Комплексные поставки запорной арматуры
и деталей трубопроводов →

Тел: +7 (3522) 55-48-26

Приборы измерения температуры


Приборы для измерения температуры - виды и принцип действия

Большинство технологических процессов корректно проходят только при определенной температуре. Кроме того, измеряемые температурные показатели помогают определять, насколько корректно используется затрачиваемая энергия.

Иными словами, это — та величина, которую нужно постоянно контролировать. Все виды приборов для измерения температуры делятся на контактные и бесконтактные. Также они классифицируются по материалам, принципам и способам действия.

Виды термометров по принципу действия

Процесс измерения температуры может основываться на разных физических процессах. Исходя из этого, выделяют 5 видов термометров.

Контактные

Такие приборы еще называют термометрами расширения. Они основаны на отслеживании изменения объема тел под действием меняющейся температуры. Обычно измеряемый диапазон температур составляет от -190 до +500 градусов по Цельсию.

К этой категории относятся жидкостные и механические устройства. Жидкостные представляют собой приборы в стеклянном корпусе, заполненные спиртом, ртутью, толуолом или керосином. Они прочные и устойчивые к внешним воздействиям. Температурный диапазон измерений зависит от типа используемой жидкости (наибольший — у ртутных, наименьший — у цифровых).

Механические могут работать с разными типами сред, включая жидкостные, газообразные, твердые или сыпучие. Универсальность позволяет использовать их в разных инженерных системах.

Термометры сопротивления

К этой категории относятся приборы, которые способны измерять электрическое сопротивление веществ, меняющееся в зависимости от температурных показателей. Рабочий диапазон этих устройств — от -200 до +650 градусов.

Такие термометры состоят из чувствительных термодатчиков и точных электронных блоков, контролирующих изменения проводимости, сопротивления и электрического потенциала. Обычно их встраивают в общую систему мониторинга и оповещения, туда, где нужно отслеживать меняющиеся параметры и не допускать их превышения.

В котельных установках наибольшее применение получили термометры сопротивления медные (ТСМ). Термометрами сопротивления можно измерять температуры от -50 до +600°С.

Электронные термопары

При нагревании эти приборы генерируют ток, что и позволяет измерять температуру. Принцип действия основан на замерах термоэлектродвижущей силы. Диапазон измерений в этом случае — от 0 до +1800 градусов.

Манометрические

Такие термометры учитывают зависимость между температурными показателями и давлением газа. В измеряемую среду помещают термобаллон, соединенный с манометром латунной трубкой. При нагреве термобаллона давление внутри него увеличивается, и эта величина измеряется манометром. Таким образом проводят замеры температуры в диапазоне от -160 до +600 градусов.

Бесконтактные пирометры

В основе этих приборов — инфракрасные датчики, считывающие уровень излучения. Они подразделяются на два вида: яркостные, проводящие измерения излучений на определенной длине волны (диапазон — от +100 до +6000 градусов), и радиационные, когда определяется тепловое действие лучеиспускания (от -50 до +2000 градусов). Они могут использоваться в том числе и для определения температуры нагретого металла, а также при наладке и испытаниях котлов.

Виды термометров по используемым материалам

Здесь различают 7 категорий:

  1. Жидкостные. Представляют собой корпус, заполненный жидкостью, которая подвержена температурному расширению. Колба с жидкостью прикладывается к шкале. При нагреве жидкость расширяется, и столбик растет, а при охлаждении — наоборот, сжимается (уменьшается). Погрешность измерений такими приборами составляет менее 0,1 градуса.
  2. Газовые. Принцип действия — тот же, что и у жидкостных, но в качестве заполнителя для колбы выбирается инертный газ. Это позволяет существенно увеличить температурный диапазон измерения (если для жидкостных предел — +600 градусов, то для газовых — +1000 градусов). С их помощью можно измерять температуру в различных раскаленных жидких средах.
  3. Механические. В основе действия — принцип деформации металлической спирали. Часто эти термометры комплектуются стрелочным “дисплеем”. Устанавливаются в спецтехнике, автомобилях, на автоматизированных линиях. Нечувствительны к ударам.
  4. Электрические. Работают, измеряя уровень сопротивления проводника при разных температурных показателях. В качестве проводника могут использоваться разные металлы (например, медь или платина). Соответственно, и диапазон измерений таких устройств будет отличаться. Чаще всего такие модели применяются в лабораторных условиях.
  5. Термоэлектрические. В конструкции предусмотрено два проводника, проводящие замеры по физическому принципу на основе эффекта Зеебека. Эти устройства очень точные, работают с погрешностью до 0,01 градуса и подходят для высокоточных измерений в производственных процессах, когда рабочая температура превышает 1000 градусов.
  6. Волоконно-оптические. Чувствительные датчики из оптоволокна (оно натягивается и сжимается или растягивается при изменении температуры, а прибор фиксирует степень преломления проходящего луча света). Допустимый диапазон измерений — до +400 градусов, а погрешность — не более 0,1 градуса.
  7. Инфракрасные. Непосредственный контакт с измеряемым веществом не требуется: прибор генерирует инфракрасный луч, который направляется на изучаемую поверхность. Это современный вид бесконтактных термометров, которые работают с точностью до нескольких градусов и подходят для высокотемпературных измерений. С их помощью можно измерять даже температуру открытого пламени.

Компания «Измеркон» предлагает как разные виды термометров, так и комбинированные устройства, в том числе манометры-термометры или гигрометры-термометры для автономной работы с энергонезависимой памятью, обеспечивающей постоянную фиксацию результатов измерений.

Какие бывают приборы для измерения температуры

Одним из значимых физических параметров, которые чаще всего изучаются, наблюдаются и корректируются, будь то повседневная бытовая жизнь человека, производственные циклы или лабораторные исследования, является показатель температуры. В зависимости от свойств, технических особенностей и определяющего механизма работы существует определенная классификация приборов для измерения температуры на отдельные виды: обычные жидкостные устройства или сложные, усовершенствованные электронные и лазерные измерители, которые представляют собой достойную альтернативу ставшему привычным бытовому градуснику. Безусловно, основополагающим и решающим фактором является место применения таких устройств.

Виды приборов для измерения температуры

Устройства для проведения необходимых исследований, в том числе прибор для измерения температуры воздуха, отличаются конструктивно, а также принципом работы, который используется для проведения замеров. Достаточно широкое применение у контактных и дистанционных термометров, иначе называемых пирометрами. Кроме того, классификация приборов для измерения температуры группирует:

  • Стеклянные и металлические термометры расширения жидкостные, работающие на свойстве изменения объема тел при разных значениях температуры. Спектр действия их от -190 до +500 °С.
  • Манометрические термометры, использующие зависимость между изменяющейся температурой газообразного вещества, помещенного в замкнутый объем, и давлением. Работают при значениях от -160 до +600 °С.
  • Электрические термометры сопротивления действуют, полагаясь на способность материалов-проводников менять электросопротивление при нагреве и охлаждении. Эффективны при значениях от -200 до +650 °С.
  • Термоэлектрические преобразователи – термопары. Задействуются в диапазоне от 0 до +1800 °С. Эти приборы для измерения температуры используют свойство двух разных металлов и металлосплавов вырабатывать электродвижущую силу при перемене степени нагрева спая.
  • Устройство для определения температуры от +100 до +2500 °С – пирометр излучения (фотоэлектрический, оптический, радиационный). Действие обусловлено тем, что фиксируемый показатель влияет на величину излучаемого телом тепла. Относится к бесконтактному типу измерений. Различают стационарные и мобильные, низко- и высокотемпературные пирометры.

Термометры и датчики

По иной классификации термофиксирующих устройств проводится их разделение на термометры и термодатчики.

Первые – это механические приборы, в том числе газонаполненные манометрические устройства, биметаллические, стеклянные измерители температуры и комбинированные регуляторы.

Термодатчики – это сверхточные усовершенствованные электронные приспособления для фиксирования показателей температуры в жидкостях и твердых телах. К ним следует относить термометры сопротивления, термопары, преобразователи показаний датчиков и сигнализаторы, оснащенные релейными механизмами.

Новейшие термодетекторы оснащены USB-интерфейсом, памятью для сохранения и анализа исследований, лазерным наводчиком-целеуказателем.

Измерители температуры воды

Каждый отдельный прибор для измерения температуры воды, холодных и горячих растворов характеризуется особым принципом работы. Встречаются универсальные приспособления, пригодные также для замеров показателей воздуха.

Жидкостные термометры

Стеклянные жидкостные измерители известны как самые элементарные и точные термометры, которые выпускаются прямыми и угловыми. А сфера их применения – анализ технологического оборудования, а также коммунальное хозяйство (замеры в трубопроводах). Приборы подходят для значений от -35 до +600 °С, причем в качестве чувствительного элемента чаще других применяют ртуть, а показания записывают по шкале.

В зависимости от места применения и особенностей строения различают устройства медицинские, технические, электроконтактные, жидкостные, палочные и прочие.

Конкретный прибор для измерения температуры воды выбирается с учетом допустимой погрешности при замерах.

Приспособления для определения температуры воздуха

Первый прибор для измерения температуры воздуха – это стеклянный термометр, активным жидким элементом в котором могут быть ртуть, спирт этиловый, толуол и другие вещества.

Высокоточные измерители ртутные бывают палочными и с вложенной стеклянной шкалой. Они востребованы в лабораторных исследованиях в различных областях производства и медицины. Палочный термометр оснащен прозрачной термостойкой градуированной капиллярной трубочкой, а второй вид измерителей характеризуется тем, что деления шкалы расположены позади нее на отдельной пластине, а весь механизм защищен футляром из прочного стекла.

При наличии в приборе электроконтактов его называют термосигнализатором, а чувствительная жидкость внутри резервуара и капилляра показывает настоящую температуру окружающего пространства.

