Первичные преобразователи температуры

Для контактного измерения температуры используют следующие типы первичных преобразователей:

- стеклянные жидкостные преобразователи, основанные на тепловом расширении жидкостей;

- манометрические преобразователи, в которых измерение температура преобразуется в измерение давления жидкости, пара или газа;

- термоэлектрические преобразователи, в которых под воздействием температуры генерируется термо-ЭДС постоянного тока;

- термопреобразователи сопротивления, в которых используется зависимость удельного сопротивления проводника или полупроводника от температуры.

Преобразователи стеклянных жидкостных термометров.

Такие преобразователи служат для лабораторных и технических измерений в области температур от –90 до +200⁰С. Действие этих преобразователей основано на объёмном расширении жидкости при постоянном давлении. Выходной величиной является изменение длины столбика жидкости. Термометры различают по виду термометрической жидкости. В промышленности применяют следующие термометрические жидкости: ртуть в области температур –30 +200⁰С, спирт –50 +50⁰С, толуол -80 +60⁰С. Схема простейшего преобразователя приведена на рис.IY-1, стр.92 [3].

При повышении температуры в результате расширения жидкость заполняет капилляр. Его размеры выбираются так, чтобы при температуре, равной верхнему пределу измерений, жидкость заполнила капилляр на длине L. Функция преобразования имеет вид х = At – B,

где х - длина заполненной части капилляра; t - измеряемая температура.

A = v_ob/S, B = t_H(v_ob/S),

где t_H - начальная температура (нижний предел измерений); v_o - объём жидкости при начальной температуре; S - площадь поперечного сечения канала капилляра; b - видимый коэффициент расширения термометрической жидкости:

b = b_ж - b_ст,

где b_ж и b_ст - истинные коэффициенты расширения жидкости и стекла.

Функция преобразования линейна относительно температуры, что позволяет иметь равномерные шкалы.

Для особо точных измерений (порядка 0,001-0,01⁰С) небольших диапазонов изменения температуры используются метастатический преобразователь (термометр Бекмана).