Проектирование систем контроля технологического параметра В-13
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
змера температуры, называемая температурной шкалой. Наиболее совершенной шкалой является термодинамическая температурная шкала (шкала Кельвина). Практическая ее реализация осуществляется с помощью Международной практической температурной шкалы (МПТШ), устанавливающей определенное число фиксированных воспроизводимых реперных точек, соответствующих температуре фазового равновесия различных предельно чистых веществ.
Исходным эталоном температуры является комплекс изготовленных в разных странах мира газовых термометров, по показаниям которых определяются численные значения реперных точек по отношению к точке кипения химически чистой воды при давлении 101325 Па, температура которой принята равной 100,00С (373,15 К точно). Для практического воспроизведения и хранения МПТШ международным соглашением установлены единые числовые значения реперных точек, которые с развитием техники время от времени уточняются и корректируются. Последняя корректировка была произведена в 1968 г. Согласно МПТШ-68 установлены следующие реперные точки, соответствующие давлению 101325 Па: точка кипения кислорода -182,97 С (90,18 К), тройная точка воды (при давлении 610 Па) +0,01 С (273,16 К), точка кипения воды + 100,00 С (373,15 К), точки затвердевания: олова +231,9681 С (505,1181 К), цинка +419,58 С (692,73 К), серебра +961,93 С (1235,08 К) и золота +1064,43 С (1337,58 К).
Весь температурный диапазон перекрывается семью шкалами, для воспроизведения которых в зависимости от области шкалы используются различные методы: от 1,5 до 4 К - измерение давления ров гелия-4, от 4,2 до 13,8 К - германиевые терморезисторы 13,8 до 273,16 К и от 273,16 до 903,89 К - платиновые терморезисторы от 903,89 до 1337,58 К - термопары платинородий - платина, от 1337,58 до 2800 К - температурные лампы и от 2800 до 100 000 К - спектральные методы. Огромный диапазон существующих температур (теоретически максимально возможное значение температуры составляет 1012 К) обусловил большое разнообразие методов их измерения.
Существуют аналоговые и микропроцессорные приборы для измерения температуры. Аналоговые средства измерения постепенно уходят в прошлое, и на их место приходят микропроцессорные, отличающиеся большей точностью и диапазоном измерения, широтой применения, простотой изготовления и использования.
Температуру измеряют с помощью устройств, использующих различные термометрические свойства жидкостей, газов и твердых тел. Существуют десятки различных устройств, применяемых в промышленности, при научных исследованиях, для специальных целей. [3]
В таблице 1 приведены наиболее распространенные устройства для измерения температуры и практические пределы их применения.
Таблица 1
Термометрическое свойствоНаименование устройстваПределы измерения, 0С (нижний/верхний)Тепловое расширениеЖидкостные стеклянные термометры Биметаллические термометры Дилатометрические термометры-190600 -100600 -301000Изменение давленияМанометрические термометры-160600Изменение электрического сопротивленияЭлектрические термометры сопротивления Полупроводниковые термометры сопротивления-200500 -90180Термоэлектрические эффектыТермоэлектрические термометры (термопары) стандартизованные-501600Термоэлектрические термометры (термопары) специальные13002500 Тепловое излучениеОптические пирометры7006000Радиационные пирометры Фотоэлектрические пирометры Цветовые пирометры203000 6004000 14002800
.4 Жидкостные стеклянные термометры
Самые старые устройства для измерения температуры - жидкостные стеклянные термометры - используют термометрическое свойство теплового расширения тел. Действие термометров основано на различии коэффициентов теплового расширения термометрического вещества и оболочки, в которой она находится (термометрического стекла или реже кварца).
Жидкостный термометр состоит из стеклянных баллона 1, капиллярной трубки 3 и запасного резервуара 4 (рис. 3). Термометрическое вещество 2 заполняет баллон и частично капиллярную трубку. Свободное пространство в капиллярной трубке и в запасном резервуаре заполняется инертным газом или может находиться под вакуумом. Запасной резервуар или выступающая за верхним делением шкалы часть капиллярной трубки служит для предохранения термометра о порчи при чрезмерном перегреве.
Основные достоинства стеклянных жидкостных термометров - простота эксплуатации, достаточно высокая точность измерения даже для термометров серийного изготовления, дешевизна. К недостаткам стеклянных термометров можно отнести: хрупкость, плохую видимость шкалы (если не применять специальной увеличительной оптики), невозможность автоматической записи показаний, передачи показаний на расстояние и ремонта, значительная инерционность.
.5 Биметаллические и дилатометрические термометры
Действие биметаллических и дилатометрических термометров основано на термометрическом свойстве теплового расширения различных твердых тел.
В биметаллических термометрах в качестве чувствительного элемента используют пластинки или ленты, состоящие из двух слов разнородных металлов, характеризуемых различными коэффициентами теплового расширения. Чаще всего применяют медноцинковый сплав - латунь (70% Cu + 30% Zn) и сплав железа с никелем - инвар (64% Fe + 36% Ni), с существенно различными коэффициентами теплового расширения: порядка 0,000019 град-1 для латуни и 0,000001 град-1 для инвара. При изменении температуры биметаллической пластинки она деформируется (рис.4) вследствие неодинак?/p>