Особенности терморегуляторов и сигнализаторов

Кроме вышеперечисленных, существуют и другие приборы для измерения температуры. К примеру, в качестве терморегуляторов и сигнализаторов используют стержневые дилатометры с чувствительными деталями из разнородных металлосплавов, которые удлиняются при нагреве на различную величину.

Тем же принципом характеризуется еще один вид термометра – биметаллический, со вставленной термочувствительной пружиной, спаянной с парой металлических пластинок с различным температурным расширением. В процессе нагрева пружина выгибается к пластине меньшего термокоэффициента, а по величине изгиба находят искомый показатель температуры.

Электротермометр

Для дистанционного фиксирования тепловых показателей окружающей среды в диапазоне от -15 до +125 °С отлично подходит бесконтактный прибор для измерения температуры - аспирационный электротермометр. В его устройство входят соединенные между собой шнуром измеритель и датчик.

Чувствительным элементом является тончайшая медная проволока датчика, накрученная спиралью на нитевой каркас.

Какие существуют устройства для измерения температуры тела

Температуру тела привычно измеряют градусником. Но на сегодняшний день существует множество других термометров, отличающихся по внешнему виду и основным принципам действия.

Самые распространенные приспособления, к которым принадлежит наш градусник, работают на температурном расширении ртути, керосина, спирта и др. жидкостей. Они недорогие, практичные и достаточно точные, особенно ртутные, хотя ядовитое содержимое в хрупком стеклянном корпусе несет с собой некоторый риск.

Электронный или цифровой прибор для измерения температуры тела показывает нужную величину благодаря встроенному датчику, но его стоимость много больше цены жидкостных «собратьев». Эти термометры контактные.

Инфракрасные пирометры не требуют прямого прикосновения к человеку, действуя дистанционно. Сверхчувствительный датчик за 2-15 секунд считывает величину излучения, выводя результат на дисплей. Эти бесконтактные приборы для измерения температуры превосходно подходят для семей с маленькими детьми, ситуаций со спящими больными и др. Кроме того, они применимы в быту в процессе приготовления пищи, а более мощные виды – в электроэнергетике, на стройплощадках, в металлургии и других отраслях промышленности.

Когда необходим дистанционный пирометр

Часто бывают ситуации, когда замерять температуру контактным способом невозможно или просто неудобно. Именно в таких случаях понадобится пирометр - прибор для дистанционного измерения температуры, а именно:

  • при замерах показателей сильно разогретых тел или ядовитой среды;
  • при затрудненном доступе, причем с небольшой погрешностью можно произвести измерения на расстоянии в десятки метров;
  • при наблюдении за механизмами, находящимися в движении, причем на это потребуются доли секунды;
  • при диагностике электробезопасности здания, когда именно таким измерителем удобно провести дистанционное сканирование на многочисленных удаленных участках.

Какими устройствами можно измерить температуру металла

В металлургической промышленности для исследования расплавленных металлосплавов необходим прочный прибор для измерения высоких температур.

Таковыми считаются уже описанные ранее пирометры. Они фиксируют на расстоянии тепловое излучение, характеризующее фактическую температуру металла. В сложных условиях сверхвысоких показателей тепла бесконтактный способ идеален. На жидкокристаллический дисплей выводятся следующие данные:

  • фактическая температура по Фаренгейту и Цельсию;
  • пограничные температуры;
  • заряд батареи.

Максимальной точности измеряемой переменной можно добиться только тогда, когда между объектом и дистанционным прибором нет помех в виде поглощающих тепло паров или твердых тел. Если же нужно сделать замеры металлосплава в транспортировочном ковше или при розливе, то следует принять условие, что температурный показатель окажется меньше фактического и будет определяться расчетами.

Для того чтобы избежать неточности такого способа, применяется другой прибор для измерения температуры металла, а именно имитатор черного тела. Он погружается в расплав и представлен в виде трубы с запаянным или открытым концом, полого конуса или стакана из тугоплавкого металла. В любом варианте термоизмеритель должен обладать повышенной жаропрочностью, химической стойкостью и отличной теплопроводностью, чтобы демонстрировать исключительно точные данные.

Измерение температуры двигателя

Длительная эксплуатация, а также периодический ремонт машин и механизмов предполагают наличие специального оборудования, в составе которого - прибор для измерения температуры двигателя. К ним относят термопары, терморезисторы и термометры расширения.

Термопары – очень удобные и широко известные среди автомобилистов приборы для измерения температуры поверхностей, обмотки и внутренней полости двигателя. С помощью этих термодатчиков можно фиксировать данные даже в труднодоступных участках двигателя, в пазах и сердечниках. Представляют собой две изолированных проволоки разного металла со спаянными с одной стороны концами, которые помещаются в определенную точку измерения. Вторые концы соединяются с милливольтметром и термометром, а сумма их показателей определяет фактическое значение температуры.

Ртутные и спиртовые термометры расширения весьма удобны для проведения необходимых измерений на доступных участках: обмотке, открытой поверхности различных деталей, а также выходящего (или входящего) из движка потока воздуха. Терморезисторы в виде медной проволочной обмотки крепят одновременно в нескольких местах двигателя, поочередно включая их, снимая фиксируемые показания и определяя среднее значение.

Вторичные приборы, используемые при измерениях температуры

Попробуем дать определение того, что такое промышленный вторичный прибор для измерения температуры. По сути, это автоматическое устройство является важным дополнением к основному измерителю, улавливающим и преобразующим зафиксированные показатели в удобочитаемую форму. Необходимо для осуществления четкого контроля, сигнализации и своевременного регулирования температуры в тех исключительных случаях, когда происходят отклонения от заданных условиями работы параметров. Отдельно выделяют стационарные и переносные вторичные электроприборы.

Как правило, вторичные приборы для измерения температуры имеют прочный защитный стальной корпус и оснащены градуированной шкалой. Регистрация значений происходит согласно диаграмме, записанной от термопар, тензорезисторов, термометров сопротивления, преобразователей и других устройств.

Рассматривая различные способы подачи информации, следует разделить вторичные приборы на регистрирующие и показывающие, одно- и многоканальные, двухфункциональные и однодиапазонные. При наличии сигнализирующего механизма данные приспособления моментально указывают на недопустимое изменение температуры, отличное от требуемой величины. Это помогает поддержанию логического протекания всех реакций и технологических процессов, в которых они задействованы.

При всем многообразии приборов, регистрирующих температурные показатели газов, жидкостей и твердых тел следует серьезно подходить к выбору нужного приспособления. Первостепенными факторами, которые надо учесть, являются допустимые границы температурных значений, максимальная удаленность, на которой можно проводить замеры (визирование), точность. И, конечно же, учитывается сфера использования конкретного вида термометра.

Приборы для измерения температуры в промышленности

Температура – статистическая величина, которая характеризует тепловое состояние тела пропорционально кинетической энергии его молекул. Обращаем внимание, что системной единицей измерения является кельвин, а не общепринятый градус Цельсия. Это связано с тем, что за нуль по шкале Кельвина принят абсолютный нуль, так что любая температура по умолчанию будет положительной.

Еще один важный момент заключается в том, что температуру невозможно определить непосредственно, как линейные размеры тела. Параметр измеряется по косвенным признакам – изменению физических свойств. Эти свойства тела называются термометрическим. Измерить температуру – значит преобразовать сигнал измерительной информации в какое-то из термометрических свойств.

В промышленности применяются несколько методов для определения температуры, основанные на изменении физических свойств тел и сред:

  • Тепловое расширение жидкой или газообразной среды, твердого тела при повышении температуры.
  • Изменение давления внутри замкнутого объема – манометрический принцип.
  • Изменение электрического сопротивления под воздействием температуры: методика применяется в терморезисторах.
  • Термоэлектрический эффект.
  • Электромагнитное излучение нагретого тела.

Общая классификация приборов

Принципом для разделения измерительных устройств стали физические свойства тел, которые используются для измерения температуры. В зависимости от этого выделяют несколько групп приборов:

  • Термометры расширения. Эти устройства позволяют фиксировать температуру в широком диапазоне величин: от -190 до +500 градусов. Принцип действия основан на свойстве тел, жидкой или газовой среды расширяться при повышении температуры. Термометры расширения дополнительно делятся на жидкостные стеклянные и механические.
  • Манометрические термометры. Имеют примерно такой же диапазон измерений, а принцип определения температуры основан на изменении давления среды. При нагревании жидкой, газовой или парообразной среды в замкнутом контуре изменяется ее объем, а значит – и давление на стенки контура.
  • Электрические термометры сопротивления. Позволяют измерить температуру в диапазоне от -200 до +650 градусов. Приборы измеряют электрическое сопротивление среды, которое меняется при нагревании или охлаждении.
  • Термопары. Измеряют только положительные температуры в диапазоне до +1800 градусов. Принцип действия основан на свойстве металлов или их сплавов возбуждать электродвижущую силу, величина которой пропорциональна изменениям температуры.
  • Пирометр – устройство для бесконтактного измерения температуры рабочей среды. Прибор определяет характеристики излучаемой телами энергии, которые меняются при нагревании или охлаждении.

