Электронный лабораторный термометр

Характеристики электронного лабораторного термометра определяются первичным датчиком температуры (термопреобразователем).

Таблица 1

Технические характеристики датчиков (термопреобразователей)

Справка:

- терми́стор — это полупроводниковый резистор, электрическое сопротивление которого существенно убывает с ростом температуры.

Для термистора характерны простота устройства, способность работать в различных климатических условиях при значительных механических нагрузках, стабильность характеристик во времени.

Рези́стор (от лат. resisto — сопротивляюсь) — это пассивный элемент электрической цепи, характеризуемый сопротивлением электрическому току.

Терморезисторы изготовляют в виде стержней, трубок, дисков, шайб, бусинок и тонких пластинок преимущественно методами порошковой металлургии. Их размеры могут варьироваться в пределах от 1—10 мкм до 1—2 см (терморезисторы — это устройства, сопротивление которых зависит от температуры).

Датчик – это специальное устройство, которое преобразует контролируемую величину в выходной сигнал, удобный для передачи на расстояние и воздействия на последующие элементы автоматической системы.

Датчик, сенсор (от англ. sensor) — это термин систем управления, первичный преобразователь, элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства системы, преобразующий контролируемую величину в удобный для использования сигнал.

Рис. 4. Электронный лабораторный термометр

Рис. 5. Технические термометры (с вложенной шкалой, прямой и угловой, устанавливаются в специальных защитных чехлах-кожухах)

Рис. 6. Бытовой термометр

Метеорологические термометры – это группа термометров специальной конструкции, предназначенные для определения максимальной температуры за определенный отрезок времени в диапазоне температур от -70 до +85°С (для измерения температуры почвы, воды).

Рис. 7. Метеорологический термометр

Электроконтактные термометры

Для обеспечения позиционного регулирования и сигнализации в лабораторных и промышленных установках применяют специальные электроконтактные термометры двух типов:

- с постоянными впаянными контактами, которые обеспечивают замыкание и размыкание электрических цепей при одной, двух или трех заранеезаданных температурах;

- с одним подвижным контактом (перемещается внутри капилляра с помощью магнита) и вторым неподвижным, впаянным в капилляр, что обеспечивает замыкание и размыкание электрической цепи при любом значении выбранной температуры.

Перемещающаяся в капилляре ртуть размыкает или замыкает цепи между контактами, к которым подводится напряжение постоянного или переменного тока.

Рис. 8. Термометры электроконтактные

Таблица 2

Технические характеристики электроконтактных термометров

Биметаллический термометр

Принцип действия термометра биметаллического основан на зависимости деформации чувствительного элемента от измеряемой температуры (изменение линейных размеров при изменении температуры).

В качестве чувствительного элемента используется биметаллическая пружина.

Биметаллическая пружина изготавливается из двух прочно соединенных металлических пластин, имеющих различные температурные коэффициенты линейного расширения.

При изменении температуры пружина изгибается и вращает стрелку термометра, т.к. один конец пружины закреплен внутри штока, а к другому присоединяется ось стрелки.

Рис. 9. Схема биметаллического термометра

Рис. 10.Схема биметаллического термометра

1 – показывающая стрелка; 2 – передаточный рычаг;

3 – пластинка с малым коэффициентом линейного расширения;

4 – пластинка с большим коэффициентом линейного расширения

Рис. 11. Биметаллический термометр

Дилатометрический термометр

Принцип действия дилатометрических термометров основан на свойстве твердых тел менять свои линейные размеры при изменении их температуры.

Дилатометрический термометр ( рис. 12)представляет собой трубку 1, изготовленную из металла с большим коэффициентом линейного расширения.

В трубку вставлен стержень 2 из сплава (инвар) с малым коэффициентом линейного расширения. Один конец стержня жестко соединен с дном трубки, а другой - свободно перемещается. От изменения измеряемой температуры трубка удлиняется или укорачивается. Свободный конец стержня отклоняет стрелку 3, удерживаемую пружиной 4.

Справка: инвар — сплав, состоящий из никеля (Ni - 36 %) и железа.

