Контрольні запитання:

1. Назвіть основні методи вимірювання витрат рідин та газів.

2. Посніть суть методу вимірювання витрат за перепадом тиску.

3. Який принцип роботи витратомірів сталого перепаду тиску?

4. Який принцип роботи об’ємних витратомірів?

5. Який принцип роботи турбінних витратомірів?

Тема 5.6 Вимірювання температури План

1. Загальні відомості про вимірювання температури

2. Термометрія за допомогою терморезистивних перетворювачів

3. Термометрія за допомогою термоелектричних перетворювачів

4. Термометрія за випромінюванням тіла

1. Загальні відомості про вимірювання температури

Температура є фізичною величиною, яка характеризує тепловий стан (ступінь нагрітості) тіла і є мірою його внутрішньої кінетичної енергії. Безпосередньому вимірюванню температура не піддається. її значення можна знайти тільки за якими-небудь іншими фізичними параметрами досліджуваного тіла, які змінюються однозначно залежно від зміни температури. Такими параметрами можуть бути, наприклад, об'єм, довжина, електричний опір, енергетична яскравість випро­мінювання тощо.

Спочатку для створення термометрів використовували розширен­ня речовини при зміні її температури. Так виникли скляні рідинні термометри розширення. Такий термометр має форму невеликої скляної колби з припаяним до неї замкнутим капіляром рівномірного попереч­ного перерізу, заповненим термометричною речовиною, якою може бути вода, винний спирт, ртуть. При розширенні термометричної речо­вини внаслідок підвищення температури змінюється висота стовпця термометричної речовини в капілярі.

Існують дві температурні шкали:

• шкала Цельсія;

• міжнародна практична температурна шкала (МПТШ.

Градуювання шкали Цельсія проводять по значеннях в двох точках, в якій за 0 градусів прийнята температура танення льоду, а за 100 градусів - температура кипіння води.

Одиницею температури в стоградусній шкалі Цельсія є градус Цельсія (умовне позначення °С), який дорівнює 1/100 температури кипіння води.

Потрібно відзначити, що температурні шкали термометрів розши­рення, які побудовані на одних і тих же реперних точках, але які вико­ристовують різні термометричні речовини, збігаються лише в реперних точках. Проміжкові покази термометрів з різними термометричними речовинами можуть дещо відрізнятись один від одного тому, що темпе­ратурні коефіцієнти розширення термометричних рідин змінюються по-різному зі зміною температури. Внаслідок цього покази ртутного і спиртового термометрів при температурі 50 °С можуть відрізнятись на 1,8 град, якщо їх шкальні поділки розділяють капіляр на рівні об'ємні частини.

У зв'язку з цим виникла потреба створення температурної шкали, яка не залежить від термометричних властивостей робочої речовини. Така шкала, що була запропонована в 1848 р. Кельвіном і яка отримала назву термодинамічної шкали.

Одиницею температури в термодинамічній шкалі є кельвін (умов­не позначення - К) (який дорівнює 1/273,16 температурного інтервалу між абсолютним нулем та температурою потрійної точки води, якій присвоєно значення 273,16 К. Це на 0,01 К перевищує температуру танення льоду.

Потрійна точка води є реперною точкою, на якій спостерігається рівноважний стан між трьома фазами води (твердою, рідкою та газоподібною). Як реперну точку тут прийнято температуру потрійної точки води з тих міркувань, що, на відміну від температури танення льоду, її значення є точнішим та стабільнішим, оскільки не залежить від тиску довкілля.

Для перерахунку залежності температури з однієї шкали в іншу використовується рівність

де Т- температура за МПТШ; t° - температура за шкалою Цельсія.

МПТШ-68 охоплює діапазони температур від 13,81 до 1337,58 К і ґрунтується на 11 реперних точках, значення температур яких зумовлені фазовими переходами відповідних чистих термометричних речовин при нормальному атмосферному тиску(твердіння свинцю, срібла, золота..).

Широкий діапазон вимірюваних температур і різноманітність умов вимірювань зумовили велику кількість методів і засобів їх вимірювань. У сучасному промисловому виробництві переважно використовуються електричні засоби вимірювань температури, переваги яких загальновідомі.

Електричні методи вимірювань температури можна розділити на контактні та безконтактні. При контактних методах використовується первинний перетворювач, який в процесі вимірювання знаходиться в безпосередньому тепловому контакті з середовищем, температуру якого вимірюють. Тепло від досліджуваного об'єкта до чутливого елемента перетворювача передається теплопровідністю і конвекцією.

Безконтактний метод базується на властивості тіл випромінювати теплову енергію, за якою і визначають температуру досліджуваного об'єкта. Основне ж застосування безконтактних методів - це вимірювання високих температур.

Визначальними є, насамперед, діапазон вимірюваних температур і потрібна точність вимірювання.