Сфера применения датчиков измерения температуры

Для большинства технологических и производственных процессов температура – ключевой фактор, контроль над которой позволяет добиться максимального качества продукции. Измерение термометрических характеристик рабочей среды позволяет избежать аварийных ситуаций, выхода из строя оборудования, остановки производства. Вот только несколько примеров повсеместного использования приборов для измерения температуры в промышленности:

  • Современное автомобильное производство подразумевает выполнение большого количества операций по дополнительной обработке материалов с различными свойствами. Многие производители предлагают отдельную линейку измерительного оборудования для автомобильной промышленности, позволяющего контролировать и оптимизировать рабочий процесс за счет внедрения инфракрасных термометров и тепловизоров.
  • Температурные датчики широко востребованы в полимерной промышленности, производстве и переработке пластмасс. Литье под давление или термоформование полимерных пленок требует непрерывного измерения температуры производственного процесса бесконтактным способом. Правильно подобранное оборудование позволяет добиться максимального качества и минимизировать процент брака.
  • Контроль над температурой необходим в производстве и обработке металлов. Измерения выполняются бесконтактным способом, особенно, когда речь идет о контроле рабочих параметров металла на прокатном стане, при объемной штамповке или закалке путем индукционного нагрева заготовок. Внедрение высокоточных приборов измерения температуры поможет изготавливать качественные изделия, снизить производственные издержки и оптимизировать технологический процесс.
  • Лазерная сварка и резка требует непрерывного контроля над температурой, причем для каждого материала допустимые параметры сильно различаются. В этой сфере востребованы инфракрасные датчики, которые бесконтактно замеряют температуру на стыках или в местах резки, регулируя ее для достижения максимальной производительности.
  • Профилактический ремонт оборудования – залог качественного и бесперебойного производства. При техобслуживании механического или электрического оборудования, эксплуатации систем кондиционирования воздуха важно использовать качественные инфракрасные термометры и тепловизоры. Высокоточные устройства позволяют заранее распознать дефекты или слабые места производственной цепочки – участки перегрева и недогрева. Тем самым снижается риск серьезной неисправности и уменьшаются затраты на техобслуживание и ремонт.

Виды приборов для измерения температуры в промышленных и лабораторных условиях

Виды приборов для измерения температуры в промышленных и лабораторных условиях

Измерение температуры значимо во многих технологических процессах. Профессиональные термометры применяются в нефтегазодобыче, химическом производстве, медицине, строительстве, метеорологии, сельском хозяйстве и т. д.В статье рассмотрены основные виды термометров, используемые в промышленных и научных отраслях.

Современное приборостроение предлагает широкий ассортимент измерителей температуры – приборы имеют разнообразную конфигурацию, принцип действия и сферы эксплуатации. Профессиональные и точные термометры незаменимы практически в любом направлении деятельности: их используют для контроля климатических показателей, при исследовании состояния материалов, оценке свойств веществ. Термометры также востребованы в быту и повседневной жизни, но особое распространение они получили в промышленности и науке.

Применение термометров в промышленности и лабораториях

В промышленных отраслях, таких как металлургия, целлюлозно-бумажное производство, земледелие, фармацевтика, животноводство, термометры необходимы для измерения температуры:

  • жидкостей;
  • растворов;
  • газов;
  • твердых тел;
  • поверхностей;
  • сыпучих материалов;
  • расплавов и т. д.

Профессиональные термометры особенно востребованы на производствах, где необходим контроль температуры сырья, технологического процесса или оценка свойств готовой продукции. К таким объектам относятся предприятия по изготовлению продуктов питания, химические и металлургические заводы, сельскохозяйственные организации и т. д. Контролировать технологические процессы также необходимо и в условиях лабораторных испытаний. Термометры находят применение в лабораториях контроля качества, эколого-аналитических центрах, технологических отделениях предприятий.

В каждой сфере деятельности востребованы определенные типы термометров. Эти измерители различаются по принципу действия и сфере применения.

Принцип действия измерителей температуры

В основе измерения температурных параметров могут лежать различные физические процессы. В зависимости от методики измерений все типы термометров делятся на 2 класса: контактные и бесконтактные.

1. Контактные термометры – принцип действия таких приборов основывается на необходимости теплового контакта между датчиком термометра и средой, температура которой измеряется. Термометр с датчиком подходит для работы с газообразными средами, жидкостями, твердыми или сыпучими продуктами;

Контактные термометры по принципу измерения подразделяются на:

  • термометры сопротивления – фиксируют электрическое сопротивление веществ, изменяющееся в зависимости от изменения температуры окружающей среды. Термометр сопротивления состоит из чувствительного элемента и наружной (защитной) арматуры. В качестве материала для чувствительного элемента используют медь и платину. Эти материалы выбраны потому, что на их сопротивление заметно влияет изменение температуры окружающей среды (большой температурный коэффициент сопротивления). Термометры сопротивления часто используют в системах мониторинга и оповещения;
  • электронные термопары – предназначены для измерения термоэлектродвижущей силы, возникающей под действием сгенерированного тока;
  • манометрические – измерения основываются на зависимости температуры от давления газов, давление жидкости или газа меняется при изменении температуры. Чувствительным элементом в таких приборах служит термобаллон, который соединяется с манометром;

2. Бесконтактные - это такие термометры, для измерения которыми нет необходимости в тепловом контакте среды и прибора, а достаточно измерений собственного теплового или оптического излучения измеряемого объекта.

Бесконтактные термометры по принципу измерения подразделяются на:

  • пирометры излучения;
    • радиометры;
    • тепловизоры.
  • Бесконтактные пирометры – эти измерители, которые считывают тепловое излучение от исследуемых объектов. Приборы с инфракрасными датчиками бывают яркостными (в диапазоне красного света оценивается яркость эталонного объекта и исследуемого материала) и радиационными (мощность теплового излучения преобразуется в показатели температуры).

Классификация термометров по исполнению

В зависимости от материалов, которые применяются в измерительном приборе, термометры бывают:

  • жидкостными – выполняются в виде корпуса с жидкостью, которой свойственно температурное расширение (чаще всего используют ртуть или спирт). Колба с жидкостью оснащается измерительной шкалой. По ней отслеживается движение жидкости, которая при нагревании расширяется, а при охлаждении сжимается;
  • газовыми – принцип работы термометров похож с жидкостными, но в качестве заполняющего вещества в колбе используется инертный газ. Газообразное вещество имеет увеличенный температурный диапазон, что позволяет применять данные термометры при исследовании раскаленных материалов;
  • механическими – основываются на принципе деформации спирали из металла или биметаллической ленты. Такие термометры оснащаются стрелкой и внешне напоминают циферблат часов. Наиболее часто механические термометры используют в автомобилях и специализированной технике;
  • электрическими – измеряют уровень сопротивления металлического проводника (чаще медного или платинового) при разных температурах;
  • термоэлектрическими – в основе высокоточных измерителей лежат два проводника, образующих спай, при нагревании которого возникает термоэлектрический ток;
  • волоконно-оптическими – оптоволоконные датчики, через которые проходит световой луч, под действием температур изменяют свой объем, в это время прибор регистрирует преломление света. Математическая обработка спектрального смещения света дает информацию об измеряемой температуре.

Приборы для измерения температуры

Температура — это мера теплового состояния вещества (степенью его нагрева). Существуют различные приборы для измерения температуры, но данный обзор раскроет лишь те, которые используются в промышленности (котельной). Также будет рассмотрена базовая информация по особенности и алгоритму измерения температуры любого тела.

Алгоритм измерения температуры тела

Измерить температуру любого тела (не путать с телом человека) так, как измеряют многие физические величины (дли­на, масса, объем) невозможно, так как в природе не существует эталона или образца единицы этой величины. Поэтому определение температуры вещества сводится к сравнению путем наблюдения за изменением физических свойств другого, так называемого термометрического вещества, которое при соприкосновении с нагретым телом вступает с ним через некоторое время в тепловое равновесие.

Метод измерения температуры тела не дает абсолютного значения температуры нагретой среды, а указывает лишь разность температур относительно исходной температуры термометрического вещества, условно принятой за нуль.

В процессе нагревания изменяется как внутренняя энергия вещества, так и практически все его физические свойства. Для измерения температуры выбираются только те свойства, которые однозначно меняются с изменением температуры, не подвержены влиянию других факторов и сравнительно легко поддаются точному измерению. Под эти требования наиболее точно подпадают следующие свойства рабочих веществ:

  • Объемное расширение.
  • Изменение давления в замкнутом объеме.
  • Изменение электрического сопротивления.
  • Возникновение термоэлектродвижущей силы и интенсивность излучения.

Все эти свой­ства положены в основу устройства при­боров для измерения температуры.

Термометр расширения для измерения температуры

Принцип работы термометра расширения основана на свойстве тел изменять объем и линейные размеры в результате изменения температуры. В жидкостных стеклянных термометрах в качестве рабочего вещества используется ртуть и органические жидкости (этиловый спирт, толуол, пентан).

Термометры с органическими заполнителями подходят для измерения температуры тел в пределах от -190°C до +100°С. Если же рассмотреть ртуть, то при нормальном абсолютном давлении она находится в жидком состоянии при температурах от -39°C (точка замерзания) до +357°C (точка кипения). Верхний предел измерения ртутных термометров (до 500 °С и выше) достигается при помощи искусственного повышения точки кипения ртути. Для этого пространство капилляра над рту­тью заполняется инертным газом (азотом) при давлении свыше 2 МПа.

Типы ртутных термометров и варианты установки в защитной гильзе:

Типы:
а — технический с вложенной шкалой.
б — лабораторный палочный с безнулевой шкалой.
1 — пробка, залитая гипсом.
2 — наружная цилиндрическая оболочка.
3 — шкала, выполненная из стеклянной пластинки молочно­го цвета. Шкала лабораторного палочного термометра нанесена непосредствен­но на наружной поверхности капилляра в виде насечки по стеклу.
4 — капилляр.
5 — нижняя часть термометра.
6 резервуар, заполненный ртутью. Резервуар лабораторного палочного термометра соединен с толстостенным капилляром, имеющим наружный диаметр 6 — 8 мм.
7, 8 — расширения капилляра.
9 — дополнительная шкала.
Варианты установки в защитной гильзе:
авдоль оси трубопровода.
б — наклонно к оси горизонтального трубопровода.
в — нормально к оси горизонтального трубопровода.
гна вертикальном трубопроводе.
D — диаметр трубопровода.

Неправильная установка термометра может привести к изменению точности показаний на 10 — 15 %. Наиболее распространенным способом установки ртутных термометров является их вложение в предохраняющую от поломки защитную гильзу.

