Навигация
1.3.2. Жидкостные термометры.
Если ёмкость газового термометра заполнить жидкостью с достаточно большим коэффициентом теплового объёмного расширения, то полученный прибор станет жидкостным термометром. В настоящее время такими жидкостями является ртуть или другие вещества, например, подкрашенные спирт, толуол, пентан.
Для повышения чувствительности и точности измерений жидкостный термометр состоит из двух сообщающихся объёмов, один из которых содержит основную массу жидкости, а второй служит индикатором изменения объёма (см. рис.2), для чего ему придаётся форма цилиндра капиллярных размеров.
Жидкостные термометры запаяны с обоих концов, поэтому более удобны в обращении, что послужило причиной их широкого распространения.
К их недостатком можно отнести нелинейность температурной зависимости объёмов, что делает необходимым калибровать их по газовым термометрам. Они отличаются также инерционностью (время вхождения в равновесное состояние с исследуемой средой не менее 10 минут), большой собственной теплоёмкостью (до 10 Дж/К) и размерами термометрического тела, что препятствует точечным, локальным измерениям. Диапазон их работы ограничен с одной стороны температурой кристаллизации, а с другой – температурой кипения жидкости.
1.3.3. Твердотельные термометры.
1.3.3.1. Биметаллические термометры - используют различие в коэффициентах теплового линейного расширения разных металлов. Скреплённые вместе, как показано на рис.3, пластинки при изменении температуры изгибаются или закручиваются. Величина деформации зависит от температуры, поэтому, снабдив пластины механизмами и шкалами, такой термометр можно проградуировать и снимать с него прямые показания температуры.
Достоинства биметаллических термометров – простота изготовления, механическая прочность, возможность встраивания в системы автоматики и телемеханики. Недостатки – низкая чувствительность, проявление «усталости» металлов и отсюда – необходимость частой проверки и калибровки по эталонными термометрами.
1.3.3.2. Термопары. В основе их работы лежит явление контактной разности потенциалов – при соединении двух разнородных материалов из-за различия в их электрических свойствах на свободных концах обнаруживается напряжение. Термопары представляют собой два проводника из разных металлов (а и в на рис.4), концы которых соединены сваркой или пайкой. Металлы должны иметь как можно большую разницу в работе выхода электронов, тогда между ними устанавливается легко регистрируемая контактная разность потенциалов (десятые доли вольта), величина которой зависит от температуры в зоне контакта. Для термопары используют обычно хорошо изученные пары металлов, например, медь- константан, хромель-алюмель, платина-родий и другие.
Для измерения температуры термопарой её спай (обозначен цифрой 1 на рис.4) вводится в исследуемую среду, разность потенциалов её свободных концов измеряется каким либо потенциометром и переводится в градусы посредством градуировочного графика или переводного коэффициента a, получаемого из формулы ЭДС=aТ. Для абсолютных измерений термопару калибруют по газовому или иному эталонному
т
ермометру.
Значительно чаще приходится измерять разность температур, тогда применяют дифференциальную термопару. Она представляет собой две одинаковые термопары, включённые навстречу друг другу (рис.5). Спаи помещают в те места, разность температур которых необходимо измерить. Если один спай поместить в среду с известной и стабильной температурой, например, в тающий лёд, то после соответствующей градуировки такой термопарой можно производить абсолютные температурные измерения по шкале Цельсия.
Достоинства термопар – малые, практически, точечные размеры рабочего тела, малая инерционность и теплоемкость, возможность дистанционных измерений, большой диапазон измеряемых температур – от сверхнизких до точки плавления применяемых металлов. Недостаток – нелинейности шкалы обусловленная тем, что зависимость термоЭДС от температуры носит нелинейный характер.
1.3.3.3. Термометры сопротивления используют свойство чистых металлов, их сплавов и полупроводников менять своё сопротивление при изменении температуры. Для металлов это свойство описывается выражением R=R0Ч(1+at), где R0 - сопротивление при 0 С, a - температурный коэффициент сопротивления данного металла, t – температура по шкале Цельсия. Для металлов коэффициент a положителен и составляет 0.4-0.6 % при изменении температуры на один градус. Для полупроводников зависимость иная – с ростом температуры сопротивление убывает (a<0), причём, более существенно - в 8-10 раз быстрее, чем у металлов.
Термометры сопротивления уступают термопарам размерами, инерционностью, собственной теплоёмкостью. Нелинейность зависимости R = f(t) у них больше, поэтому точность измерения ниже. К достоинствам можно отнести измерительную схему (рис.6), где за счёт использования внешнего источника можно повысить чувствительность измерений. Как правило, измерения производятся мостовым методом.
Похожие работы
... пользователя: VI—XI классы. Платформа: Windows. Носитель: компакт-диск. Варианты построения уроков с использованием электронного учебника 1. Электронный учебник используется при изучении нового материала и его закреплении (20 мин. работы за компьютером). Учащихся сначала опрашивают по традиционной методике или с помощью печатных текстов. При переходе к изучению нового материала ...
... должно быть кратким, свободным, учащиеся включаются в дискуссию по обсуждению проектов. Как правило, на данном этапе следует обратить внимание на перспективы работы над данным проектом. ГЛАВА 2 ЭЛЕКТИВНЫЙ КУРС ПО ФИЗИКЕ «АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА» Пояснительная записка Образовательная область: физика Возрастная группа: 9 класс Вид элективного курса: предпрофильный. Тип ...
... , прохождение шаблона до необходимой глубины. Переход на другие горизонты и приобщение пластов. Уменьшение потерь нефти. Ремонты скважин, оборудованных пакерами. Герметичность пакера, увеличение дебета нефти. Увеличение, сокращение объемов закачки воды. Зарезка и бурение второго ствола. Выполнение запланированного объема работ. Ремонт нагнетательных скважин. Герметичность колонны и ...
... школы. Мебель кабинета физики. Особенности оснащения и оборудования кабинета физики сельской школы. Рабочее место ученика и учителя в кабинете физики сельской школы. Кабинет физики в условиях разноуровневого обучения. Системы освещения и затемнения кабинета. Экскурсия в кабинет физики городской школы. 4. Работа заведующего кабинетом физики (5ч.) Права и обязанности заведующего кабинетом физики. ...
0 комментариев