Механические и электрические контактные термометры

Механические контактные термометры являются, по-видимому, наиболее распространенным на практике вариантом термометра. Почти все они основаны на тепловом расширении веществ, а точнее на различном расширении двух разных веществ. Эти вещества могут быть использованы в качестве датчиков или расширяющихся тел в датчиках во всех трех фазовых состояниях - твердыми, жидкими и газообразными. Механические контактные термометры обычно характеризуются большой прочностью, малыми затратами на обслуживание, хорошей точностью и низкой стоимостью.

Дилатометрический термометр. Простейший принцип измерения температуры – это использовать удлинение металлического стержня. Обычно в качестве чувствительного элемента дилатометрического термометра используют трубку из металла, внутри которой концентрично располагается стержень из материала.
Биметаллические термометры. Значительно чаще дилатометрических применяют биметаллические термометры, в которых для индикации температуры также используют различное температурное расширение двух разнородных материалов. Биметаллические термометры могут быть изготовлены весьма малых размеров, в чем состоит их существенное преимущество перед громоздкими дилатометрическими термометрами. Они просты при конструировании (поскольку у них мало движущихся частей). Их изготовляют в самых разнообразных исполнениях, они просты и дешевы.
Стеклянные жидкостные термометры. В этих термометрах измеряется относительное расширение жидкости по сравнению с объемом резервуара. Основная часть термометрической жидкости располагается в шарообразном или цилиндрическом резервуаре, который собственно и является чувствительным элементом термометра. Резервуар сообщается с длинным и узким стеклянным капилляром. На верхнем конце капилляра имеется расширительная (переливная) камера, которая используется для сбора термометрической жидкости, если термометр нагревается выше его верхнего предела измерений.

Газовые термометры. Теоретической основой термометрии является термодинамическая температурная шкала. Термодинамическая температурная шкала реализуется газовым термометром, как важнейшим прибором в весьма широкой области температур, практически вплоть до абсолютного нуля. Однако этот способ измерений имеет только научный интерес, так как для его осуществления требуются большие затраты на опытные приборы и обслуживание.
Конденсационные термометры. Пароконденсационные термометры работают по тому же принципу, что и газовые и жидкостные. Различие заключается в том, что чувствительный элемент здесь заполнен частично жидкостью, частично ее парами. Здесь используется свойство каждой жидкости иметь свое характеристическое давление пара, зависящее только от температуры, а не от объема. Это давление называется давлением насыщенного пара. Однако зависимость давления насыщенного пара от температуры нелинейна, поэтому расстояния между делениями шкалы с повышением температуры увеличиваются. По той же причине диапазоны измерения для каждой жидкости ограничены.

Катотермометром производится определение малых скоростей движения воздуха в помещении (1-2 м/сек).

Катотермометр нагревают до тех пор, пока спирт не заполнит 1/3-2/3 верхнего резервуара, затем его вытирают и вешают на штатив, в месте, где необходимо произвести измерение скорости движения воздуха. По секундомеру следят, за сколько времени столбик спирта опуститься с 38 до 35 градусов C°. Среднее арифметическое высшей Т и низшей Т должно равняться 36,5 С, т.е. интервалы от 40 до 33 градусов C°, от 39 до 34 градусов C°; от 38 до 35 градусов C°.

По формуле находим Н – величину охлаждения сухого катотермометра

1) , где Ф – константа катотерометра, измеряемая в Мкал/ал град, – время за которое катотерометр охладится от температуры до .

2) – для скорости менее 1 м/с мы, зная величину охлаждения сухого катотерометра (H) и Q – разность между средней температурой тела 36,5 C° и температурой окружающего воздуха в градусах, можем найти скорость движения воздуха; величины 0,20; 0,40; 0,13; 0,47 – эмпирические коэффициенты.

3) – для скорости воздуха более 1 м/с.

4) Для определения больших скоростей движения воздуха используют два вида анемометров: чашечный и крыльчатый. Первым анемометром измеряют скорость движения в пределах от 1 до 50 м/сек, а вторым – от 0,5 до 15 м/сек. При работе с анемометром следует сначала 1-2 минуты вращаться лопастям вхолостую, чтобы они приняли постоянную скорость вращения. При этом необходимо следить за тем, чтобы направление воздушных течений было перпендикулярным к плоскости вращения лопастей прибора.