Измерение температуры

Условия и характеристики средств измерений

При тепло- и массопереносе

Средства измерения параметров среды

На результаты измерений существенное влияние оказывают условия измерений: влажность, запыленность, шум и вибрация, внешние электрические и магнитные поля. Они являются источниками дополнительных погрешностей при измерениях. В этой связи необходим правильный подбор модификаций приборов применительно к конкретным условиям измерения и типу измерительного устройства.

Процессы тепло- и массопереноса в большинстве случаев являются нестационарными, поэтому характеристики применяемых приборов должны отвечать условиям малоинерционности, т. е. рабочие частоты средств измерения должны соответствовать частотам изменения измеряемых параметров потока.

Со временем изменяются параметры приборов: упругие, электрические, магнитные и т. д. Поэтому измерительные приборы периодически должны проходить поверку в организациях метрологической службы. Кроме того, они проходят периодическую калибровку, которую проводят с помощью соответствующих эталонов.

Основными характеристиками средств измерения являются:

1. Чувствительность – это отношение величины сигнала на выходе устройства к его величине на входе.

2. Коэффициент преобразования – это отношение величины сигнала на выходе преобразовательного устройства, например мВ – в термоэлектрических преобразованиях; Ом – в термопреобразователях сопротивления и т. д., к измерению температуры на его входе в °С, то есть мВ/°С; Ом/°С. Стабильность коэффициента преобразования измерительного устройства во времени обеспечивает неизменность его метрологических характеристик.

3. Порог чувствительности – это минимальное изменение измеряемого сигнала на входе устройства, вызывающее значимое изменение выходного сигнала, то есть превышающее погрешность. Как правило, порог чувствительности выражается в процентах для определенного диапазона измерений.

4. Вариации – разность показаний прибора в зависимости от направления подхода к измеряемой величине, то есть со стороны меньшего или большего диапазонов.

5. Нормальные условия применения средств измерения – это значения температуры окружающей среды в диапазоне (20±5) °С; средства защищенности от внешних воздействий. По этим показателям средства измерений подразделяются на обыкновенные, виброустойчивые, пыле- и влагозащищенные, взрыво- и искрозащищенные и т. д.

Давление, объем и температура – термодинамические параметры, характеризующие состояние любой термодинамической системы. Как известно, температура характеризует тепловое состояние системы и определяет среднюю кинетическую энергию молекул.

Поскольку непосредственное измерение температуры невозможно, то для этого можно использовать показатели, например коэффициенты расширения, изменения электрического сопротивления и т. д.

Для количественной оценки температуры необходимо показания прибора зафиксировать при некоторых процессах, которые при определенных значениях давления всегда протекают при одной и той же температуре, например образования тройной точки воды.

Для измерения температуры процесса необходима шкала, в качестве которой используется термодинамическая температурная шкала Т, единицей измерения которой служит кельвин (К), равный 1/273,15 части температуры тройной точки воды.

Применяется также шкала Цельсия, то есть шкала, в которой температура выражается в виде значений относительно температуры точки плавления льда (273,15 К). Тогда температура по шкале Цельсия t = T – 273,15 °С. Понятно, что 1 °С = 1 К. Международная температурная шкала 1990 г. (МТШ-90) использует как шкалу Кельвина (Т ₉₀), так и шкалу Цельсия (t ₉₀).

Дата добавления: 2015-05-26