Манометрический термометр, устройство и принцип работы

Принцип работы манометрического термометра основан на изменении в зависимости от температуры давления жидкости (газа или пара) в замкнутом объеме. Газовые приборы заполняются азотом, жидкостные — ртутью, ксилолом, толуолом при начальном давлении 1,5 — 2 МПа. В парожидкостных манометрических термометрах рабочим веществом служат низкокипящие органические жидкости (хлористый метил, ацетон, бензол).

Являясь техническими (показывающими или самопишущими), данные приборы предназначены для измерения температуры в пределах от -150°C до +600°C с классом точности 1 — 2,5.

Схема манометрического термометра:

1 — тяга.
2 — трубчатая пружина.
3 — капиллярная трубка.
4 штуцер с сальниковым уплотнением.
5 — термобаллон.

Рассмотрим подробнее представленную схему. Замкнутая система манометрического термометра, заполненная рабочим веществом, состоит:

  • Из термобаллона, погружаемого в измеряемую среду. Термобаллон из стальной или латунной трубки с одного конца закрыт, а с другого соединен с капилляром через объемный штуцер с сальниковым уплотнением и резьбой.
  • Трубчатой (манометрической) пружины, воздействующей посредством тяги на стрелку прибора.
  • Капиллярной труб­ки, соединяющей пружину с термобаллоном. Капилляр изготавливается из полой медной или стальной трубки с внутренним диаметром 0,2 — 0,4 мм и толщиной стенки 0,5 — 2 мм. Снаружи капилляр защищен металлической оплеткой. Длина капилляра может достигать 60 м.

Зная конструкцию манометрического термометра, можно более развернуто сформировать его принцип работы. При нагреве термобаллона увеличение в нем давления рабочего вещества передается через капилляр трубчатой пружине и вызывает ее перемещение.

В биметаллическом термометре для измерения температуры используется принцип расширении и сжатии твердых тел. При нагреве латунь, находящаяся внутри спирали, расширяется сильнее меди снаружи. Это приводит к разворачиванию спирали и перемещению стрелки по шкале.

Биметаллический термометр

Данный тип термометров имеет также и ряд недостатков. Металлы, из которых изготавливаются биметаллические элементы, закаливаются при температурах свыше 1000°C в течение длительного времени. Такое закаливание понижает их чувствительность к изменениям температуры, и при повышении (понижении) температуры стрелка не будет двигаться пропорционально изменению температуры. Также биметаллический элемент с закаленным элементом может слабо реагировать на повышение температуры и сильно реагировать на понижение температуры.

Типы и принцип работы термометров биметаллических:

Благодаря своей прочности и способности противостоять температурам за пределами диапазона измерений такие приборы становятся наиболее приемлемыми для промышленного применения (системы кондиционирования, теплоснабжения, водоснабжения).

При измерении температуры агрессивных сред рекомендуется комплектовать термометр гильзой из нержавеющей стали.

Термометр сопротивления платиновый

Работа термометров сопротивления основана на изменении электрического сопротивления металлических проводников в зависимости от температуры. Зная зависимость сопротивления проводника от температуры и определяя это сопротивление при помощи электроизмерительного прибора, можно судить о величине температуры проводника. В качестве вторичных приборов, работающих с данным термометром, применяются уравновешенные и неуравновешенные измерительные мосты и логометры.

К достоинствам термометров сопротивления можно отнести:

  • Высокую точность измерения.
  • Легкость осуществления автоматической записи и дистанционной передачи показателей.
  • Возможность присоединения к одному вторичному прибору при помощи переключателя нескольких термометров.

Технические термометры сопротивления бывают платиновые — ТСП и медные — ТСМ. Платиновые термометры наиболее распространены, и их часто устанавливают для контроля важных параметров.

Конструкция платинового термометра сопротивления (ТСП):

а — чувствительный элемент.
б — внутренняя арматура.
взащитная арматура.
1 — выводы.
2 — накладки.
3серебряная лента.
4 — платиновая проволока.
5 — каркас из слюдяной пластинки.
6 фарфоровые бусы.
7 — оболочка.
8 — вкладыш.
9 головка.
10 штуцер.
11 — защитный чехол.

Рассмотрев схематически устройство платинового термометра сопротивления, более детально опишем взаимодействие всех его составных частей:

  • На каркасе из слюдяной пластинки (5), имеющей по бокам зубчатую насечку, намотана платиновая проволока (4) диаметром 0,07 мм и длиной около 2 м.
  • К концам платиновой об­мотки припаяны два вывода (1) из серебряной проволоки диаметром 1 мм, присоединенные к латунным зажимам в головке термометра (9).
  • Слюдяная пластинка с обмоткой изолирована с двух сторон более широкими слюдяными накладками (2) и связана с ними в общий пакет серебряной лентой (3). Образованный таким образом чувствительный элемент вставлен в плоский алюминиевый вкладыш и вместе с ним заключен в трубчатую оболочку (7) из алюминия.
  • Серебряные выводы изолированы фарфоровыми бусами (6).
  • Оболочка с чувствительным элементом помещена в стальной защитный чехол (11) с приваренным к нему штуцером (10). В верхней части защитного чехла закреплена алюминиевая головка (9), внутри которой находится бакелитовый вкладыш с двумя зажимами для присоединения внешних соединительных проводов.

Термометр сопротивления применяется в промышленности (для определения нагрева печей), в трубопроводах (для веществ, состояние которых зависит от температуры), в медицине и многих других отраслях. Диапазон измерения температур прибора варьирует от -260°C до +750°C.

Термоэлектрический пирометр

Термоэлектрические пирометры работают за счет возникновения термоэлектродвижущей силы (ТЭДС) при изменении температуры точки спая двух проводников из разнородных металлов.

Схема термоэлектрического пирометра:

1, 2свободные (холодные) концы термопары.
3 — рабочий конец термопары (горячий спай).
А, Втермоэлектроды (термопара).
С — соединительные провода.
ЭП — вторичный электроизмерительный прибор, подключенный к термопаре.
t0 — температура холодных концов термопары.
tтемпе­ратура горячего спая.

Величина термоэлектродвижущей силы (ТЭДС), развиваемой термоэлектродами, зависит от их материала, а также от тем­пературы рабочего и свободных концов термопары.

Материалами для термопары служат чистые металлы и их сплавы, обладающие следующими свойствами:

  • Они должны обеспечивать при измерениях большие ТЭДС.
  • Должны иметь постоянство термоэлектрических свойств.
  • Должны быть устойчивы к действию высоких температур, окисления.
  • Должны иметь хорошую электропроводность.
  • Должны иметь однозначную и линейную зависимость термоэлектродвижущей силы от температуры.

Пределы измерения температур термопарами:

Наименование термопары Тип Градуировка Пределы измерения температуры при длительном измерении, °C
Платинородий-платиновая (10% родия) ТПП ПП-1 -20 — +1300
Платинородиевая (30% и 6% родия) ТПР ПР-30 ⁄ 6 +300 — +1600
Хромель-алюмелевая ТХА ХА -50 — +1000
Хромель-копелевая ТХК ХК -50 — +600

Наибольшее распространение для промышленных термопар получили такие материалы, как платина, платинородий, хромель, алюмель, копель.

Общий вид и конструкция термопары:

а, б — термоэлектроды, соединенные сваркой.
в — термоэлектроды, при­варенные к дну защитного чехла.
1 — крышка.
2 — сальник с уплотнением для вывода проводов.
3 — зажимы.
4 — колодка.
5 — защитный чехол.
6 — подвижной фланец.
7 — рабочий конец термо­пары.
8 фарфоровый стаканчик.
9 фарфоровые бусы.
10 корпус головки.
11, 12 — винты.

Выделив схематически устройство термопары, более детально опишем взаимодействие всех ее составных частей:

  • На стальной защитный чехол (5) насажен подвижный фланец (6) со стопорным винтом, служащим для закрепления прибора.
  • Рабочий конец термопары (7) помещен в фарфоровый стаканчик (8). Рабочий конец образуется сваркой двух концов, а из толстых — их скруткой и сваркой. Для улучшения условий теплопередачи рабочий конец термопары из недрагоценных металлов приваривается ко дну защитного металлического чехла.
  • Оба электрода от спая до зажимов тщательно изолируются одноканальными и двухканальными фарфоровыми трубками или бусами (9). Термоэлектроды из драгоценных металлов изготавливаются из проволоки диаметром 0,5 мм, а из недрагоценных металлов — 1,2 — 3,2 мм.
  • Головка состоит из литого корпуса (10), крышки (1) и сальника (2) с уплотнением для вывода проводов.
  • Внутри головки расположена ко­лодка (4) с двумя зажимами (3).
  • На зажимах имеется две пары винтов (11,12) для закрепления термопроводов и соединительных проводов.

В качестве электроизмерительных приборов в термоэлектрических пирометрах применяются пирометрические милливольтметры и потенциометры.

Все рассмотренные приборы и термометры применяются в промышленности для измерения температуры тел и относятся к контрольно-измерительным приборам и приборам безопасности (КИП и А).

Измерение температуры | КИПиА Портал

Одним из важнейших физических параметров, который чаще всего наблюдается и контролируется, будь то повседневная бытовая жизнь человека, производственные циклы или лабораторные исследования, является температура.

Температурой — называют величину, характеризующую тепловое состояние тела. Согласно кинетической теории температуру определяют как меру кинетической энергии поступательного движения молекул. Отсюда температурой называют условную статистическую величину, прямо пропорциональную средней кинетической энергии молекул тела.

В соответствии с Международной практической температурной шкалой 1968 г. основной температурой является термодинамическая температура, единица которой — Кельвин (К), но на практике чаще применяется температура Цельсия, единица которой — градус (С), равный Кельвину. между температурой Цельсия и термодинамической температурой существует следующее соотношение:

t, С=Т, К-273,15

Для изменения температур применяется контактные и бесконтактные методы. Для реализации контактных методов измерения применяются:

термометры расширения

  • стеклянные
  • жидкостные
  • манометрические
  • биметаллические
  • дилатометрические

термопреобразователи

  • термосопротивления (проводниковые и полупроводниковые)
  • термоэлектрические преобразователи

Бесконтактные измерения температуры осуществляются пирометрами (квазимонохроматическими, спектрального отношения и полного излучения).

