Приборы для измерения температуры

Большинство технологических процессов протекает с выделением или поглощением тепла. Поэтому измерение и регулирование температуры является важнейшей задачей служб автоматизации.

На заводах и судах применяют в основном следующие приборы: потенциометры с термопарами (термоэлектрические термопары), уравновешенные мосты с термометрами сопротивления и манометрические термометры.

Электронные термометры получили широкое распространение в качестве измерителей температуры. Этими приборами в основном и обеспечивается измерение температуры на технологических установках благодаря высокой точности измерения и большой скорости регистрации.

В электронных потенциометрах, как показывающих, так и регистрирующих, применяются автоматическая стабилизация тока в цепи потенциометра и непрерывная компенсация э. д. с. термопары.

Аппаратные сигнализаторы температуры

К сигнализаторам температуры относятся устройства, обеспечивающие замыкание или размыкание электрических цепей при достижении заданных значений температуры.

Выполняются они в виде отдельных устройств (аппаратные) и встроенными в термометры и термопреобразователи, а также в показывающие или регистрирующие приборы (приборные).

Аппаратные сигнализаторы температуры

К аппаратным сигнализаторам температуры относятся ртутные термоконтакторы, ртутные контактные термометры, биметаллические, полупроводниковые и дилатометрические сигнализаторы.

РТУТНЫЕ ТЕРМОКОНТАКТОРЫ

Ртутные стеклянные термоконтакторы предназначены для поддержания постоянной температуры или сигнализации о достижении заданной температуры в диапазоне от - 20 до +300°С.

Принцип действия манометрических термометров

Основным элементом манометрического термометра является герметическая термосистема, которая состоит из термобаллона, воспринимающего температуру измеряемой среды, соединительного дистанционного капилляра и упругого чувствительного элемента. Система заполнена рабочим веществом, изменяющим свои параметры (давление, объем) под воздействием температуры.

Манометрические термометры относятся к приборам прямого преобразования и служат для дистанционного измерения температуры до 1000°С. Выпускаются термометры следующих классов точности: 1; 1,5; 2,5; 4. В зависимости от термометрического вещества, заполняющего систему, они подразделяются на газовые (азот, гелий), жидкостные (спирт, ртуть) и конденсационные (пары ацетона, метила и др.).

Принцип действия жидкостных термометров

Принцип действия жидкостных термометров основан на использовании теплового расширения жидкостей — ртути, спирта и др. Применяются они для измерения температуры от -200 до +650°С.

Основными элементами термометра (рис. 1) являются: стеклянный резервуар 4 цилиндрической, шаровой или иной формы с припаянным к нему стеклянным капилляром 1 и расположенная вдоль капилляра шкала 2, градуированная в °С. Весь резервуар и часть капилляра заполняет жидкость 3.

С возрастанием температуры объем жидкости увеличивается и ее столбик в
капилляре поднимается. Верхний конец 4 столбика служит указателем температуры.

Измерители неэлектрических величин

На современных судах для измерения неэлектрических величин все шире применяют электрические приборы: тахометры — для измерения частоты вращения валов; термометры сопротивления и термоэлектрические пирометры — для измерения температуры; уровнемеры — для измерения уровня жидкости в танках; соленомеры — для измерения солености воды и т. д.

Измерение неэлектрических величин электрическими приборами осуществляется преобразованием измеряемой величины сначала в промежуточную, а затем в окончательный результат.

Приборы, используемые для таких измерений, имеют три самостоятельных узла: датчик, измерительное устройство и указатель, соединенных линией связи.

Электрические измерения температуры

Установки измерения и контроля температуры с помощью терморезисторов

Использование терморезисторов для измерения температур основано на свойстве полупроводниковых и проводниковых материалов изменять сопротивление в зависимости от температуры.

Для проводниковых материалов эта зависимость может быть определена так:

Rт = Rо(1 + αt),

где Rо - сопротивление при 0 °С, Ом.
t - температура, °С;
α - температурный коэффициент сопротивления (ТКС), °С^-1.

C помощью этого коэффициента определяется чувствительность терморезистора к изменению температуры.