Dažādu termometru darbības princips
Termometrs ir vispārīgs termins temperatūras mērīšanas instrumentiem, kas var precīzi novērtēt un izmērīt temperatūru. Par projektēšanas pamatu tiek izmantota cietvielu, šķidrumu un gāzu izplešanās un saraušanās parādība temperatūras ietekmē. Mūsu izvēlei ir petrolejas termometri, spirta termometri, dzīvsudraba termometri, gāzes termometri, pretestības termometri, termopāra termometri1, radiācijas termometri, optiskie termometri, bimetāla termometri u.c., taču mums jāpievērš uzmanība pareizai lietošanas metodei. Lai izprastu termometra atbilstošos raksturlielumus un labāk to izmantotu, šī grāmata tika īpaši uzrakstīta.
1. Gāzes termometri: ūdeņradi vai hēliju bieži izmanto kā temperatūras mērīšanas materiālus. Tā kā ūdeņraža un hēlija sašķidrināšanas temperatūra ir ļoti zema, tuvu nullei, tā temperatūras mērīšanas diapazons ir ļoti plašs. Šis termometrs ir ļoti augsts, un to galvenokārt izmanto precīziem mērījumiem.
2. Pretestības termometrs: tas ir sadalīts metāla pretestības termometrā un pusvadītāju pretestības termometrā, kas izgatavoti atbilstoši pretestības vērtības īpašībām, kas mainās līdz ar temperatūru. Metāla termometros galvenokārt tiek izmantoti tīri metāli, piemēram, platīns, zelts, varš, niķelis un rodija dzelzs, fosfora bronzas sakausējumi; pusvadītāju termometros galvenokārt tiek izmantots ogleklis, germānija utt. Pretestības termometri ir viegli lietojami, uzticami un plaši izmantoti. Tā mērījumu diapazons ir aptuveni -260 grādi līdz 600 grādiem.
3. Termopāra termometrs: tas ir temperatūras mērīšanas instruments, ko plaši izmanto rūpniecībā. Izgatavots, izmantojot termoelektrisko fenomenu. Divi dažādi vadi ir sametināti kopā, lai izveidotu darba galu, un pārējie divi gali ir savienoti ar mērinstrumentu, lai izveidotu ķēdi. Iestatiet darba galu uz mērāmo temperatūru. Kad darba gala un brīvā gala temperatūra ir atšķirīga, rodas elektromotora spēks, tā ka cilpā plūst strāva. Mērot elektrību, temperatūru zināmā vietā var izmantot, lai noteiktu temperatūru citā vietā. Šis termometrs galvenokārt sastāv no vara konstantāna, dzelzs konstantāna, niķeļa konstantāna, zelta kobalta vara, platīna rodija utt. Tas ir piemērots divām vielām ar lielu temperatūras starpību, un to galvenokārt izmanto augstas temperatūras un zemas duļķainības mērījumiem. Daži termopāri var izmērīt augstu temperatūru līdz 3000 grādiem, un daži var izmērīt zemu temperatūru tuvu nullei.
4. Bimetāla termometrs: attiecas uz termometru, ko īpaši izmanto, lai mērītu temperatūru virs 500 grādiem, ieskaitot optisko termometru, kolorimetrisko termometru un radiācijas termometru. Bimetāla termometra princips un struktūra ir salīdzinoši sarežģīta, un šeit tas netiks atkārtots. Tā mērījumu diapazons ir no 500 grādiem līdz 3000 grādiem vai augstāks, un tas nav piemērots zemas temperatūras mērīšanai.
5. Rādītāju termometrs: tas ir termometrs informācijas paneļa formā, kas pazīstams arī kā kalorimetrs, ko izmanto istabas temperatūras mērīšanai un tiek izgatavots pēc metāla termiskās izplešanās un saraušanās principa. Tas izmanto bimetāla loksni kā temperatūras sensoru, lai kontrolētu rādītāju. Bimetālus parasti kniedē ar varu un dzelzi, ar varu kreisajā pusē un dzelzi labajā pusē. Tā kā vara termiskā izplešanās un saraušanās ir acīmredzamāka nekā dzelzs, tad, kad temperatūra paaugstinās, vara loksne velk dzelzs loksni, lai tā saliektos pa labi, un rādītājs novirzās pa labi (norāda uz augstu temperatūru). bimetāls; pretēji. , temperatūra kļūst zemāka, un rādītājs tiek novirzīts pa kreisi (norāda uz zemu temperatūru), ko virza bimetāla loksne.
6. Stikla caurules termometrs: stikla caurules termometrs izmanto termiskās izplešanās un kontrakcijas principu, lai sasniegtu temperatūras mērīšanu. Tā kā temperatūras mērīšanas vides izplešanās koeficients atšķiras no viršanas un sasalšanas punkta, mūsu parastajos stikla caurules termometros galvenokārt ietilpst: petrolejas termometrs, dzīvsudraba termometrs un sarkanās pildspalvas ūdens termometrs. Priekšrocības ir vienkārša struktūra, ērta lietošana, augsta mērījumu precizitāte un zema cena. Trūkums ir tāds, ka augšējo un apakšējo robežu un mērījumu precizitāti ierobežo stikla kvalitāte un temperatūras mērīšanas līdzekļa īpašības. To nevar teleportēt un tas ir trausls.