Контактные методы измерения более просты и точны, чем бесконтактные. Но для измерения температуры необходим непосредственный контакт с измеряемой средой и телом. И в результате этого может возникать, с одной стороны, искажение температуры среды в месте измерения и с другой несоответствие температуры чувствительного элемента и измеряемой среды.

Серийно выпускаемые термометры и термопреобразователи охватывают диапазон температур от — 260 до 2200°С и кратковременно до 2500°С. Бесконтактные средства измерения температуры серийно выпускаются на диапазон температур от 20 до 4000°С.

В таблице 1 приведены наиболее распространенные устройства для измерения температуры и практические пределы их применения.

Таблица 1

Термометрическое свойство Наименование устройства Пределы длительного применения, 0С
Нижний Верхний
Тепловое расширение Жидкостные стеклянные термометры -190 600
Изменение давления Манометрические термометры -160 60
Изменение электрического сопротивления Электрические термометры сопротивления. -200 500
Полупроводниковые термометры сопротивления -90 180
Термоэлектрические эффекты Термоэлектрические термометры (термопары) стандартизованные. -50 1600
Термоэлектрические термометры (термопары) специальные 1300 2500
Тепловое излучение Оптические пирометры. 700 6000
Радиационные пирометры. 20 3000
Фотоэлектрические пирометры. 600 4000
Цветовые пирометры 1400 2800
Термометры стеклянные

Принцип действия основан на зависимости объемного расширения жидкости от температуры. Отличаются высокой точностью, простотой устройства и дешевизной. Однако стеклянные термометры хрупки, как правило, не ремонтопригодны, не могут передавать показания на расстояние.

Основными элементами конструкции являются резервуар с припаянным к нему капилляром, заполненные частично термометрической жидкостью, и шкала.

Конструктивно различаются палочные термометры со шкалой, вложенной внутрь стеклянной оболочки. У палочных термометров шкала наносится непосредственно на поверхность толстостенного капилляра. У термометров с вложенной шкалой капилляр и шкальная пластина с нанесенной шкалой, заключены в защитную оболочку, припаянную к резервуару.

Стеклянные термометры расширения выпускаются для измерения температур от -100 до 600°С.

Выпускаются также ртутные электроконтактные термометры, предназначенные для сигнализации или поддержания заданной температуры. Термометры выпускаются с заданным постоянным контактом (ТЗК) или с подвижным контактом (ТПК).

Точность показаний термометров зависит от правильности их установки. Важнейшим требованием, предъявляемым при установке, является обеспечение наиболее благоприятных условий притока тепла от измеряемой среды к термобаллону и наименьший отвод тепла от остальной части термометра во внешнюю среду. Большей частью термометры устанавливают в защитную оправу.

Рисунок 1. Стеклянные термометры

Рисунок 2. Электроконтактные термометры

Манометрические термометры

Манометрические термометры предназначены для непрерывного дистанционного измерения температуры жидких и газообразных нейтральных сред в стационарных условиях.

Принцип действия основан на измерении давления (объема) рабочего вещества в замкнутом объеме в зависимости от температуры чувствительного элемента. Основными частями манометрических термометров являются термобаллон (чувствительный элемент), капилляр и деформационный манометрический преобразователь, связанный со стрелкой прибора.

Рисунок 3. Схема манометрического термометра

В зависимости от агрегатного состояния вещества, заполняющего систему, манометрические термометры делятся на жидкостные, газовые и парожидкостные (конденсатные). В качестве заполнителей термосистем применяются: в газовых манометрических термометрах — азот, в жидкостных — полиметилоксановые жидкости, в парожидкостных -ацетон, метил хлористый, фреон.

Измерение температуры контролируемой среды воспринимается заполнителем через термобаллон и преобразуется в изменение давления, под действием которого манометрическая трубчатая пружина с помощью тяги и сектора перемещает стрелку относительно шкалы.

Схема манометрического термометра

В зависимости от выполняемых функций манометрические термометры разделяются на показывающие, самопишущие, комбинированные, бесконтактные, с наличием устройств для телеметрической передачи, сигнализации, регулирования или без них.

В зависимости от способа соединения термобаллона с корпусом, термометры могут быть местные и дистанционные. В зависимости от формы диаграммы и поля записи, самопишущие термометры подразделяют на дисковые, ленточные. В зависимости от типа механизма для передвижения диаграммных лент самопишущие термометры изготовляют с часовым или электрическим приводом.

Достоинством манометрических термометров являются: возможность измерения температуры без использования дополнительных источников энергии, сравнительная простота конструкции, возможность автоматической записи показаний, взрывобезопасность, нечувствительность к внешним магнитным полям.

К недостаткам относятся: относительно невысокая точность измерения, трудность ремонта при разгерметизации измерительной системы, низкая прочность капилляра, небольшое расстояние дистанционной передачи показаний, значительная инерционность.

Основные типы манометрических термометров:

— ТПГ — 100 Эк, ТПГ- 100Сг -газовый показывающий сигнализирующий;

— ТКП — 100 , ТКП — 160 -конденсационный показывающий;

— ТЖП — 100 — жидкостной показывающий;

— ТГП — 100 — газовый показывающий.

Термопреобразователи сопротивления

Термопреобразователи сопротивление применяются для измерения температур а пределах от -260 до 750°С. Принцип действия основан на свойстве проводника изменять свое электрическое сопротивление с изменением температуры. Основными частями термопреобразователя сопротивления являются: чувствительный элемент, защитная арматура и головка преобразователя с зажимами для подключения и соединительных проводов. Чувствительные элементы медных термопреобразователей представляют собой проволоку, покрытую эмалевой изоляцией, которая бифилярно намотана на каркас, либо без каркаса, помещенную в тонкостенную металлическую оболочку. Чувствительный элемент помещается в защитную арматуру.

Платиновая проволока не может быть покрыта слоем изоляции. Поэтому платиновые спирали располагают в тонких каналах керамического каркаса, заполненных керамическим порошком. Этот порошок выполняет функции изолятора, осуществляет фиксацию положения спиралей в каналах и препятствует межвитковому замыканию.

Термопреобразователи сопротивления выпускаются для измерений температур в диапазоне от -260 до 1100°С следующих исполнений: погружаемые и поверхностные, стационарные и переносные; негерметичные и герметичные; обыкновенные, пылезащищенные, водозащищенные, взрывобезопасные, защищенные от агрессивных сред и других внешних воздействий; малоинерционные, средней и большой инерционности; обыкновенные и виброустойчивые; одинарные и двойные; 1 — 3 классов точности.

Выпускаются термопреобразователи сопротивления следующих номинальных статических характеристик преобразования: платиновые -10П, 50П, 100П, медные -10М, 50М, 100М. Число в условном обозначении характеристики показывает сопротивление термопреобразователя при 0°С.

К числу достоинств следует отнести высокую точность и стабильность характеристики преобразователя, возможность измерять криогенные температуры, возможность осуществления автоматической записи и дистанционной передачи показаний.

 К недостаткам следует отнести больше размеры чувствительного элемента, не позволяющие измерять температуру в точке объекта или измеряемой среды, необходимость индивидуального источника питания, значительная инертность.

Термоэлектрические преобразователи

Термометры термоэлектрические представляют собой чувствительные элементы в виде двух проводов из разнородных металлов или полупроводников со спаянными концами. Действие термоэлектрического преобразователя основано на эффекте Зеебека — появлении термоЭДС в контуре, составленном из двух разнородных проводников, спаи которых нагреты до различных температур. При поддержании температуры одного из спаев постоянной можно по значению термоЭДС судить о температуре другого спая. Спай, температура которого должна быть постоянной, принято называть холодным, а спай, непосредственно соприкасающийся с измеряемой средой — горячим.

В наименовании термоэлектрического преобразователя всегда принято ставить на первое место название положительного термоэлектрода, а на второе — отрицательного.

Преобразователи термоэлектрические изготовляют следующих типов:

— ТВР — термопреобразователь вольфрамрениевый

— ТПР — термопреобразователь платинородиевый

— ТПП — термопреобразователь платинородий-платиновый

— ТХА — термопреобразователь хромель-алюмелевый

— ТХК — термопреобразователь хромель-копелевый

— ТМК — термопреобразователь медь-копелевый

Термопреобразователи различают:

— По способу контакта с измеряемой средой — погружаемые, поверхностные.

— По условиям эксплуатации — стационарные, переносные, разового применения, многократного применения, кратковременного применения.

— По защищенности воздействия окружающей среды — обыкновенные, водозащитные, защищенные от агрессивных сред, взрывозащищенные, защищенные от других механических воздействий.

— По герметичности к измеряемой среде — негерметичные, герметичные.

— По числу термопар — одинарные, двойные тройные.

— По числу зон — однозонные, многозонные.

Если температуру холодного спая поддерживать постоянной, то термоЭДС будет зависеть только от степени нагрева рабочего конца термопреобразователя , что позволяет отградуировать измерительный прибор в соответствующих единицах температуры . В случае отклонения температуры свободных концов от градуировочного значения, равного 0°С, к показаниям вторичного прибора вводиться соответствующая поправка. Температуру свободных концов учитывают для того, чтобы знать величину поправки.

Для вывода свободных концов термопреобразователя в зону с постоянной температурой служат удлиненные термоэлектродные провода. Они должны быть термоэлектрически идентичны термоэлектродам термопреобразователя.

Существует два способа подбора компенсационных проводов. Первый способ — подбирают провода, которые в паре с соответствующим электродом имеют термоЭДС. Его применяют в тех случаях, когда необходимо производить измерения с повышенной точностью. В случае недефицитных материалов и удовлетворительных эксплуатационных свойств провода изготовляют из тех же материалов, что и подключаемая термопара.

