Общие сведения об измерении температуры

Приборы, предназначенные для измерения температуры, называются термометрами.

В качестве принципа работы термометров можно использовать любой физический процесс, в котором температура однозначно связана с какой-либо легко определяемой величиной (например, изменение объёма, давления, электрического сопротивления, ЭДС и т.д.). Температуры тел – уровни их внутренних энергий – определяют интенсивность теплообмена между ними и указывают направление передачи тепловой энергии от более нагретого к менее нагретому телу. Температура – статистически формирующаяся теплодинамическая величина, определяемая уровнем внутренней энергии тела. 1Носителями внутренней энергии являются атомы и молекулы тела, кинетическая энергия которых определяет температуру. Кинетическая энергия вращательного и колебательного движения молекул газа и колебательного движения атомов в кристаллических решетках твердого тела подчиняются закономерностям, выраженным аналогичными соотношениями. В газотурбинных двигателях и наружном воздухе измеряют температуру заторможенного потока, для чего чувствительный элемент помещают в пространство с почти полным торможением. Но при этом уменьшается интенсивность теплообмена, поэтому в приборах, измеряющих температуру заторможенного потока. Динамические погрешности больше, чем в приборах, измеряющих статистическую температуру. Под динамической погрешностью термометра следует понимать запаздывание в показаниях, вызванное конечной скоростью передачи тепла от контролируемой среды к чувствительному элементу. Динамические погрешности определяются не только свойствами прибора, но и скоростью измерения измеряемой температуры. Эти погрешности тем больше, чем скорость изменения температуры.­ Термометры находят широкое применение в авиации для измерения температуры твердых тел (головок цилиндров поршневых двигателей), жидкостей (масла, топлива), воздуха и газов. Классификация:

-Термометры расширения: Основаны на зависимости удельного объема вещества от температуры

 

-Дилатометрический (управление температурой в кабине самолета) Пружина (свернутая) одним концом жестко закреплена на другом конце стрелка, при нагреве пружина раскручивается, поворачивая стрелку

-биметаллический Биметаллические пластины используемые в качестве чувствительного элемента биметаллического термометра (БТ), состоят из двух примерно одинаковых по толщине пластинок металлов или сплавов с различными температурными коэффициентами линейного расширения. При изменении температуры такой пластины она изгибается в сторону материала с меньшим коэффициентом линейного расширения.

При жестком креплении одного конца пластины перемещение ее другого конца вследствие изгиба передается с помощью системы ры­чагов на указатель и служит мерой изменения температуры.

- манометрический

 

 

-Термометр сопротивления. Основан на зависимости

сопротивления термопреобразователя от температуры

Электрические термометры сопротивления применяются в авиации для измерения температу­ры масла и воздуха внутри и снаружи кабин. Принцип действия термометра сопротивления основан на изменении электрического сопротивления металлов или полупроводников в зависимости от температуры.

 

-Термоэлектрический термометр.

Термоэлектрические термо­метры в авиации используются в основном для измерения темпе­ратуры отдельных частей силовых установок и газовых потоков, выходящих из реактивного сопла двигателя. Принцип действия термоэлектрического термометра основан на использовании термоэлектрического эффекта. Явление термоэлектричества заключается в возникновении термоэлектродвижущей силы (термоЭДС) в спае двух проводни­ков из двух разнородных токопроводящих материалов при нали­чии разности температур места соединения проводников и их свободных концов. Такая цепь, составленная из двух разнородных металлов, называется термопарой. Проводники, из которых состо­ит термопара, называются тероэлектродами.

 

-Пирометр. Основан на зависимости теплового

электромагнитного излучения тела от его темпер

атуры

Общие методические погрешности датчиков тем

пературы

Механическим и электрическим датчикам температуры, соприкасающимся со средой, температура которой измеряется, свойственны следующие методические погрешности.

1. Погрешность из-за потерь от теплоизлучения и теплопроводности. Эта погрешность обусловлена тем, что температура стенок трубопровода отличается от измеряемой температуры газа или жидкости, текущих по этому трубопроводу. В результате наряду с полезным теплообменом между датчиком и стенками трубопровода вследствие лучеиспускания и теплопроводности.

2. Погрешность от неполного торможения газового потока. В термометрах, предназначенных для измерения истинной температуры Т встречного потока воздуха, возникает погрешность, причиной которой является повышение температуры датчика из-за перехода в тепло кинетической энергии потока воздуха при его торможении датчиком.