7. Spiediena termometrs: spiediena termometrs izmanto šķidrumu, gāzi vai piesātinātu tvaiku slēgtā traukā, lai radītu tilpuma palielināšanos vai spiediena izmaiņas kā mērīšanas signālu pēc uzsildīšanas. Tās pamatstruktūra sastāv no trim daļām: temperatūras spuldzes, kapilārās caurules un indikatoru tabulas. Tā bija viena no agrākajām temperatūras kontroles metodēm, ko izmantoja ražošanas procesā. Spiediena temperatūras mērīšanas sistēmas joprojām ir ļoti plaši izmantota mērīšanas metode temperatūras indikācijai un kontrolei uz vietas. Spiediena termometru priekšrocības ir: vienkārša konstrukcija, augsta mehāniskā izturība, nebaidās no vibrācijas. Lēti un neprasa ārēju enerģiju. Trūkumi ir šādi: temperatūras mērīšanas diapazons ir ierobežots, parasti -80~400 grādi ; siltuma zudumi ir lieli un reakcijas laiks ir lēns; instrumenta blīvējuma sistēma (termiskā spuldze, kapilārs, atsperes caurule) ir bojāta, apkope ir sarežģīta un ir jānomaina; mērījumu precizitāti ietekmē apkārtējās vides temperatūra, liela ietekme ir spuldzes uzstādīšanas pozīcijai, un precizitāte ir salīdzinoši zema; kapilāra pārraides attālums ir ierobežots. Spiediena termometra parastajam darba diapazonam ir jābūt 1/2--3/4 no diapazona, un displeja instrumentam un temperatūras spuldzei pēc iespējas jāatrodas horizontālā stāvoklī. Uzstādīšanas laikā izmantotās temperatūras lodīšu stiprinājuma skrūves izraisīs temperatūras zudumus, kā rezultātā temperatūra būs neprecīza. Uzstādīšanas laikā jāveic siltumizolācijas apstrāde, un siltajai spuldzei pēc iespējas jādarbojas vidē bez vibrācijas.
8. Rotējošais termometrs: Rotējošais termometrs ir izgatavots no velmētām bimetāla loksnēm. Viens bimetāla gals ir fiksēts, bet otrs ir savienots ar rādītāju. Abu metāla gabalu atšķirīgās izplešanās pakāpes dēļ bimetāla gabals dažādās temperatūrās saritinās atšķirīgi, un rādītāji norāda uz atšķirīgām ciparnīcas pozīcijām. Temperatūru var uzzināt pēc rādījuma uz skalas.
9. Pusvadītāju termometrs: pusvadītāju pretestības maiņas ķīmiskā viela atšķiras no metāla. Paaugstinoties temperatūrai, to pretestība samazinās un mainās plašāk. Tāpēc nelielas temperatūras izmaiņas var izraisīt arī būtiskas pretestības izmaiņas. Termometri ir izgatavoti ar augstu precizitāti un bieži tiek saukti par temperatūras sensoriem.
10. Termopāra termometrs: termopāra termometrs sastāv no diviem dažādiem metāliem, kas savienoti ar jutīgu voltmetru. Metāla kontakti rada dažādas potenciālu atšķirības starp metālu dažādās temperatūrās. Potenciālu starpība ir maza, tāpēc tās mērīšanai ir nepieciešams jutīgs voltmetrs. Temperatūru var uzzināt pēc voltmetra rādījuma.
11. Optiskais pirometrs: ja objekta temperatūra ir pietiekami augsta, lai izstarotu daudz redzamās gaismas, tā temperatūru var noteikt, izmērot termiskā starojuma daudzumu. Šis termometrs ir viegls termometrs. Šis termometrs galvenokārt sastāv no teleskopa ar sarkanu filtru un ķēžu komplektu ar nelielu spuldzi, galvanometru un mainīgu rezistoru. Pirms lietošanas nosakiet sakarību starp temperatūru, kas atbilst dažādam kvēldiega spilgtumam, un ampērmetra rādījumu. Lietojot, pavērsiet teleskopu pret mērāmo objektu un noregulējiet pretestību tā, lai spuldzes spilgtums būtu tāds pats kā mērāmā objekta spilgtums. Šajā laikā mērītā objekta temperatūru var nolasīt no galvanometra.
12. Šķidro kristālu termometrs: šķidrajiem kristāliem, kas izgatavoti no dažādām formulām, ir dažādas fāzes pārejas temperatūras. Kad tiem notiek fāzes maiņa, mainās arī to optiskās īpašības, liekot šķidrajiem kristāliem izskatīties izmainītiem. Ja papīra gabals ir pārklāts ar šķidrajiem kristāliem ar dažādām fāzes pārejas temperatūrām, temperatūru var uzzināt pēc šķidrā kristāla krāsas maiņas. Šī termometra priekšrocība ir tā, ka to ir viegli nolasīt, bet trūkums ir tas, ka ar to nepietiek. Bieži izmanto dekoratīvo zivju tvertnēs, lai parādītu.