Таким образом, чтобы определить измеряемую температуру среды с помощью термоэлектрического преобразователя, необходимо выполнить следующие операции:

  •  измерить термоЭДС в цепи преобразователя;
  • определить температуру свободных концов;
  • в измеряемую величину термоЭДС ввести поправку на температуру свободных концов;
  • по известной зависимости термоЭДС от температуры определить измеряемую температуру среды.

В зависимости от материала термоэлектродов различают: термопреобразователи с металлическими термопарами из благородных и неблагородных металлов и сплавов; термопреобразователи с термопарами из тугоплавких металлов и сплавов.

Термопары из благородных металлов, обладая устойчивостью к высоким температурам и агрессивным средам, а также постоянной термоЭДС, широко пользуются для замера высоких температур в промышленных и лабораторных условиях. Термопары из неблагородных металлов и сплавов применяются доя измерения температур до 1000°С. Достоинством этих термопар является сравнительно небольшая стоимость и способность из развивать большие термоЭДС.

Для защиты термоэлектродов от механических повреждений и агрессивного действия среды, а также для удобства установки на технологическом оборудовании применяют защитную арматуру. Материал и исполнение арматуры могут быть различными в зависимости от назначения и области применения. Наиболее широко в качестве материалов используют высоколегированные стали и коррозионно — стойкие, жаропрочные и жаростойкие сплавы на основе железа, никеля, хрома и добавок алюминия, кремния, марганца.

Бесконтактное измерение температуры, основные понятия и законы излучения

О температуре нагретого тела можно судить на основании измерения параметров его теплового излучения, представляющего собой электромагнитные волны различной длины. Чем выше температура тела, тем больше энергии оно излучает.

Термометры, действие которых основано на измерении теплового излучения, называют пирометрами. Они позволяют контролировать температуру от 100 до 6000 °С и выше. Одним из главных достоинств данных устройств является отсутствие влияния измерителя на температурное поле нагретого тела, так как в процессе измерения они не вступают в непосредственный контакт друг с другом. Поэтому данные методы получили название бесконтактных.

На основании законов излучения разработаны пирометры следующих типов:

  1. пирометр суммарного излучения (ПСИ) – измеряется полная энергия излучения;
  2. пирометр частичного излучения (ПЧИ) – измеряется энергия в ограниченном фильтром (или приемником) участки спектра;
  3. пирометры спектрального отношения (ПСО) – измеряется отношение энергии фиксированных участков спектра.

В зависимости от типа пирометра различаются радиационная, яркостная, цветовая температуры.

Радиационной температурой реального тела Тр называют температуру, при которой полная мощность АЧТ равна полной энергии излучения данного тела при действительной температуре Тд.

Яркостной температурой реального тела Тя называют температуру, при которой плотность потока спектрального излучения АЧТ равна плотности потока спектрального излучения реального тела для той же длины волны (или узкого интервала спектра) при действительной температуре Тд.

Цветовой температурой реального тела Тц называют температуру, при которой отношения плотностей потоков излучения АЧТ для двух длин волн  и  равно отношению плотностей потоков излучений реального тела для тех же длин волн при действительной температуре Тд.

Приборы для измерения температуры

(Часть вторая)

Индикаторы температуры термопары

Термопара - это цепь или соединение двух разнородных металлов. Металлы соприкасаются двумя отдельными стыками. Если один из соединений нагревается до более высокой температуры, чем другой, в цепи создается электродвижущая сила. Это напряжение прямо пропорционально температуре. Таким образом, измеряя величину электродвижущей силы, можно определить температуру.Вольтметр помещается поперек более холодного из двух спаев термопары. При необходимости он калибруется в градусах Фаренгейта или Цельсия. Чем горячее становится высокотемпературный спай (горячий спай), тем больше создается электродвижущая сила и тем выше показание температуры на измерителе. [Рисунок 10-71] Рисунок 10-71. Термопары объединяют в себе два разных металла, которые вызывают протекание тока при нагревании. [щелкните изображение, чтобы увеличить] Термопары используются для измерения высоких температур. Двумя распространенными приложениями являются измерение температуры головки цилиндров (CHT) в поршневых двигателях и температуры выхлопных газов (EGT) в газотурбинных двигателях.Выводы термопар изготавливаются из различных металлов, в зависимости от максимальной температуры, которой они подвергаются. Железо и константан или медь и константан являются общими для измерения CHT. Хромель и алюмель используются в турбинных термопарах EGT.

Величина напряжения, создаваемого разнородными металлами при нагревании, измеряется в милливольтах. Поэтому выводы термопары предназначены для обеспечения определенного сопротивления в цепи термопары (обычно очень небольшого).Их материал, длина или размер поперечного сечения не могут быть изменены без компенсации возможного изменения общего сопротивления. Каждый провод, который соединяется с вольтметром, должен быть из того же металла, что и часть термопары, к которой он подключен. Например, медный провод подключается к медной части горячего спая, а константановый провод подключается к константановой части.

Горячий спай термопары различается по форме в зависимости от области применения.Два распространенных типа - это прокладка и байонет. В типе прокладки два кольца из разнородных металлов прижимаются друг к другу, образуя прокладку, которую можно установить под свечой зажигания или прижимной гайкой цилиндра. В байонетном исполнении металлы соединяются внутри перфорированной защитной оболочки. Байонетные термопары вставляются в отверстие или колодец в головке блока цилиндров. В газотурбинных двигателях они установлены на корпусе входа или выхода турбины и проходят через корпус в поток газа. Обратите внимание, что для индикации CHT, цилиндр, выбранный для установки термопары, является наиболее горячим в большинстве рабочих условий.Расположение этого цилиндра зависит от двигателя. [Рисунок 10-72] Рисунок 10-72. Термопара головки блока цилиндров с горячим спаем прокладочного типа предназначена для установки под свечой зажигания или прижимной гайкой цилиндра самого горячего цилиндра (A). Термопара байонетного типа устанавливается в отверстие в стенке цилиндра (B).

Холодный спай цепи термопары находится внутри корпуса прибора. Поскольку электродвижущая сила, установленная в цепи, изменяется в зависимости от разницы температур между горячим и холодным спаем, необходимо компенсировать механизм индикатора для изменений температуры кабины, которые влияют на холодный спа.Это достигается с помощью биметаллической пружины, соединенной с механизмом индикатора. Фактически он работает так же, как описанный ранее биметаллический термометр. Когда провода отсоединены от индикатора, температуру в зоне кабины вокруг приборной панели можно прочитать на шкале индикатора. [Рис. 10-73] Цифровые светодиодные индикаторы для CHT также широко распространены в современных самолетах.

Рисунок 10-73. Типовые индикаторы температуры термопары.

Системы индикации температуры газовой турбины

EGT является критически важным параметром работы газотурбинного двигателя.Система индикации EGT обеспечивает визуальную индикацию температуры в кабине выхлопных газов турбины, когда они покидают турбоагрегат. В некоторых газотурбинных двигателях температура выхлопных газов измеряется на входе в турбоагрегат. Это называется системой индикации температуры на входе в турбину (TIT).

Несколько термопар используются для измерения EGT или TIT. Они расположены с интервалами по периметру кожуха турбины двигателя или выхлопного тракта.Крошечные напряжения термопары обычно усиливаются и используются для питания серводвигателя, который приводит в движение указатель индикатора. Распространено отключение цифровой индикации барабана от движения указателя. [Рисунок 10-74] Показанный индикатор EGT представляет собой герметичный блок. Шкала прибора находится в диапазоне от 0 ° C до 1200 ° C, с нониусом в верхнем правом углу и флажком предупреждения о выключении, расположенным в нижней части шкалы.

Рисунок 10-74. Типичная система термопар для определения температуры выхлопных газов.[щелкните изображение, чтобы увеличить] Система индикации TIT обеспечивает визуальную индикацию на приборной панели температуры газов, поступающих в турбину. Можно использовать множество термопар со средним напряжением, представляющим TIT. Существуют двойные термопары, содержащие два электрически независимых спая в одном зонде. Один комплект этих термопар подключен параллельно для передачи сигналов на индикатор кабины. Другой набор параллельных термопар выдает температурные сигналы в системы контроля и управления двигателем.Каждая цепь электрически независима, что обеспечивает надежность двойной системы.

Схема системы температуры на входе турбины для одного двигателя четырехмоторного газотурбинного самолета показана на рисунке 10-75. Схемы для трех других двигателей идентичны этой системе. Индикатор содержит мостовую схему, схему прерывателя, двухфазный двигатель для управления указателем и потенциометр обратной связи. Кроме того, включены опорное напряжение цепи, усилитель, выключение питания флага, источник питания, и сигнальная лампа над температурой.Выход усилителя возбуждает переменное поле двухфазного двигателя, которое позиционирует главный указатель индикатора и цифровой индикатор. Двигатель также управляет потенциометром обратной связи для подачи гудящего сигнала для остановки приводного двигателя при достижении правильного положения указателя относительно сигнала температуры. Опорное напряжение схема обеспечивает строго регулируются опорное напряжение в мостовой схеме, чтобы исключить ошибки от изменения входного напряжения к источнику питанию индикатора.

Рисунок 10-75. Типичная аналоговая система индикации температуры на входе в турбину. [щелкните изображение, чтобы увеличить] Предупреждающий световой сигнал о перегреве в индикаторе загорается, когда TIT достигает предварительно определенного предела. Внешний переключатель проверки обычно устанавливается так, чтобы можно было одновременно проверять сигнальные лампы перегрева для всех двигателей. При срабатывании тестового переключателя сигнал перегрева моделируется в каждой цепи моста контроля температуры индикатора.

Цифровые приборные системы кабины не нуждаются в использовании индикаторов сопротивления и отрегулированных сервоприводных термопар для предоставления пилоту информации о температуре.Значения сопротивления и напряжения датчика вводятся в соответствующий компьютер, где они регулируются, обрабатываются, контролируются и выводятся для отображения на дисплейных панелях кабины. Они также отправляются для использования другими компьютерами, которым требуется информация о температуре для управления и мониторинга различных интегрированных систем.

