Принцип работы различных термометров
Термометр — это общий термин для приборов для измерения температуры, которые могут точно оценивать и измерять температуру. В основу проектирования положено явление расширения и сжатия твердых тел, жидкостей и газов под действием температуры. На выбор предлагаются керосиновые термометры, спиртовые термометры, ртутные термометры, газовые термометры, термометры сопротивления, термопарные термометры1, радиационные термометры, оптические термометры, биметаллические термометры и т. д., но мы должны обратить внимание на правильный метод использования. Эта книга была написана специально для того, чтобы понять соответствующие характеристики термометра и лучше его использовать.
1. Газовые термометры. Водород или гелий часто используются в качестве материалов для измерения температуры. Поскольку температура сжижения водорода и гелия очень низкая, близкая к нулю, диапазон измерения ее температуры очень широк. Этот термометр очень высок и в основном используется для точных измерений.
2. Термометр сопротивления: он делится на металлический термометр сопротивления и полупроводниковый термометр сопротивления, которые изготавливаются в соответствии с характеристиками изменения значения сопротивления с температурой. В металлических термометрах в основном используются чистые металлы, такие как платина, золото, медь, никель и родиевое железо, сплавы фосфористой бронзы; полупроводниковые термометры в основном используют углерод, германий и т. д. Термометры сопротивления просты в использовании, надежны и получили широкое распространение. Его диапазон измерения составляет от -260 до 600 градусов.
3. Термометр термопары: это прибор для измерения температуры, широко используемый в промышленности. Сделано с использованием термоэлектрического явления. Два разных провода свариваются вместе, образуя рабочий конец, а два других конца соединяются с измерительным прибором, образуя цепь. Установите рабочий конец на измеряемую температуру. Когда температура рабочего конца и свободного конца различны, возникает электродвижущая сила, так что в контуре течет ток. Измеряя электричество, температуру в известном месте можно использовать для определения температуры в другом месте. Этот термометр в основном состоит из константана меди, константана железа, константана никеля, золота, кобальта, меди, платины, родия и т. д. Он подходит для двух веществ с большой разницей температур и в основном используется для измерения высокой температуры и низкой мутности. Некоторые термопары могут измерять высокие температуры до 3000 градусов, а некоторые могут измерять низкие температуры, близкие к нулю.
4. Биметаллический термометр: относится к термометру, специально используемому для измерения температуры выше 500 градусов, включая оптический термометр, колориметрический термометр и радиационный термометр. Принцип и конструкция биметаллического термометра относительно сложны и не будут здесь повторяться. Он имеет диапазон измерения от 500 до 3000 градусов и выше и не подходит для измерения низких температур.
5. Стрелочный термометр: это термометр в форме приборной панели, также известный как калориметр, который используется для измерения комнатной температуры и изготовлен по принципу теплового расширения и сжатия металла. Он использует биметаллический лист в качестве чувствительного элемента температуры для управления указателем. Биметаллы обычно клепают медью и железом, причем слева медь, а справа железо. Поскольку тепловое расширение и сжатие меди более очевидно, чем у железа, при повышении температуры медный лист тянет железный лист, изгибаясь вправо, и стрелка отклоняется вправо (указывая на высокую температуру). биметалл; наоборот. , температура становится ниже, а стрелка отклоняется влево (указывая на низкую температуру) под действием биметаллического листа.
6. Термометр со стеклянной трубкой. Термометр со стеклянной трубкой использует принцип теплового расширения и сжатия для измерения температуры. Поскольку коэффициент расширения среды измерения температуры отличается от точки кипения и точки замерзания, наши обычные термометры со стеклянной трубкой в основном включают в себя: керосиновый термометр, ртутный термометр и водяной термометр с красной ручкой. Преимуществами являются простота конструкции, удобство использования, высокая точность измерения и низкая цена. Недостатком является то, что верхний и нижний пределы и точность измерения ограничены качеством стекла и свойствами измеряемой температуры среды. Его нельзя телепортировать, и он хрупок.
7. Термометр давления: Термометр давления использует жидкость, газ или насыщенный пар в закрытом контейнере для генерации объемного расширения или изменения давления в качестве измерительного сигнала после нагревания. Его основная конструкция состоит из трех частей: термометра, капиллярной трубки и индикаторного столика. Это был один из первых методов контроля температуры, используемых в производственном процессе. Системы измерения давления и температуры по-прежнему широко используются для индикации и контроля температуры на месте. Преимущества термометров давления: простая конструкция, высокая механическая прочность, не боятся вибрации. Недорогой и не требует внешней энергии. Недостатками являются: диапазон измерения температуры ограничен, обычно -80~400 градусов; потери тепла велики, а время отклика медленное; уплотнительная система прибора (термоколба, капилляр, пружинная трубка) повреждена, обслуживание затруднено и подлежит замене; на точность измерения влияет температура окружающей среды, большое влияние оказывает положение установки лампы, а точность относительно низкая; расстояние передачи капилляра ограничено. Нормальный рабочий диапазон термометра давления должен составлять 1/2--3/4 диапазона, а индикатор и термометр должны находиться в максимально горизонтальном положении. Крепежные болты температурного шарика, используемые во время установки, вызовут потерю температуры, что приведет к неточным значениям температуры. При монтаже следует проводить теплоизоляционную обработку, а теплая колба должна работать в максимально безвибрационной среде.
8. Ротационный термометр: Ротационный термометр изготовлен из катаных биметаллических листов. Один конец биметалла закреплен, а другой конец соединен с указателем. Из-за разной степени расширения двух металлических частей биметаллическая деталь изгибается по-разному при разных температурах, а стрелки указывают на разные положения на циферблате. Температуру можно узнать по показаниям на циферблате.
9. Полупроводниковый термометр: химическое изменение сопротивления полупроводника отличается от сопротивления металла. С повышением температуры их сопротивление уменьшается и изменяется в более широких пределах. Следовательно, небольшое изменение температуры также может вызвать значительное изменение сопротивления. Термометры изготавливаются с высокой точностью и часто называются датчиками температуры.
10. Термометр термопары. Термометр термопары состоит из двух разных металлов, соединенных с чувствительным вольтметром. Металлические контакты создают разную разность потенциалов на металле при разных температурах. Разность потенциалов мала, поэтому для ее измерения необходим чувствительный вольтметр. Температуру можно узнать по показаниям вольтметра.
11. Оптический пирометр. Если температура объекта достаточно высока, чтобы излучать много видимого света, его температуру можно определить путем измерения количества теплового излучения. Этот термометр представляет собой легкий термометр. Этот термометр в основном состоит из телескопа с красным фильтром и набора схем с маленькой лампочкой, гальванометром и переменным резистором. Перед использованием установите зависимость между температурой, соответствующей разной яркости нити накала, и показаниями амперметра. Во время использования направьте телескоп на измеряемый объект и отрегулируйте сопротивление так, чтобы яркость лампы была такой же, как яркость измеряемого объекта. В это время температуру измеряемого объекта можно считать с гальванометра.
12. Жидкокристаллический термометр. Жидкие кристаллы, изготовленные из разных формул, имеют разные температуры фазового перехода. Когда они претерпевают фазовый переход, их оптические свойства также меняются, из-за чего жидкие кристаллы выглядят обесцвеченными. Если лист бумаги покрыт жидкими кристаллами с разными температурами фазового перехода, температуру можно узнать по изменению цвета жидкого кристалла. Преимущество этого термометра в том, что его легко читать, а недостаток в том, что его недостаточно. Часто используется в декоративных аквариумах для шоу.
