Диапазон термометра

Рабочий диапазон термометра. [c.30]

Научно-технический прогресс неразрывно связан с непрерывным совершенствованием измерительной техники. Это в полной мере относится и к термометрии, для развития которой характерно как расширение температурного диапазона, так и повышение точности в традиционных областях. По некоторым экспертным оценкам, измерения температуры составляют около 30 % всех измерений, выполняемых в народном хозяйстве, а число научных и технических публикаций на эту тему исчисляется многими тысячами в год. [c.5]

С момента появления первых термометров сопротивления и работы Каллендара по платиновым термометрам термометрия по сопротивлению претерпела существенные изменения. Наряду с классическими платиновыми термометрами сопротивления, применяемыми для измерений с большой точностью и во все возрастающем диапазоне температур, в настоящее время в промышленном масштабе используются проволочные элементы из платины, меди или никеля, а также печатные толстопленочные платиновые элементы. В диапазоне комнатных температур хорошо зарекомендовали себя точные и недорогие термисторы. В научных исследованиях при низких температурах используются термометры сопротивления с чувствительными элементами из сплава родия с железом, германия, углерода и стекло-углерода. Во многих случаях промышленных применений термометры сопротивления как основной инструмент контроля процесса вытесняют термопары. При температурах ниже 700 °С большинство промышленных термометров сопротивления сейчас более компактны и надежны, чем термопары. Кроме того, все более широкое применение микропроцессоров в составе приборов позволяет быстрее и эффективнее, чем было возможно прежде, использовать информацию, содержащуюся в сигнале от термометра. [c.186]

Очевидно, что для правильного использования термометров сопротивления нет необходимости в детальном понимании процессов электропроводности. Однако исследования, направленные на улучшение воспроизводимости результатов измерений, расширение диапазона применения термометров, едва ли будут эффективными без общего знакомства с теоретическими основами их работы. Прежде чем приступить к описанию характеристик и практического использования основных типов термометров сопротивления, рассмотрим кратко теорию электропроводности чистых металлов, сплавов и полупроводников. [c.186]

Температурная зависимость удельного сопротивления полупроводника, в который добавлено небольшое количество примеси, показана на рис. 5.7 [12]. На практике в полупроводнике всегда присутствуют как донорные, так и акцепторные примеси, и разработчик полупроводниковых термометров сопротивления может лишь выбирать соотношение между теми и другими. Для описания процессов проводимости рассмотрим германий, содержащий донорные атомы мышьяка в концентрации N(1 и какие-либо акцепторные атомы в концентрации Л а-На рис. 5.7 можно выделить четыре температурных диапазона, в каждом из которых преобладает какой-либо один механизм проводимости". В высокотемпературном диапазоне [I] проводимость обусловлена главным образом электронами, термически возбужденными из валентной зоны в зону проводимости согласно уравнению (5.8), поскольку все примесные атомы давно уже ионизованы. Это область собственной проводимости для германия она начинается чуть выше 400 К. Этот диапазон не представляет особого интереса для германиевых термометров сопротивления. [c.198]

Платиновый термометр сопротивления является прибором, которому отдают предпочтение для наиболее точного измерения температуры в диапазоне от тройной точки водорода (13,81 К) до точки плавления сурьмы (903,89 К). К достоинствам платины как материала для термометров можно отнести ее химическую инертность вплоть до высоких температур, высокую температуру плавления, высокое удельное сопротивление ( 10 мкОм-см при комнатной температуре), а также легкость изготовления из платины высокочистой тонкой проволоки. Од- [c.200]

Как предсказывает теория, сопротивление платинового термометра довольно точно описывается квадратичной функцией в широком диапазоне температур выше комнатной. Поэтому можно записать [c.201]

Чтобы перекрыть диапазон температур от 13 до 903 К, нельзя обойтись одной конструкцией платинового термометра сопротивления, поскольку требования, предъявляемые к низкотемпературным термометрам, резко отличаются от требований к высокотемпературным термометрам. Например, в большин- [c.206]

Наиболее распространенная конструкция технического платинового термометра сопротивления общего назначения показана на рис. 5.24, г. Чувствительный элемент (проволочного или пленочного типа) прочно закреплен в нижней части защитного кожуха из нержавеющей стали или специального сплава с помощью цемента. Изолированные выводы, идущие внутри кожуха к соединительной колодке, могут фиксироваться изоляционной крошкой, цементом или пластиковой заливкой в зависимости от того, на какой уровень вибраций рассчитан термометр и в каком диапазоне температур он будет работать. Для уменьшения инерционности кожух этого термометра нередко имеет суженный конец, подобно другим термометрам, показанным на этом рисунке. Назначение этих термометров рассматривается ниже. [c.226]

