Контроль температури

Загальні відомості про вимірювання температури

Ми звикли вимірювати температуру як всередині житла так і на вулиці, звично дивимося на градусник за вікном вранці перш ніж вийти з дому, переймаючись питанням про те, надягати чи шарф і рукавички. Спиртовий, ртутний, біметалічний термометр за вікном – звична картина для більшості громадян. Без вимірювання температури тіла не обходиться практично не одне медичне обстеження. Отже температура – це величина, яка характеризує тепловий стан тіла.

При вимірюванні температури застосовують дві температурні шкали: термодинамічну з одиницею вимірювання Кельвін (К) й міжнародну практичну із одиницею вимірювання градус Цельсія (°С).

Прилади для вимірювання температури розподіляються в залежності від фізичних властивостей тіл від температури, закладених в основу їхньої конструкції, на наступні групи:

• Термометри розширення (об’ємне розширення тіл)

• Манометричні термометри (зміна тиску речовини в замкненому об’ємі)

• Термометри опору (зміна електричного опору провідника)

• Термоелектричні перетворювачі (виникнення термоелектрорушійної сили)

• Пірометри (інтенсивність випромінювання нагрітих тіл)

• Термометрами для вимірювання температури тіла, для вимірювання температури навколишнього середовища.

  З історією винекнення термометрів можна ознайомитися в презентації

Термометри розширення

Термометри розширення поділяються на рідинні та металеві

Принцип дії рідинних термометрів базується на зміні об’єму рідини залежно від температури. Рідинний термометр складається з трьох основних частин: балона з термометричною рідиною, капілярної трубки та шкали. Є дві основні конструкції термометрів: паличні та з вкладеною шкалою.

а) Паличний термометр:

1 – товстостінний капіляр, 2 – термобалон, 3 – шкала

б) Термометр з вкладеною шкалою:

1 – тонкостінний капіляр, 2 – термобалон, 3 – металева або скляна пластина зі шкалою, 4 – корпус

Принцип дії металевих термометрів оснований на властивості твердих тіл змінювати лінійні розміри при коливанні температури. Вони поділяються на біметалеві та дилатометричні.

Біметалеві термометри

виготовляються з двох металевих, з'єднаних між собою пластин, причому їхні темпера­турні коефіцієнти лінійного розширення неоднакові: один більший (aб), інший — менший (aм). Метал з великим температурним кое­фіцієнтом лінійного розширення називають термоактивним, а метал з мен­шим коефіцієнтом — термопасивним.

Біметалічна пластини, жорстко прикріплена одним кінцем до корпуса приладу. Другий кінець пластини за допомогою важеля з'єднаний зі стрілкою. Під впливом вимірюваної температури пластина буде згинатися у бік металу з меншим коефіцієнтом лінійного розширення, переміщаючи стрілку.

Дилатометричний термометр

1 — пружина (притискає шток до дна стакана); 2 — шкала; 3 — стрілка; 4 — досліджуване середовище; 5 — стакан із термоактивного матеріалу; 6 — шток із термопасивного матеріалускладається із трубки й стрижня. Стрижень вмонтований у трубку й притиснутий до її нижнього торця пружиною. При зануренні трубки дилатометричного термометра у вимірюване середовище стрижень подовжується менше, чим трубка, за рахунок різниці коефіцієнтів лінійного розширення. Передаточні пристрої під дією пружини переміщають стрілку. Дилатометри ви­користовуються для вимірювання температур до +550 °С.

Манометричні термометри

Принцип дії манометричних термометрів заснований на залежності між температурою й тиском рідини або газу при постійному об’ємі. Вимірювальна система термометра заповнюється рідиною або газом. Термобалон 1 занурюють у середовище, температура якої повинна бути виміряна. За допомогою капіляра 2 термобалон з'єднують із манометром. При зміні температури середовища, у яке занурений термобалон, змінюється тиск рідини або газу, що заповнює систему. Через капіляр 2 цей тиск підводиться до пружини 3, припаяної до корпуса. При підвищенні температури термобалона тиск газу, що заповнює систему, збільшується й під його дією розкручується манометрична пружина 3. При зменшенні температури пружина відповідно закручується. Через тягу 4 переміщення кінця пружини передається на трибко-секторний 5,6 механізм. На вісь трибки насаджена стрілка, що переміщається по шкалі пропорційно зміні тиску.

Дайте відповіді на питання

1. Сформулюйте поняття температури.

2. В яких одиницях температура вимірюється?

3. Якими приладами для вимірювання температури ви вже користувалися? Як вони правильно називаються?