Погрешности контактных методов измерения температуры и способы борьбы с ними

Погрешности контактных методов измерения стационарных температур, помимо чисто приборных, возникают за счет теплообмена между теплоприемником (термометром или его чувствительным элементом) и окружающей средой. Проще говоря, температура термоприемника должна в идеале равняться температуре измеряемой среды. Но этого не происходит, т.к. термометр контактирует не только с измеряемой средой, но и с окружающей средой. А при измерении температур высокоскоростных потоков может проявляться нагрев газов и термоприемника за счет трения набегающего потока. Поэтому надо создавать такие условия, чтобы термоприемник принимал температуру возможно более близкую к температуре измеряемой среды, и чтобы сам термоприемник возможно меньше искажал температурное поле измеряемой среды.

Один из способов уменьшения теплообмена - увеличение длины термометра и уменьшения его поперечного сечения (Это способствует росту теплового сопротивления через тело термометра). При установке в трубопроводы (поскольку диаметры трубопроводов ограничены), часто увеличивают длину термометра, устанавливая его в колено трубопровода, как показано на рисунке 35.

Теплообмен излучением можно уменьшить, выполнив поверхность термоприемника полированной, зеркальной. Однако в реальных условиях эта поверхность быстро окисляется.

Еще один способ – приближение температуры стенки трубы к температуре измеряемой среды. Этого добиваются тепловой изоляцией трубопровода (хотя бы в месте установки термометра) или постановкой различных экранов.

При измерении температуры высокоскоростных потоков стремятся использовать термоприемники такой формы, у которых так называемый «коэффициент восстановления температуры» близок к единице. Проще говоря, их геометрические характеристики должны обеспечивать максимальную обтекаемость и достаточную теплоотдачу лишнего (выделившегося) тепла в измеряемую среду (чтобы сам термоприемник меньше грелся).

Использование контактных методов для измерения нестационарных температур связано с необходимостью учета температурной инерции термометров.

Под температурной инерцией любого тела или системы понимают их свойство менять свою температуру не мгновенно, а по истечении некоторого времени.