Если используются преобразованные переменные, что обычно помогает линеаризовать соотношение между Я к Т [например, уравнения (5.36) и (5.37)], то следует обратить внимание на то, чтобы экспериментальные точки располагались равномерно по отношению к новой переменной иначе в отдельных участках диапазона могут возникнуть неожиданные осцилляции. Другими словами, если германиевый термометр градуируется в диапазоне от 1 до 20 К, то между 1 и 2 К должно быть столько же экспериментальных точек, сколько их между 10 и 20 К, и в качестве аналитического выражения должен использоваться указанный полином. По возможности следует также брать несколько точек за пределами аппроксимируемого интервала, чтобы среднеквадратичное отклонение на краях интервала было не хуже, чем внутри его. Если это невозможно, то у краев интервала следует брать больше точек, чем в середине. Для хорошей подгонки полинома методом наименьших квадратов требуется, чтобы дисперсия новой зависимой переменной была постоянной по всему интервалу. На практике осуществить это удается обычно лишь в том случае, когда интервал аппроксимирования очень узок. Поэтому для обеспечения постоянства дисперсии приходится придавать экспериментальным данным статистические веса. Поскольку в случае германиевого термометра как Я, так и Т имеют дисперсию, которая непостоянна в пределах интервала аппроксимации, весовой множитель зависимой переменной должен быть обратно пропорционален полной дисперсии которая дается выражением [c.241]

Рис. 8.1. Основные элементы ртутно-стеклянного термометра стержневого типа. Для термометров, имеющих основную шкалу, не включающую температуру точки льда, может быть предусмотрена вспомогательная шкала, содержащая эту температуру. Отметка глубины погружения предусмотрена только для термометров частичного погружения. В газонаполненных термометрах предусмотрена расширительная камера для предохранения от чрезмерного давления при их работе на верхнем пределе диапазона применения, а также в других термометрах для избежания поломки при перегревах. 1—резервуар 2—-корпус 3 — камера сжатия 4 — расширительная камера 5 — основная шкала 6 — отметка глубины погружения 7 — вспомогательная шкала.

Эталонным прибором, используемым в диапазоне температур от 13,81 К до 630,74 °С, является платиновый термометр сопротивления. Его чувствительный элемент должен быть изготовлен из свободной от напряжений отожженной чистой платиновой проволоки. Относительное сопротивление W(Tea) термометра, определяемое как [c.413]

Эталонным прибором, используемым в диапазоне температур от 630,74 до 1064,43 °С, является термоэлектрический термометр с платина-платинородиевыми (10% родия) электродами, соотношение между электродвижущей силой и температурой которого выражается уравнением второй степени. [c.415]

Таблица 2. Коэффициенты ау стандартной функции для платиновых термометров сопротивления в диапазоне от 13,81 ДО 273,15 К

В природе нет рабочих тел (веществ), термометрические свойства которых удовлетворяли бы предъявляемым требованиям во всем диапазоне измерения температуры. Поэтому температуру, измеряемую термометром, шкала которого построена на допущении линейной температурной зависимости термометрических свойств какого-либо тела, называют условной температурой, а шкалу — условной температурной шкалой. Примером условной температурной шкалы служит стоградусная температурная шкала Цельсия, получившая наиболее широкое распространение из числа старых условных температурных шкал. В ней принят линейный закон температурного расширения ртути, а в качестве основных точек шкалы используются точка таяния льда (0°С) и точка кипения воды (100 °С) при нормальном давлении. [c.171]

Наибольшее распространение получили ртутные термометры благодаря достоинствам ртути. Ртуть не смачивает стекло, сравнительно легко получается в чистом виде и применяется в широком диапазоне температур от —35 до -1-750 °С. Ртутные образцовые термометры 1-го разряда имеют диапазон измерения температуры от о до 600 °С и доверительный интервал 2о= (0,002- 0,2) К. [c.173]

Термоэлектрические термометры широко применяют в диапазоне температуры от —200 до -1-2500 °С, но в области низкой температуры (ниже —50-Н —100 °С) они получили меньшее распространение, чем электрические термометры сопротивления в области высокой температуры (выше 1300—1600 °С) их. применяют главных образом для кратковременных измерений. [c.174]

