectați la controlorii seriei Siemens S300, precum și la controlorii altor serii și alți producători. Circuitul cu patru fire este utilizat în principal la conectarea senzorilor

rezistența termică la dispozitivele de măsurare tehnică și comercială a consumului de energie, unde măsurarea cea mai precisă a temperaturii este importantă. La sistemul cu patru fire, impedanța firelor de conectare este pe deplin compensată și cea mai mare precizie a citirilor. Senzorii termocupluri au cel mai adesea patru terminale pentru conectarea firelor de conectare, iar senzorii cu trei terminale sunt utilizate pe scară largă. Senzorii cu două terminale sunt găsiți rar și, de regulă, au cabluri de conectare cu lungime fixă ​​ale fabricării fabricii, prin intermediul căruia senzorul este conectat la dispozitivul secundar.

Punte de echilibru electronic

Ca dispozitive secundare în complexul cu termometre de rezistență, sunt folosite în mod obișnuit punți electronice de echi-axă automată. Podurile de echilibru servesc la măsurarea rezistenței unui termometru de rezistență.

Schema schematică a punții de echilibru

ab; bc; cd; ad - umerii podului;

al; bd - diagonalele podului;

la fel ca diagonala ofertei;

bd - diagonală de măsurare;

R1. R2 este constanta de rezistenta din mangan;

Rp este o rezistență variabilă calibrată de la mangan (rheo-coardă);

Rl - rezistența liniilor (fire de conectare);

Rt - termometru de rezistență;

NP - dispozitiv zero

Un termometru de rezistență, a cărui valoare de rezistență trebuie să fie măsurată, este conectată la una dintre brațele punții prin intermediul unor fire de conectare având o rezistență Rl. Celelalte umeri ale punții constau în rezistențe mangane permanente R1 și R2 și rezistență calibrată variabilă a rheochordului Rp. din mangan.

Un curent constant sau alternativ este aplicat la o diagonală a podului, iar un dispozitiv zero este comutat pe cealaltă diagonală a podului.

Baza podului este principiul echilibrului. Se spune: "Podul este în echilibru dacă rezistența umerilor opuși este egală." Când podul este echilibrat, egalitatea este satisfăcută:

În acest caz, diferența de potențial Ubd = 0, curentul nu va curge prin NP, iar săgeata va fi setată la zero.

Atunci când temperatura măsurată se modifică, valoarea Rt se modifică și podul devine dezechilibrat.

Pentru a restabili echilibrul, este necesar la rezistențe constante R1. R2. Rl schimba valoarea rezistenței rheochordului Rp. înlocuind motorul.

Astfel, dacă rezistența Rp este calibrată, apoi în funcție de poziția motorului său la echilibrul podului, se poate judeca fără echivoc mărimea rezistenței Rt și, în consecință, a temperaturii măsurate.

Articole similare

• Microlife întrebări și răspunsuri despre măsurarea temperaturii corpului

• Microlife întrebări și răspunsuri despre măsurarea temperaturii corpului

• Temperatura apei pentru îmbăierea nou-născutului este ceea ce ar trebui să fie

Trimiteți-le prietenilor: