Исследование теории и задач по теме «Тепловые явления»
Механические термометры (термометры расширения)
жүктеу/скачать 1.41 Mb.
|
| 1. Механические термометры (термометры расширения)
Механические термометры основаны на явлении теплового расширения тел (как объемного, так и линейного). Эти тела могут быть твердыми, жидкими или газообразными. Механические термометры отличаются надежностью, точностью, низкой стоимостью и простотой обслуживания. Считывание показаний с них, как правило, осуществляется на месте измерения. Однако с помощью различных преобразователей можно передать сигнал на расстояние. 1.1. Жидкостные термометры В жидкостных термометрах измеряется объем термометрической жидкости, характеризующий температуру рабочего тела. Наибольшее распространение получили ртутные термометры, имеющие существенные преимущества по сравнению с термометрами, заполненными органическими жидкостями: большой диапазон измерения температуры, несмачиваемость стекла ртутью, возможность заполнения термометра химически чистой ртутью из-за легкости ее получения и пр. 1.2. Дилатометрические термометры Действие дилатометрических термометров основано на относительном удлинении под влиянием температуры твердых тел, имеющих различные температурные коэффициенты линейного расширения. Зависимость длины l твердого тела от его температуры t выражается равенством l=l0(1+αt), где l0 – длина тела при температуре 0оС, α – средний температурный коэффициент расширения тела, К-1. Дилатометрические термометры подразделяются на стержневые (жезловые) и биметаллические. 2 Манометрические термометры Принцип действия манометрических термометров основан на зависимости давления рабочего тела в замкнутом объеме (термосистеме) от температуры. Манометрические термометры разделяются на газовые, жидкостные и конденсационные (парожидкостные) в зависимости от агрегатного состояния рабочего тела. Диапазон температур от –150 до 600 оС. Диапазон измерения определяется наполнителем. При использовании специальных наполнителей верхний предел измерений составляет 1000 оС. Достоинствами манометрических термометров является их простота и возможность передачи информации на значительное расстояние. Вследствие этого они широко применяются на взрывоопасных объектах. Недостатками являются необходимость частой поверки из-за вероятности разгерметизации термометра, сложность ремонта и относительно большие размеры термобаллона. 2.1. Газовые манометрические термометры Термометры предназначены для измерения температуры в диапазоне -50…600 оС. Рабочим веществом являются инертные газы (гелий или азот). Принцип работы термометра основан на использовании одного из газовых законов – закона Шарля: Pt=Po(1+β(t-t0)) , где P0 и Pt – давление газа при начальной t0 и конечной t температурах соответственно; β – термический коэффициент давления газа (β =1/ 273,15 или 0,00366 К-1). 2.2. Жидкостные манометрические термометры В таких термометрах вся система заполняется термометрической жидкостью под давлением. В качестве манометрической жидкости используют ртуть под давлением 10…15 МПа при комнатной температуре или толуол (пропиловый спирт, силиконовые жидкости) при давлении 0.5…5 МПа. Диапазон температур ртутных манометрических термометров –30…600°С, термометров с органическими жидкостями – (–150)…300 °С. Объем термобаллона в жидкостных термометрах должен быть согласован со свойствами манометрической пружины, так как жидкости практически несжимаемы. Недостатком жидкостных манометрических термометров является гидростатическая погрешность, обусловленная разным положением манометра относительно термобаллона. Погрешность устраняется при монтаже термометра. 2.3. Конденсационные манометрические термометры В термометрах в качестве рабочих веществ используются легкокипящие жидкости (пропан, этиловый эфир, ацетон, толуол, хлористый метил и др.). Диапазон измерений (–50)…350 °С. Специальные конденсационные термометры позволяют измерять сверхнизкую температуру – 0,8 К. Принцип работы термометров основан на зависимости давления низкокипящих жидкостей от температуры. жүктеу/скачать 1.41 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|