Принцип разних термометара
Термометар је општи израз за инструменте за мерење температуре, који могу прецизно проценити и мерити температуру. Као основа за пројектовање коришћен је феномен ширења и контракције чврстих тела, течности и гасова под утицајем температуре. На располагању су нам керозински термометри, алкохолни термометри, живини термометри, гасни термометри, отпорни термометри, термометри са термопаром1, термометри за зрачење, оптички термометри, биметални термометри итд., али морамо обратити пажњу на правилан начин употребе. Да бисмо разумели релевантне карактеристике термометра и боље га користили, ова књига је посебно написана.
1. Гасни термометри: Водоник или хелијум се често користе као материјали за мерење температуре. Пошто је температура течности водоника и хелијума веома ниска, близу нуле, њен опсег мерења температуре је веома широк. Овај термометар је веома висок и углавном се користи за прецизна мерења.
2. Термометар отпора: Подијељен је на метални отпорни термометар и полупроводнички отпорни термометар, који су направљени према карактеристикама вриједности отпора које се мијењају са температуром. Метални термометри углавном користе чисте метале као што су платина, злато, бакар, никл и родијум гвожђе, легуре фосфорне бронзе; полупроводнички термометри углавном користе угљеник, германијум, итд. Отпорни термометри су једноставни за употребу, поуздани и широко се користе. Његов опсег мерења је око -260 степени до 600 степени.
3. Термометар са термоелементом: То је инструмент за мерење температуре који се широко користи у индустрији. Направљен коришћењем термоелектричног феномена. Две различите жице су заварене заједно да формирају радни крај, а друга два краја су повезана са мерним инструментом да формирају коло. Подесите радни крај на температуру која се мери. Када су температуре радног и слободног краја различите, јавља се електромоторна сила, тако да струја тече у петљи. Мерењем електричне енергије, температура на познатој локацији се може користити за одређивање температуре на другој локацији. Овај термометар се углавном састоји од бакар константана, гвожђа константана, никла константана, златног кобалта бакра, платине родијума итд. Погодан је за две супстанце са великом температурном разликом, а највише се користи за мерење високе температуре и ниске замућености. Неки термопарови могу да мере високе температуре до 3000 степени, а неки могу мерити ниске температуре близу нуле.
4. Биметални термометар: односи се на термометар који се посебно користи за мерење температуре изнад 500 степени, укључујући оптички термометар, колориметријски термометар и термометар за зрачење. Принцип и структура биметалног термометра су релативно компликовани и овде се неће понављати. Има опсег мерења од 500 степени до 3000 степени или више и није погодан за мерење ниских температура.
5. Термометар са показивачем: То је термометар у облику контролне табле, познат и као калориметар, који се користи за мерење собне температуре и направљен је по принципу термичког ширења и контракције метала. Користи биметални лим као сензор температуре за контролу показивача. Биметали су обично закивани бакром и гвожђем, са левом бакром и гвожђем са десне стране. Пошто је топлотно ширење и контракција бакра очигледније него код гвожђа, када температура порасте, бакарни лим повлачи гвоздени лим да се савије удесно, а показивач се скреће удесно (показује на високу температуру). Биметал; и обрнуто. , температура постаје нижа, а показивач се скреће улево (показује на ниску температуру) покретан биметалним лимом.
6. Термометар са стакленом цеви: термометар са стакленом цеви користи принцип топлотног ширења и контракције за постизање мерења температуре. Пошто се коефицијент експанзије медијума за мерење температуре разликује од тачке кључања и тачке смрзавања, наши уобичајени термометри од стаклене цеви углавном укључују: керозински термометар, живин термометар и термометар за воду са црвеним оловком. Предности су једноставна структура, погодна употреба, висока тачност мерења и ниска цена. Недостатак је што су горња и доња граница и тачност мерења ограничене квалитетом стакла и особинама медија за мерење температуре. Не може се телепортовати и крхка је.
7. Термометар притиска: Термометар притиска користи течност, гас или засићену пару у затвореном контејнеру да генерише проширење запремине или промену притиска као мерни сигнал након загревања. Његова основна структура се састоји од три дела: температурне сијалице, капиларне цеви и индикаторске табле. То је била једна од најранијих метода контроле температуре коришћених у производном процесу. Системи за мерење температуре притиска су и даље веома распрострањена метода мерења за индикацију и контролу температуре на лицу места. Предности термометара притиска су: једноставна структура, висока механичка чврстоћа, не плаше се вибрација. Јефтин и не захтева спољну енергију. Недостаци су: опсег мерења температуре је ограничен, углавном -80~400 степени; губитак топлоте је велики и време одзива је споро; систем заптивања инструмента (термо сијалица, капилар, опружна цев) је оштећен, одржавање је тешко и мора се заменити; на тачност мерења утиче температура околине, положај уградње сијалице има велики утицај, а тачност је релативно ниска; преносна удаљеност капиларе је ограничена. Нормални радни опсег термометра притиска треба да буде 1/2--3/4 опсега, а инструмент за приказ и сијалица температуре треба да буду у хоризонталном положају што је више могуће. Вијци за причвршћивање кугле за температуру који се користе током инсталације ће узроковати губитак температуре, што ће резултирати нетачном температуром. Термоизолациони третман треба да се изврши током уградње, а топла сијалица треба да ради у окружењу без вибрација што је више могуће.
8. Ротациони термометар: Ротациони термометар је направљен од ваљаних биметалних лимова. Један крај биметала је фиксиран, а други крај је повезан са показивачем. Због различитог степена ширења два комада метала, биметални комад се различито савија на различитим температурама, а казаљке показују на различите положаје на бројчанику. Температура се може знати из очитавања на бројчанику.
9. Полупроводнички термометар: Хемикалија за промену отпора полупроводника је другачија од оне метала. Како температура расте, њихов отпор се смањује и варира шире. Према томе, мала промена температуре такође може изазвати значајну промену отпора. Термометри су направљени са високом прецизношћу и често се називају температурним сензорима.
10. Термометар са термоелементом: Термометар са термоелементом се састоји од два различита метала повезана са осетљивим волтметром. Метални контакти производе различите потенцијалне разлике у металу на различитим температурама. Разлика потенцијала је мала, па је за мерење потребан осетљив волтметар. Температура се може знати из очитавања волтметра.
11. Оптички пирометар: Ако је температура објекта довољно висока да емитује много видљиве светлости, његова температура се може одредити мерењем количине топлотног зрачења. Овај термометар је лагани термометар. Овај термометар се углавном састоји од телескопа са црвеним филтером и сета кола са малом сијалицом, галванометра и променљивог отпорника. Пре употребе утврдити однос између температуре која одговара различитој осветљености нити и очитавања амперметра. Када је у употреби, усмерите телескоп ка објекту који се мери и подесите отпор тако да осветљеност сијалице буде иста као и осветљеност објекта који се мери. У овом тренутку, температура мереног објекта може се очитати са галванометра.
12. Термометар са течним кристалима: Течни кристали направљени од различитих формула имају различите температуре фазног прелаза. Када се подвргну промени фазе, њихова оптичка својства се такође мењају, због чега течни кристали изгледају промењено. Ако је комад папира обложен течним кристалима са различитим температурама фазног прелаза, температура се може знати из промене боје течног кристала. Предност овог термометра је што се лако очитава, али је недостатак што није довољан. Често се користи у украсним акваријумима за показивање.