Измерение общей температуры воздуха

Температура воздуха является ценным параметром, от которого зависят многие параметры мониторинга и управления. Во время полета статическая температура воздуха постоянно меняется, и точное измерение создает проблемы.Ниже 0,2 Маха простой резистивный или биметаллический датчик температуры может предоставить относительно точную информацию о температуре воздуха. На более высоких скоростях трение, сжимаемость воздуха и поведение пограничного слоя усложняют точное определение температуры. Общая температура воздуха (TAT) - это статическая температура воздуха плюс любое повышение температуры, вызванное высокоскоростным движением самолета по воздуху. Повышение температуры известно как подъем тарана. Датчики TAT-зондирования сконструированы специально для точного захвата этого значения и передачи сигналов для индикации в кабине, а также для использования в различных двигателях и системах самолетов.

Простые системы ТАТ включают датчик и индикатор со встроенной схемой баланса сопротивлений. Воздушный поток через датчик рассчитан таким образом, что воздух с точной температурой воздействует на резистивный элемент из сплава платины. Датчик спроектирован так, чтобы фиксировать изменения температуры с точки зрения изменения сопротивления элемента. При включении в мостовую схему указатель индикатора перемещается в ответ на дисбаланс, вызванный переменным резистором.

Более сложные системы используют технологию коррекции сигналов и усиленные сигналы, отправляемые на серводвигатель для регулировки индикатора в кабине.Эти системы включают строго регулируемое электропитание и мониторинг отказов. Они часто используют числовые показания барабанного типа, но также могут быть отправлены драйверу ЖК-дисплея для подсветки ЖК-дисплеев. Многие ЖК-дисплеи являются многофункциональными и могут отображать статическую температуру воздуха и истинную скорость полета. В полностью цифровых системах сигналы коррекции вводятся в АЦП. Там ими можно управлять соответственно для отображения в кабине или для любой системы, требующей информации о температуре. [Рисунок 10-76] Рисунок 10-76.Различные ТАТ-дисплеи в кабине.

Конструкция датчика / зонда ТАТ осложняется возможностью образования льда в условиях обледенения. Если датчик не нагревается, он может перестать нормально работать. Включение нагревательного элемента угрожает точному сбору данных. Нагрев зонда не должен влиять на сопротивление чувствительного элемента. [Рисунок 10-77] Рисунок 10-77. Датчики общей температуры воздуха (ТАТ).

На этапе проектирования большое внимание уделяется потоку воздуха и проводимости материалов.Некоторые датчики TAT направляют стравливаемый воздух через блоки, чтобы повлиять на поток наружного воздуха, так что он течет прямо на платиновый датчик без получения дополнительной энергии от нагревателя датчика.

Бортовой механик рекомендует

.

Приборы для измерения температуры - Какие есть варианты?

Температуру можно измерить с помощью множества датчиков. Все они определяют температуру, ощущая какое-то изменение физических характеристик.

Шесть типов, с которыми инженер может контактировать: термопары, резистивные температурные устройства (RTD и термисторы), инфракрасные излучатели, биметаллические устройства, устройства расширения жидкости и устройства изменения состояния.

Выберите подходящий прибор для измерения температуры для вашего приложения

Датчики измерения температуры термопары
Термопары состоят из двух полос или проводов, изготовленных из разных металлов и соединенных одним концом.Изменения температуры в этом соединении вызывают изменение электродвижущей силы (ЭДС) между другими концами. С повышением температуры эта выходная ЭДС термопары возрастает, хотя и не обязательно линейно.

Учить больше

Терморезисторы (RTD)
В резистивных температурных устройствах используется тот факт, что электрическое сопротивление материала изменяется при изменении его температуры.Двумя ключевыми типами являются металлические устройства (обычно называемые RTD) и термисторы. Как следует из названия, резистивные датчики температуры зависят от изменения сопротивления металла, причем сопротивление возрастает более или менее линейно с температурой. Термисторы основаны на изменении сопротивления керамического полупроводника; сопротивление нелинейно падает с ростом температуры.

Учить больше

Инфракрасные приборы для измерения температуры
Инфракрасные датчики - это бесконтактные устройства.Они определяют температуру, измеряя тепловое излучение, испускаемое материалом.

Учить больше

Биметаллические приборы для измерения температуры
Биметаллические устройства используют разницу в скорости теплового расширения между разными металлами. Полоски из двух металлов склеиваются между собой. При нагревании одна сторона будет расширяться больше, чем другая, и результирующий изгиб преобразуется в показания температуры с помощью механической связи с указателем.Эти устройства портативны, и для них не требуется источник питания, но они обычно не так точны, как термопары или RTD, и с трудом поддаются регистрации температуры.

Учить больше

Приборы для измерения температуры расширения жидкости
Устройства для расширения жидкости, типичными для которых является бытовой термометр, обычно делятся на две основные классификации: ртутные и органически-жидкие.Также доступны версии, использующие газ вместо жидкости. Ртуть считается опасным для окружающей среды, поэтому существуют правила, регулирующие транспортировку устройств, которые ее содержат. Датчики расширения жидкости не требуют электроэнергии, не представляют опасности взрыва и стабильны даже после многократных циклов. С другой стороны, они не генерируют данные, которые легко записываются или передаются, и они не могут выполнять точечные или точечные измерения.

Учить больше

Устройства для измерения температуры с изменением состояния
Датчики температуры изменения состояния состоят из этикеток, таблеток, мелков, лаков или жидких кристаллов, внешний вид которых изменяется при достижении определенной температуры.Они используются, например, с конденсатоотводчиками: когда температура сифона превышает определенную температуру, белая точка на этикетке датчика, прикрепленной к сифону, становится черной. Время отклика обычно составляет минуты, поэтому эти устройства часто не реагируют на переходные изменения температуры. И точность ниже, чем у других типов датчиков. Кроме того, изменение состояния необратимо, за исключением жидкокристаллических дисплеев. Даже в этом случае датчики изменения состояния могут быть удобны, когда требуется подтверждение того, что температура единицы оборудования или материала не превышает определенного уровня, например, по техническим или юридическим причинам во время транспортировки продукта.

Учить больше .

Приборы для измерения температуры

ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ИНСТРУМЕНТЫ

Температура - это степень жара или холода. вещества, измеряемого по определенной шкале.Температура измеряется при измерении инструмент например, термометр, вводится

в контакт с измеряемой средой. Все приборы для измерения температуры используют некоторые изменение материала для обозначения температуры. Несколько эффектов, которые используются для обозначения температуры изменения физических свойств и измененные физические размеры. Один из наиболее важных физические свойства, используемые в приборах для измерения температуры изменение длины материал в виде расширения и сжатия.

Рассмотрим однородный однородный стержень

, показанный на рисунке. на рисунке 8-11. Если бар имеет заданный

Рисунок 8-11. Расширение стержня.

длина (

LO) при некоторой температуре и нагревается, он будет развернуть (Lf). Степень расширения зависит от исходной длины и повышение температуры. В количество существенных изменений длины с температурой называется линейной коэффициент расширения.

Линейный коэффициент расширения для материала

является физическим свойством этого материала и описывает его поведение в зависимости от температуры.

БИМЕТАЛЛИЧЕСКОЕ РАСШИРЕНИЕ ТЕРМОМЕТР

Если два материала с разными линейными коэффициентами находятся склеиваются вместе, при изменении температуры

скорость их расширения будет другой.Этот приведет к изгибу всей сборки по дуге как показано на рисунке 8-12.

При повышении температуры образуется дуга

вокруг материала с меньшим расширением коэффициент. Поскольку эта сборка формируется путем соединения двух разнородных материалов известно как биметаллический элемент.

Модификация этой биметаллической ленты

служит основа для одного из самых простых и распространенных встречающиеся приборы для измерения температуры, биметаллический термометр.Рисунок 8-13 показан биметаллический термометр. В на ней наматывается биметаллическая полоса в виде длинная спираль. Один конец спирали остается жестким. В виде температура меняется, спираль пытается закрутиться или раскрутиться. Это вызывает бесплатные конец, чтобы повернуть. В

Рисунок 8-12. Эффект неравномерного расширения биметаллической полосы

. Свободный конец

подключен к указателю.Указатель

собственно указывает угловой поворот спирали; тем не мение, поскольку вращение линейное и является функцией температура, шкала размечена в единицах температуры.

ДИСТАНЦИОННЫЕ ТЕРМОМЕТРЫ

Стрелочные термометры с дистанционным отсчетом используются

, когда индикаторная часть прибора должна быть размещенным на расстоянии от места, где температура измеряется.Термометр дальнего действия имеет длинный капилляр, некоторые

Рисунок 8-13. Биметаллический термометр.

длиной до 125 футов, которая отделяет чувствительную лампу

от трубки Бурдона и циферблата (рис. 8-14). Там Три основных типа термометров с дистанционным считыванием: заполненная жидкостью, заполненная газом и комбинация жидко-парового наполнения.Термометры заполнены жидкостью (жидкостью или газом) при некоторая температура и герметичность. Почти весь том жидкости находится в измерительной лампе. В виде температура лампочки меняется, объем жидкости пытается измениться. Поскольку объем термометра (измерительная груша, капилляр, и трубка Бурдона) постоянно, давление изменение происходит внутри термометра. Этот изменение давления вызывает выпрямление трубки Бурдона выход (при повышении давления), рабочий система рычагов и шестерен, которая вызывает указатель термометра для перемещения по шкале и регистрации температура.

РЕЛЕ ТЕМПЕРАТУРЫ

Реле температуры срабатывают от температуры

изменений происходящие в помещении или в воздухе окружающий термочувствительный элемент. В работа реле температуры аналогична работа реле давления показано на рисунке 8-9; оба переключателя управляются изменениями в давление. Температурный элемент устроен так изменение температуры вызывает изменение внутреннего давление баллона с герметичным газом или воздухом

Рисунок 8-14.Дистанционные термометры с трубкой Бурдона.

или спираль, которая соединена с исполнительным устройством

посредством небольшая трубка или трубка. Рисунок 8-15 показывает температуру переключатель и два типа чувствительных элементов.

Изменение температуры вызывает изменение объема

запертого газа, который вызывает движение сильфона. Движение передается плунжером к рычагу переключателя. Движение контакт находится на руке.Фиксированный контакт может быть расположен так, чтобы переключатель открывался или закрывался при рост температуры. Это позволяет контактам переключателя быть закрытым при понижении температуры до заданного значения и открываться, когда температура повышается до желаемого значения. Обратное действие может быть получено изменением контакта позиции.

ДАТЧИКИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ

Неравномерность подачи импульсов на жидкость

система питания некоторыми насосами или воздушными компрессорами заставляет стрелку манометра сильно колебаться.Это делает показания манометра не только сложно, но часто невозможно. Колебания давления и другие внезапные изменения давления существующие в гидравлических системах также влияет на деликатные внутренний механизм датчиков и причина либо повреждение или полное уничтожение

Рисунок 8-15. Реле температуры с двумя типами датчиков элемента. A. Блок лампы. Б.Блок спирали.

калибр. Поэтому устанавливается демпфер манометра. в линии, которая приводит к давлению калибр.

Демпфер предназначен для демпфирования

колебания и, таким образом, обеспечивают стабильное чтение и защиту для датчика. Основные компоненты демпфер - корпус, штуцер в сборе с фиксированный диаметр отверстия и узел штифт и плунжер (инжир.8-16). Приводное действие получается дозируя жидкость через демпфер. В отверстие для сборки фитинга ограничивает количество жидкость, которая течет к манометру, тем самым препятствуя сила скачка давления. Штифт нажимается и протянут через отверстие фитинга в сборе за поршень, поддерживая его чистоту и единый размер.

Рисунок 8-16. Манометр демпфер.

.

приборов для контроля температуры от Testo

  • Прочная конструкция
  • Высокоточная сенсорная технология
  • Обширный выбор датчиков -
    продуктов, также изготовленных по индивидуальному заказу
  • Калибровка и обслуживание от одного поставщика

Средства измерения температуры

Где вы хотите измерить температуру?

Testo предлагает вам широкий спектр приборов для измерения температуры, которые находят различное применение во многих областях.

Используемые в таких отраслях, как пищевая, медицинская, фармацевтическая промышленность и лаборатории, а также в системах отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC), холодоснабжения, производстве, хранении и транспортировке товаров, наши устройства спроектированы и построены с учетом высочайший профессионализм и внимание к деталям.

Это сделано для того, чтобы удовлетворить потребности любого пользователя. Наши продукты, продуманные до мельчайших деталей, используются во всем мире, чтобы обеспечивать показания температуры и информацию.
Testo предлагает полный спектр оптимально откалиброванных и соответствующих стандартам измерительных приборов для измерения температуры.

Мы производим зондовые термометры, инфракрасные термометры, а также поверхностные термометры, регистраторы данных температуры и тепловизионные камеры. Все наши приборы для измерения температуры построены в соответствии со стандартами качества ISO 9001 и являются наиболее надежными.

Знаете ли вы : что многие городские советы по всей Австралии используют термометры Testo для мониторинга / проверки ресторанов и производителей продуктов питания.Мы также представили нашим клиентам первый в мире водонепроницаемый складной цифровой термометр, прибор, который можно использовать в любых условиях.

Измеритель температуры Testo предлагает следующие модели:

  • Прочная конструкция, даже для жесткого практического использования
  • Высокоточная сенсорная технология для надежных и точных результатов измерений
  • Обширный выбор датчиков для вашего измерителя температуры - также изделия по индивидуальному заказу
  • Калибровка и обслуживание от одного поставщика

Измерительные приборы для измерения температуры

Приборы для измерения температуры поверхности h4>

Приборы для измерения температуры с фиксированными или сменными зондами для измерения температуры поверхности.

Инфракрасный термометр h4>

Надежное и точное бесконтактное измерение температуры на расстоянии.

Приборы для измерения температуры воздуха h4>

Точный измеритель температуры воздуха.

Проникающий термометр
h4>

Измерение температуры в твердых или полутвердых средах.


Полоски для измерения температуры h4>

Действительно экономичная альтернатива измерителю температуры.

Тепловизоры h4>

Визуализируйте температуру. Идеально подходит для эксплуатации, строительной торговли и теплотехники.

.

Измерьте температуру воздуха - быстро и точно

Измерение температуры воздуха - одно из наиболее частых приложений в широком спектре измерений температуры. Потому что люди, а также товары и продукты иногда очень чутко реагируют на слишком высокие или слишком низкие значения температуры.

Примеры мест, где используется устройство для измерения температуры воздуха, включают жилые и офисные здания, а также складские помещения для товаров, чувствительных к температуре.

Бестселлер: testo 925

h3>

Устройство для измерения температуры воздуха Testo предлагает следующие возможности.

  • Измеряйте температуру воздуха с помощью широкого набора датчиков для любых требований.
  • Особо прочная конструкция с интуитивно понятным управлением.
  • Калибровка и обслуживание из одних рук - с надежным качеством марки Testo.

Со стационарно установленными зондами h4>

Для быстрых измерений в аналогичных условиях.

С подключаемыми зондами
h4>

Для большей гибкости в измерениях и для использования в изменяющихся условиях.

Со смартфоном
h4>

Современное состояние - без кабеля, но с приложением: смарт-зонды Testo.
Профессиональные инструменты в компактном формате.

Датчики температуры
h3>

Обширный выбор практически для любого применения.Также возможны индивидуальные продукты.

Приложения для вашего нового измерителя температуры воздуха

Зонды для измерения температуры воздуха

Зонды воздуха особенно подходят для измерения температуры воздуха, например, в охлаждаемых прилавках, морозильных ларях или системах кондиционирования (температура воздуха на выходе), в области вентиляции (вход / выход воздуха) или в метеорологической сфере.

Датчик температуры воздуха этих зондов открыт и поэтому особенно легко доступен для воздушного потока. Оптимальный результат с помощью измерителя температуры воздуха достигается при перемещении зонда по воздуху со скоростью 2–3 м / с.

Физические предпосылки для температуры воздуха

Температура - это физическая величина, которая чаще всего измеряется с течением времени. Температура тела - это мера энергии подчиненного движения частиц, из которых оно состоит.Когда к этому телу подводится тепловая энергия, скорость его частиц увеличивается. В свою очередь, это приводит к повышению температуры тела. Если энергия отбирается у тела, скорость частиц замедляется, а температура падает.

Цельсия, Фаренгейта и Кельвина

Температура обычно указывается в Кельвинах (K), а для повседневного использования измеряется в градусах Цельсия (° C).

  • При 0 ° C и 273,15 K вода замерзает до льда, при 100 ° C и 373,15 K вода закипает
  • В США и некоторых других странах температура до сих пор измеряется в градусах Фаренгейта (° F)
  • По Фаренгейту По шкале точка льда (точка замерзания воды) определяется при 32 ° F, точка пара (точка кипения) при 212 ° F
  • Основной интервал между двумя точками составляет 180 ° F

Правильное измерение

Температуру воздуха лучше всего измерять на высоте около 2 м.При этом вы должны убедиться, что вы не проводите измерения вблизи источников тепла или холода, поскольку они искажают результат. При измерениях вне закрытых помещений солнечное излучение является основным фактором, который необходимо учитывать.

Измеритель температуры воздуха с выходом в Интернет

Измерение температуры воздуха с помощью смартфона h4>

.

Повышение точности измерения температуры

Аннотация

Технологические достижения в области измерения температуры привели к появлению огромного разнообразия датчиков и измерительных приборов, которые теперь доступны для выполнения точных измерений при относительно низких затратах.

В этой статье «назад к основам» рассматриваются три наиболее популярные технологии датчиков температуры и даются советы о том, как избежать многих ловушек и ловушек, которые часто снижают точность системы измерения температуры.

Введение

В настоящее время широко доступно высокоточное оборудование для измерения температуры по очень разумной цене, но, хотя это должно облегчить задачу по упрощению измерения температуры, многие пользователи допускают простые ошибки, сводящие на нет преимущества использования датчиков и измерительного оборудования с высокими техническими характеристиками.

Когда у большинства людей возникает потребность в измерении температуры, их первой реакцией является покупка самых дорогих датчиков и измерительных приборов высочайшего качества, которые они могут себе позволить.Как производитель, мы приветствуем эту реакцию, поскольку он продает много оборудования. Однако это неправильный способ проводить точные измерения.

Правильное измерение

Рисунок 1

Учтите, что вы пытаетесь измерить температуру. Пример, который на первый взгляд кажется простым, - это измерение комнатной температуры с точностью до 1 ° C. Проблема здесь в том, что комнатная температура - это не одна температура, а несколько.

На рис. 1 показаны датчики на трех разных высотах, регистрирующие температуру в одном из складских помещений Pico Technology.Показания датчиков различаются как минимум на 1 ° C, поэтому независимо от того, насколько точны отдельные датчики, мы никогда не сможем измерить температуру в помещении с точностью до 1 ° C.

Еще один, казалось бы, очевидный, но часто упускаемый из виду момент заключается в том, что вы всегда регистрируете только температуру датчика. Любая разница между температурой датчика и температурой, которую вы пытаетесь измерить, будет прямой ошибкой. Например, если вы закрепите датчик температуры вокруг трубы (рис. 2), было бы неверно предполагать, что вы измеряете температуру того, что течет в трубе.

.

Смотрите также

Сделать заказ

Пожалуйста, введите Ваше имя
Пожалуйста, введите Ваш номер телефона
Пожалуйста, введите Ваше сообщение