Прибори та методи виміру температури

Температура – фізична величина, що кількісно характеризує ступінь нагрітості тіла. Існує досить багато температурних шкал, проте найпоширенішими є шкали Цельсія й Кельвіна.

Абсолютна термодинамічна шкала Кельвіна Т, К –шкала, в якій за початок відліку (0 К) прийнята температура абсолютного нуля – найнижча можлива у Всесвіті температура, за якої має припинитися тепловий рух атомів та молекул. Кельвін є одиницею виміру температури в системі СІ.

Термодинамічна шкала Цельсія t, ºС – шкала, у якій за початок відліку (0ºС) прийнята температура плавлення льоду за нормального тиску, а за 100ºС – температура кипіння води за нормального тиску.

Зв'язок між даними шкалами визначається співвідношенням

T = t + 273,15. (1.1)

Для виміру температури навколишнього повітря в подальшому буде використовуватися лише шкала Цельсія.

Термометр – прилад, призначений для виміру температури. Для вимірів температур використовуються наступні типи термометрів:

1. Рідинно-скляні – використання зміни об’єму рідини при зміні її температури;

2. Механічні – використовують різнетеплове розширення двох різнорідних твердих тіл;

3. Барометричні – використовують зміну об’єму газів при зміні їх температури;

4. Термометри опору – використання залежності електричного опору провідників і напівпровідників від температури;

5. Термоелектричні – виникнення термо-ЕРС в замкненому ланцюзі з різнорідних металів, якщо їх спаї мають різну температуру;

6. Пірометри – прилади безконтактного виміру температури через визначення параметрів випромінювання.

З усіх типів для виміру температури повітря використовуються рідинно-скляні. Їх принцип дії базується натепловому розширенні рідини в скляному балоні.

V = V ₀(1 + βT), (1.2)

де V ₀ – об'єм рідини при температурі 0 ºС; β – об'ємний коефіцієнт розширення, 1/К; Т – температура тіла.

Термометр даного типу складається зі скляного балона, всередині якого знаходиться шкала і капілярна трубка, частково заповнена робочою речовиною. Конструктивно термометри поділяються на паличні (рис. 1.1, а) та із вкладеною шкалою (рис. 1.1, б)

В якості робочої речовини використовують етиловий спирт і ртуть. Термометри даного типу вимірюють температуру в межах від -100 до 400 ºС, оскільки спирт замерзає при температурі – 110 ºС, а кипіння ртуті починається при 350 ºС.

Перевагами рідинно-скляних термометрів є досить висока точність, простота, дешевина, до недоліків можна віднести неможливість запису результатів і дистанційних вимірювань, теплову інерцію та низьку міцність.

Рис. 1.1. Рідинно-скляні термометри.

Температуру повітря найчастіше вимірюють спиртовими термометрами, проте в приміщеннях з високим рівнем теплового випромінювання її слід визначати за допомогою парного термометра, що складається з двох ртутних термометрів, резервуар одного з яких – зачорнений, а іншого – посріблений. Дійсну температуру повітря в робочій зоні (без урахування впливу випромінювання) розраховують по формулі

t = t_з – k (t_з – t_п), (1.3)

де t_з – показання зачорненого термометра; k –константа приладу, вказана в його паспорті; t_п –показання посрібленого термометра.

Дата добавления: 2015-07-13