Термометры расширения

1.1.1 Жидкостные термометры расширения

Принцип действия основан на различие коэффициентов объемного (теплового?) расширения термометрического вещества (ртуть, спирт, эфиры) и оболочки, в которой оно находится (термометрическое стекло).

Коэффициентом объемного расширения определяется как

, 1/°С,

где V₀, V_t1, V_t2 - объемы жидкости при 0 °С, температурах t₁ и t₂ соответственно.

Чувствительность термометра зависит от разности коэффициентов объемного расширения термометрической жидкости и стекла, от объема резервуара и диаметра капилляра. Чувствительность термометра обычно лежит в пределах 0,4…5 мм/°С (для некоторых специальных термометров 100…200 мм/°С).

Для защиты от повреждений технические термометры монтируются в металлической оправе, а нижняя погружная часть закрывается металлической гильзой.

1.1.2 Термометры расширения твердого тела

Принцип действия основан на изменении линейных размеров твердых тел при изменении температуры. К этой группе приборов относятся дилатометрические и биметаллические термометры

ü Конструктивное исполнение дилатометрических термометров основано на удлинении (расширение) при нагреве стержня, изготовленного из сплава с большим коэффициентом теплового расширения (никель и железо)

1 – шкала;

2 – рычаг;

3 – защитный кожух;

4 – стержень.

Применяется для местного контроля.

или на преобразовании измеряемой температуры в разность абсолютных значений удлинений двух стержней, изготовленных из материалов с существенно различными термическими коэффициентами линейного расширения:

, 1/град,

где l₀, l_t1, l_t2 - линейные размеры тела при 0 °С, температурах t₁ и t₂ соответственно.

В силу того, что Db мала, дилатометрические термометры применяются в качестве различного рода тепловых реле в устройствах сигнализации и регулирования температуры.

ü Биметаллические термометры основаны на деформации биметаллической ленты при изменении температуры.

Обычно применяются биметаллические ленты, согнутые в виде плоской или винтовой спирали. Один конец спирали укреплен неподвижно, второй - на оси стрелки. Угол поворота стрелки равен углу закручивания спирали, который пропорционален изменению температуры.

Биметаллические термометры обеспечивают изменение температуры с относительными погрешностями 1 - 1,5 %.

Достоинства: - простота конструкции.

Недостатки: - ограниченный диапазон измерения;

- сложность дистанционной передачи данных.