Чистая платина, для которой Лыо/ о= 1>3925, в наибольшей степени удовлетворяет основным требованиям по химической стойкости, стабильности и воспроизводимости физических свойств и занимает особое место в терморезисторах для измерения температуры. Именно платиновые термометры сопротивления используются для интерполяции международной температурной шкалы в диапазоне от —259,34 до 4-630,74 °С. В этом диапазоне температур платиновый термометр сопротивления превосходит по точности измерения термоэлектрический термометр. Но термометром сопротивления невозможно измерить температуру в отдельной точке тела или среды из-за значительных размеров его чувствительного, элемента кроме того, для измерения электрического сопротивления требуется посторонний источник электропитания. [c.176]

Термопарные датчики конструктивно значительно проще, чем термометры сопротивления. С их помощью можно измерять температуру как на поверхности, так и внутри детали. Их материал выбирается в зависимости от диапазона измеряемой температуры. [c.313]

Действие конденсационных термометров основано на температурной зависимости давления насыщенных паров жидкости. Термометрические вещества — обычно жидкие газы гелий, водород, неон, аргон, кислород и др. Для определения температуры по измеренному давлению пользуются таблицами или эмпирическими формулами. Диапазон измерения температуры конденсационными термометрами ограничен снизу температурой затвердевания термометрической жидкости, а сверху — температурой критической точки. Высокоточные термометры позволяют измерять температуру с погрешностью не больше 0,001 К. [c.187]

Так как поведение реальных газов мало отличается от поведения идеального газа в сравнительно широком диапазоне измерения температур, то, зная отклонения от законов идеального газа, можно термодинамическими методами вычислить поправки к показаниям газового термометра и воспроизвести термодинамическую шкалу температур. Однако в связи с техническими трудностями газовые термометры могут быть использованы для воспроизведения термодинамической шкалы температур лишь до температуры, не превышающей 1200°С. [c.22]

МПТШ-68 условно разделяется на 4 интервала а) от 13,81 до 273,15 К б) от 0 °С до 630,74 °С в) от 630,74 до 1064,43 °С и г) выше 1064,43 °С. В интервале а шкала определена шестью низкотемпературными реперными точками (табл. 2.3) и стандартной зависимостью tt7J кт-68 (Т ев), которая представляет собой усовершенствованную таблицу ККТ-64. Термометры градуируются в этих шести точках и дополнительно в тройной точке воды и точке кипения воды. Затем для них по результатам градуировки вычисляются поправки зависимости ДИ7(Т б8) в четырех диапазонах, как схематически показано на рис. 2.4. В каждом из этих диапазонов значение (Т в) для данного термометра равно сумме стандартного значения и поправки ДИ7(7 б8). Требова- [c.53]

В газовом термометре для низких температур для измерения отношения давлений Берри использовал газовый поршневой манометр. Точноеть поршневого манометра при измерении абсолютных давлений уступает точности ртутного манометра из-за погрешности в определении эффективной площади поршня. Однако он является вполне удовлетворительным для измерения отношения давлений [55]. Эффективная площадь поршня слабо зависит от давления, поэтому отношение давлений может быть измерено без больших трудностей с относительной погрешностью 5- 10 в диапазоне от 2 до 100 кПа. [c.97]

Область применения шумового термометра со СКИПом может быть расширена до 20 К. Однако на практике большинство работ выполнено в области очень низких температур, ниже 0,5 К и вплоть до нескольких милликельвинов [67]. Для описанных шумовых и других первичных термометров в этом диапазоне очень низких температур не было найдено систематических расхождений результатов, превышающих 0,3 мК- [c.122]

Простейшей и наиболее распространенной ванной сравнения является ванна с перемешивающейся жидкостью с концентрическими (рис. 4.1) или параллельными (рие. 4.2) трубами. Существенная особенность этих устройств — отделение нагревателя от камеры е термометрами. Расстояние между термометрами и точкой, в которой выделяется тепло, делается по возможности большим. Ванны с концентрическими трубами наиболее удобны для диапазона не ниже —150 °С при использовании в качестве теплоносителя изопентана. В диапазоне от 80 до 300 °С в таких ваннах используются минеральные масла, а в диапазоне от 200 до 600 °С — смеси соляных расплавов. В диапазоне от 1 до 100 °С весьма эффективны параллельнотрубчатые ванны с перемешивающейся водой и электрическим нагревателем, помещенным в нижней части нагреваемой трубки. Однородность температурного поля при 50 °С находится на [c.139]

Необходимость прибегать к итерации является не слишком большим неудобством по сравнению со сложностями, возникающими в связи с требованием плавного соединения поправочных функций на границах участков низкотемпературного диапазона. Требуется, чтобы поправочная функция имела в точке соединения участков такой же наклон, как у поправочной функции для более высоких температур. Поэтому термометр приходится градуировать до самой низкотемпературной точки интервала, в котором его предполагается использовать. Для термометров, предназначенных для использования в диапазоне, который ранее описывался уравнением Каллендара — Ван Дюзена, поправочная функция дается выражением [c.206]

Рис. 5.13. Стержневой платиновый термометр сопротивления, предназначенный для использования в диапазоне от —189 до 630 °С, длина 600 мм, наружный диаметр 7 мм (с разрешения фирмы Н. Tinsley Ltd).

В нынешней редакции МПТШ-68 платиновый термометр сопротивления, используемый при температурах выше 630 °С, должен градуироваться лишь путем сравнения со стандартной платино-платинородиевой термопарой. Поскольку даже с учетом эффектов решеточных вакансий и царапания проволоки воспроизводимость результатов у платинового термометра сопротивления гораздо лучше, чем у термопары, эту ситуацию нельзя признать удовлетворительной. Отсутствие общепринятого интерполяционного уравнения является одним из препятствий на пути к более широкому использованию высокотемпературных термометров сопротивления. До тех пор пока не будут проведены надежные сравнения МПТШ-68 с термодинамической шкалой температур в диапазоне от 630 до 1064 °С, от интерполяционного уравнения можно требовать лишь приведения в соответствие показаний платинового термометра сопротивления с квадратичной зависимостью э. д. с. термопары от температуры. Такое уравнение уже существует оно определяет градуировку платинового термометра сопротивления по шкале МПТШ-68 с точностью, достижимой для платино-платинородиевой термопары, а именно 0,2°С. [c.219]

Несмотря на то что чувствительность по напряжению у железородиевого термометра лучше, чем у платинового при температурах ниже 20 К, можно задать вопрос почему в этом температурном диапазоне железородиевый термометр оказывается предпочтительнее германиевого Действительно, как будет показано ниже, у германиевого термометра можно добиться дифференциальной чувствительности, превосходящей 100 % на [c.234]

Характеристику железородиевого термометра в весьма широком диапазоне температур можно аппроксимировать полиномами разумного порядка [46]. В диапазоне от 0,5 до 20 К полином восьмой степени обеспечивает стандартное отклонение не более 0,2 мК в диапазоне от 0,5 до 27 К для той же точности достаточен полином одиннадцатой степени. Эти полиномы описывают температуру как функцию сопротивления. Менее точные данные в диапазоне от 27 до 273 К могут быть аппроксимированы с точностью до 1 мК полиномом, в котором в качестве независимой переменной принимается lпZ, где Z представляет собой отношение (7 т— 4,2)/( 273,16— 4,2)- Сложности возникают при попытках аппроксимировать диапазоны, включающие температуру 28 К, поскольку в этой точке низкотемпературное сопротивление, обусловленное примесными явлениями, уступает место высокотемпературному сопротивлению, обусловленному рассеянием на фононах, и кривая зависимости сопротивления от температуры проходит через точку перегиба. [c.235]

Измерение температур в пгироком диапазоне ( 200 + 500 °С) с выссжой точностью возможно с помощью термометров сопротивления, в основе работы которых использовано свойство металлов и полупроводников изменять свое злектрическое сопротивление при изменении температуры. Датчиком служит тонкая намотанная на стержень из изоляционного материала [c.481]

Доетоинствами металлических термометров сопротивления являются высокая степень точности измерения температуры, возможность применения стандартной градуировочной шкалы во всем диапазоне измерения (основана на стабильности и воспроизводимости термометрических свойств) и другие преимущества, которые проявляются при электрической форме выходного сигнала. [c.176]

Основная особенность термометров сопротивления для измерения температуры на вращающихся объектах — миниатюрность. Для того чтобы существенно не ослаблять вращающиеся детали при их высверливании для закладки термометров сопротивления, их размеры необходимо делать как можно меньщими. В связи с этим для изготовления термометров используют провода с небольшим поперечным сечением, что в свою очередь ограничивает рабочий ток и ухудшает точность выполняемых измерений. Материал для термометров сопротивления выбирают с учетом диапазона измеряемой температуры и коррозионной стойкости. Обычно используют платину, медь, железо, никель. [c.313]

ПТШ—76) рекомендована Консультативным комитетом по термометрии (ККТ) при Международном бюро мер и весов для использования в диапазоне от 0,5 до 30 К [19). ККТ разработал эту шкалу в силу того, что температуры, определенные по температурным шкалам, построенным по давлению паров гелия (шкала Не 1962 г. [21] и шкала Не 1958 г. [20]) и по нижнему участку МПТШ—68, существенна отличаются от термодинамической температуры и, кроме того, не согласуются между собой. ПТШ—76 построена с учетом гладкости по отно- [c.176]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...