Пристрої для вимірювання температури
Температуру вимірюють за допомогою пристроїв, які використовують різні термодинамічні властивості рідин, газів і твердих тіл.
Термометром називають пристрій (прилад), що служить для вимірювання температури шляхом перетворення її в покази або сигнал, що є відомою функцією температури.
Чутливий елемент термометра (теплоприймач) - це та частина термометра, в якій теплова енергія перетворюється в інший вид енергії для отримання інформації про температуру.
Розрізняють рідинні скляні термометри, манометричні термометри, електричні термометри опору, напівпровідникові термометри опору (термістори і терморезистори), термоелектричні термометри (термопари), оптичні пірометри, радіаційні пірометри, фотоелектричні пірометри, колірні пірометри. Практичні межі їх використання наведені в табл.2.2.
Таблиця 2.2 – Практичні межі застосування термометрів
| Термометрична властивість | Найменування пристрою | Межі вимірювання, 0С | |
| нижня | верхня | ||
| Вимірювання об’єму | Рідинні скляні термометри | -190 | |
| Вимірювання тиску | Манометричні термометри | -160 | |
| Вимірювання електричного опору | Електричні термометри опору Напівпровідникові термометри опору (термістори і термо-резистори) | -200 -90 | |
| Термоелектричні ефекти (термо-ЕДС) | Термоелектричні термометри (термопари) стандартизовані Термоелектрчні термометри (термопари) спеціальні | -50 | |
| Теплове випромінювання | Оптичні пірометри Радіаційні пірометри Фотоелектричні пірометри Колірні пірометри |
Основні умови правильного визначення температури
Будь-який термометр завжди показує свою власну температуру. При вимірюванні температури рідини чи газу термометр повинен бути встановлений так, щоб забезпечувалась повна рівність температур термометра і рідини. Причинами різниці температури рідини і температури теплоприймача може бути те, що існує теплообмін випромінюванням між теплоприймачем і оточуючими його тілами, відведення чи підведення теплоти в теплоприймачі внаслідок теплопровідності, гальмування потоку газу та інші причини.
Похибку вимірювання можна зменшити шляхом встановлення екранів, накладання теплової ізоляції, збільшенням глибини занурення термометра.
Врахування похибок і рекомендації за встановленням термометрів наведені в літературі [6].
Вимірювання тиску
Загальні поняття. Одиниці тиску
Тиск характеризується силою, рівномірно розподіленою на поверхні і діючою по нормалі до неї. В якості одиниці тиску прийнятий тиск, що викликається силою в один ньютон, рівномірно розподіленій по поверхні площею 1 м2. Ця одиниця називається “Паскаль”. З іншими несистемними одиницями вона пов’язана співвідношеннями:
1 мм.рт.ст. = 133,3 Па; 1 кгс/ см2 = 9,81×105 Па
1 мм.вод.ст. = 9,81 Па; 1 кгс./ м2 = 9,81 Па
1 бар = 105 Па;
Розрізняють абсолютний p, манометричний (надлишко-вий) pм, вакуумметричний pв і барометричний (атмосферний) pб тиски.
Абсолютний тиск - повний тиск. Він є параметром стану і його необхідно знати в тих випадках, коли впливом атмосферного тиску не можна нехтувати.
Визначається абсолютний тиск за формулами:
p= pб+ pм, (2.12)
p= pб- pв. (2.13)
Засоби вимірювання тиску
За принципом дії пристрої (прилади) для вимірювання тиску поділяються на рідинні, в яких вимірюваний тиск зрівноважується тиском стовпа рідини відповідної висоти; деформаційні, в яких вимірюваний тиск визначається за величиною деформації різних пружних чутливих елементів або за силою, яка ними розвивається; вантажопоршневі, в яких вимірюваний тиск врівноважується тиском, що створюється масою поршня і вантажів; електричні, дія яких побудована на залежності електричних параметрів манометричного перетворювача від тиску.
За призначенням вони поділяються на: манометри, барометри, вакуумметри, мановакуумметри, диференційні манометри. Якщо вказані прилади служать для вимірювання невеликих тисків (до 40 кПа), то їх називають напоромірами, тягомірами або диференційними тягонапоромірами.
Практичні межі використання приладів наведені в табл.4.1.