Температура плавления - 1425 °C. Сплав обладает малым температур- ным коэффициентом линейного расширения и практически не расширяется в интервале температур от −100 до +100 °C. Используется в точном приборостроении.

Рис. 12.Схема дилатометрического термометра

1 – трубка; 2 – стержень; 3 – стрелка; 4 - пружина

Рис. 13. Устройства терморегулирующие дилатометрические электрические

Устройства терморегулирующие дилатометрические электрические предназначены для регулирования температуры жидких и газообразных сред в системах автоматического контроля и регулирования.

Манометрический термометр

Жидкостные манометрические термометрыоснованы наиспользовании зависимости между температурой и давлением термометрического вещества (газа, жидкости), заполняющего герметическую замкнутую термосистему термометра.

Термосистема состоит из термобаллона, капилляра и манометрической одно- или многовитковой пружины. Капилляр соединяет термобаллон с неподвижным концом манометрической пружины.

Подвижный конец пружины запаян и через шарнирное соединение, поводок, зубчатый сектор связан со стрелкой прибора.

При изменении температуры среды изменяется давление термометрического вещества в замкнутом пространстве, в результате чего чувствительный элемент (манометрическая пружина) деформируется и его свободный конец перемещается.

Это перемещение преобразуется в поворот регистрирующей стрелки относительно шкалы прибора.

Рис. 14. Манометрический термометр

Рис. 15. Трибосекторный механизм манометрического термометра

В зависимости от термометрического вещества манометрические термометры делятся на:

- газовые;

- конденсационные;

- жидкостные.

В газовых термометрах термобаллон, капилляр и манометрическая пружина заполняются инертным газом (азотом, гелием).

Диапазон измерений лежит в пределах от критической температуры газа (азот -147⁰С, гелий -267⁰С) до температуры, определяемой теплостойкостью материала термобаллона.

В конденсационных термометрах насыщенные пары низкокипящих жидкостей (ацетон, например) изменяют давление при изменении температуры.

Диапазон измерений от 0 до 400⁰С.

В жидкостных термометрах термосистема заполнена хорошо расширяющейся жидкостью (ртутью, керосином, например).

Диапазон измерений от -30 до +600⁰С.

Рис. 16. Термометр манометрический

Рис. 17. Схема манометрического термометра

1 - термобаллон; 2-капилляр; 3-трубчатая пружина; 4-держатель; 5-поводок; 6-сектор (4-6-передаточный механизм).

Термометр сопротивления

Принцип действия термометра сопротивленияоснован на использовании зависимости электрического сопротивления вещества чувствительного элемента от температуры.

Рис. 18. Термометры сопротивления

а - общий вид; б – чувствительный элемент; 1-металлический чехол; 2 - термоэлемент; 3-установочный штуцер; 4-головка для присоединения к вторичному прибору; 5-слюдяной каркас; 6-обмотка из платиновой проволоки; 7-выводы.

Рис. 19. Схема терморезистора

а - стержневой (1-эмалированный цилиндр; 2-контактные колпачки; 3-выводы; 4-стеклянный изолятор; 5-металлическая фольга; 6-металлический чехол);   б - бусинковый (1-чувствительный элемент; 2-электроды; 3-выводы; 4-стеклянная оболочка).

Справка: терми́стор — это полупроводниковый резистор, электрическое сопротивление которого существенно убывает с ростом температуры.

Для термистора характерны большой температурный коэффициент сопротивления, в десятки раз превышающий этот коэффициент у металлов, простота устройства, способность работать в различных климатических условиях при значительных механических нагрузках, стабильность характеристик во времени.

Рези́стор (англ. resistor, от лат. resisto — сопротивляюсь) — это пассивный элемент электрической цепи, характеризующийся сопротивлением электрическому току.

Терморезисторы изготовляют в виде стержней, трубок, дисков, шайб, бусинок и тонких пластинок преимущественно методами порошковой металлургии. Их размеры могут варьироваться в пределах от 1—10 мкм до 1—2 см (терморезисторы — сопротивление зависит от температуры).

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: