Инструкция
Жидкостные термометры работают на основе принципа изменения начального объема жидкости, залитой в термометр, при изменении окружающей температуры. Чаще всего в колбу термометра заливают спирт или ртуть. Плюсами ртутного термометра являются высокая точность измерения температуры, длительный срок использования, однако уровень температуры устанавливается достаточно долго, ртуть в градуснике является опасным материалом, поэтому использование ртутного термометра необходимо производить максимально аккуратно.
Оптические термометры регистрируют температуру по уровню свечения, спектра и иных показателей и чаще всего применяются в научных исследованиях.
Механические термометры действуют по жидкостных, только датчиком служит спираль, или лента из металла.
Электрические - работают по принципу изменения уровня сопротивления проводника при изменении внешней температуры. Те электротермометры, которые имеют большой диапазон, основаны на термопарах - при взаимодействии разных металлов возникает контактная разность потенциалов, которая зависит от температуры. В электротермометры встроены дополнительные функции памяти, подсветки, они безопасны и быстро результат, однако могут давать небольшую погрешность, вследствие чего температуру нужно мерить несколько раз.
Видео по теме
Термометр - очень полезная и нужная в хозяйстве вещь. Этот прибор создан специально для измерения различной температуры, например, воздуха, воды или тела.
Почти каждый человек сталкивается с термометрами с ранних лет. Сначала родители знакомят вас с так называемыми «градусниками», заставляя сидеть смирно, а лучше лежать в течение 10 минут, хотя это и выматывает подвижных сорванцов.
Как только наступает дождливая осень, человек в тот или иной момент заболевает. Первыми признаками болезни становится насморк, боли в горле и, конечно же, повышение температуры тела. Чтобы удостовериться в том, ли вы, поможет термометр (в простонародии - «градусник», так как происходят в градусах по Цельсию или по Фаренгейту в Соединенных Штатах Америки).
Термометр , насколько температура вашего тела отличается от нормальной (37°C или 96°F). Если она повышена, тогда вам стоит обратиться за помощью к врачу, а при очень высоких температурах (39,5-41°C или 103,1-105,8°F) необходимо выпить лекарства для того, чтобы « » ее и вызвать скорую помощь.
Виды термометров
В настоящий момент существует три основных вида термометров для измерения температуры тела: ртутный, (цифровой) и инфракрасный.
Ртутный термометр – это прибор из детства. Он представляет собой стеклянную колбу с двумя граммами ртути, за счет которой и идет измерения температуры. Данное вещество реагирует на тепло и поднимается по столбику с делениями, показывая точный результат.
Почему этот допотопный инструмент все еще из пользования? Все дело в большом количестве его положительных качеств.
Во-первых, он самый точный из ныне существующих. Во-вторых, при аккуратном использовании, он может прослужить сотни лет (с ртутью ничего не сделается, если вы, конечно, не разобьете стеклянную колбу). В-третьих, он очень и простой в использовании. Главным же недостатком данного вида термометра является ртуть, так как она высокотоксичная. Если вы разобьете ртутный градусник, проблем вам не избежать.
Определенную долю рынка занял на данный момент . Его главными преимуществами перед предком стали безопасность и быстрота измерения. Ну, а недостатком, по сравнению с предыдущим экземпляром, является не слишком высокая точность измерения (при неправильной транспортировки и эксплуатации), а также работа на батарейках. Батарейки могут испортиться, когда они просто необходимы, поэтому всегда держите под рукой комплект рабочих.
Новым видом стали инфракрасные термометры, считающиеся бесконтактными. Отсюда вытекает первое преимущество – возможность измерять у плачущих или спящих . Еще одним плюсом является скорость замеров – не более 30 секунд. Основными недостатками является высокая погрешность (до 0,5°C) и цена, которая колеблется от 1500 до 5000 рублей.
Видео по теме
Известно, что более нагретые тела хуже проводят электрический ток, чем охлажденные. Причина этому – так называемое термическое сопротивление металлов.
Что такое термическое сопротивление
Термическое сопротивление – это сопротивление проводника (участка цепи), обусловленное тепловым движением носителей заряда. Под зарядами здесь надо понимать электроны и ионы, содержащиеся в веществе. Из названия понятно, что речь идет об электрическом явлении сопротивления.
Суть термосопротивления
Физическая сущность термосопротивления заключается в зависимости подвижности электронов от температуры вещества (проводника). Разберемся, откуда такая закономерность.
Проводимость в металлах обеспечивается свободными электронами, которые под действием электрического поля приобретают направленное движение вдоль линий электрического поля. Таким образом, резонно задаться вопросом: что может препятствовать движению электронов? Металл содержит в себе ионную кристаллическую решетку, которая, безусловно, замедляет перенос зарядов с одного конца проводника на другой. Здесь нужно заметить, что ионы кристаллической решетки находятся в колебательном движении, следовательно, они занимают пространство, ограниченное не их размером, а размахом амплитуды их колебаний. Теперь нужно задуматься о том, увеличение температуры металла. Дело в том, что сущность температуры как раз и составляют колебания ионов кристаллической решетки, а также тепловое движение свободных электронов. Таким образом, увеличивая температуру, мы увеличиваем амплитуду колебаний ионов кристаллической решетки, а значит, создаем большее препятствие направленному движению электронов. Вследствие этого сопротивление проводника увеличивается.
С другой стороны, при увеличении температуры проводника увеличивается и тепловое движение электронов. Это означает, что их движение становится все более хаотичным, чем направленным. Чем больше температура металла, тем больше проявляют себя степени свободы, направление которых не совпадает с направлением электрического поля. Это обуславливает также большее количество столкновений свободных электронов с ионами кристаллической решетки. Таким образом, термосопротивление проводника обусловлено не только тепловым движением свободных электронов, но и тепловым колебательным движением ионов кристаллической решетки, которое становится все более заметным при повышении температуры металла.
Из всего сказанного можно сделать вывод о том, что лучшие проводники являются «холодными». Именно по этой причине сверхпроводники, сопротивление которых равняется нулю, содержат при крайне низких температурах, исчисляемых единицами Кельвина.
Видео по теме
Совет 4: Температурный датчик: принцип действия и сфера применения
Нынешнее оборудование, автоматика и автомобилестроение вряд ли обойдутся без всякого рода контроллеров. К такому виду устройств можно отнести и термодатчики, сфера применения которых неограниченна.
Устройство
Термодатчик – это механизм, фиксирующий температуру среды, в которой он находится и передающий ее на приборную панель либо в блок управления. Наиболее часто подобные устройства идут в паре с блоком управления, ведь помимо того, что датчик сообщает показатели, их еще нужно обработать и произвести необходимые манипуляции. Большинство современных термодатчиков имеют электронное наполнение, их принцип действия основывается на передаче электрических импульсов от датчика к фиксирующему прибору. Конструктивно датчики можно разделить на несколько типов.1. Терморезистивный датчик. Подобные устройства работают по принципу изменения электросопротивления проводника при возникновении колебаний температуры. Эти датчики просты в применении, они очень надежны, чувствительны, более точны.
2. Полупроводниковые термодатчики устроены по принципу реагирования на трансформацию характеристик (р-n) перехода под воздействием температуры. Серия таких датчиков очень проста в своей конструкции и имеет отличное соотношение цены и долговечности.
3. Термоэлектрические датчики, или как их еще называют термопары. Этот тип датчиков работает на эффекте разности температуры пары проводников, которые находятся в разных средах. Благодаря этому, в замкнутой цепи этой пары проводников возникает импульс, датчики сигнализируют о смене температуры относительно друг друга. Эти устройства не дают такой точности, как их вышеописанные коллеги, и конструктивно имеют более громоздкий механизм.
4. Пирометры. Это датчики бесконтактного типа, они фиксируют температуру близ находящегося предмета. У этого вида приборов большой плюс в том, что они могут работать на расстоянии от механизма, в котором необходимо зафиксировать показатели температур.
5. Датчики акустические. Принцип работы основывается на изменении скорости звука в атмосфере при изменении температуры среды, в которой находиться датчик. Такие устройства применяют в средах, где невозможно использование контактных датчиков температуры.
6. Пьезоэлектрические датчики. Смысл устройства следующий: на кварцевую основу, из которой состоит сам датчик, подают определенную серию импульсов, таким образом, с изменением температуры этот материал имеет разную частоту расширения.
Применение
Все виды термодатчиков можно встретить в повседневной жизни. Датчиками оборудуют лифты многоэтажных домов, чтобы не перегреть двигатель лифта в случае возникновения нагрузки. Используют в автомобилях для контроля рабочей температуры мотора и недопущения его закипания. В домашних холодильниках датчик работает в паре с блоком управления, который дает команду включать и выключать агрегат холодильника в зависимости от температуры, фиксируемой датчиком. И еще много каких примеров существует, где в работе оборудования или прибора участвует подобный механизм. Данные устройства в значительной мере облегчают жизнь человеку, только мало кто об этом думает. Приятно, когда машина делает какую-то операцию без участия человека.Температурные шкалы
В настоящее время применяются несколько температурных шкал, отличающихся выбором опорных (реперных) точек. В школе Цельсия интервал между точкой плавления льда и точкой кипения воды при нормальном давлении делится на сто равных долей – градусов Цельсия (0 С). В шкале Фаренгейта за нуль принимается температура смеси льда и соли (-32 0 С), а точка кипения воды принимается за 212 градусов.
Третья шкала – это наиболее употребляемая в научной литературе абсолютная шкала температур. Физический смысл нулевой температуры в этой школе – полное отсутствие молекулярного движения.
Связь между температурными шкалами имеет вид:
3.1 Газовые термометры. Наиболее строго требованию линейной и существенной зависимости от температуры отвечают параметры идеального газа – объём и давление. Поведение реального газа при небольших давлениях и достаточно высоких температурах практически не отличается от поведения идеального газа. При этой причине газовые температуры используются как эталонные, по ним градуируют и проверяют другие термометры.
Простейший газовый термометр может представлять собой запаянную с одной стороны трубку, в которой некоторая масса газа отделена от атмосферы капелькой ртути или соединена с монометром. (рис.1).
При нагревании газ расширяется, а его давление остаётся равным атмосферному. В соответствии с уравнением Клайперона-Менделеева 
объём и температура находятся в состоянии:
.
Для конкретного термометра выражение в скобках играет роль постоянного коэффициента, зависящего от количества газа и от атмосферного давления.
Процедура измерения температуры газовым термометром сводится к тому, что его помещают в исследуемую среду, затем, дождавшись установления равновесия, определяют объём и по графику находят . На практике часто линейка Л служит шкалой температур.
3.2. Жидкостные термометры. Если ёмкость газового термометра заполнить жидкостью с достаточно большим коэффициентом теплового объёмного расширения, то полученный прибор станет жидкостным термометром. В настоящее время такими жидкостями является ртуть, или подкрашенные спирт, толуол, пентан и некоторые другие вещества.
Для повышения чувствительности и точности измерений термометр состоит из двух сообщающихся объёмов, один из которых содержит основную массу жидкости, а второй служит индикатором изменения объёма, для чего ему придаётся форма цилиндра капиллярных размеров.
Жидкостные термометры запаяны с обеих концов, поэтому более удобны в обращении, что послужило причиной их широкого распространения.
К недостатком их можно отнести нелинейность температурной зависимости объёмов, что делает необходимым калибровать их по газовым термометрам. Они отличаются также инерционностью (время вхождения в равновесное состояние со средой не менее 10 минут), большой собственной теплоёмкостью до 10 Дж/К и размерами рабочей части. Диапазон их работы ограничен с одной стороны температурой кристаллизации, а с другой – температурой кипения жидкости.
Идея создания термометра зародилась в бунтарском мозгу Галилео Галилея. В 1597 году, как засвидетельствовали его ученики, он создал термоскоп — прообраз современного термометра. Подумать только, как же давно это было! И все же удивляет другое: как человечество обходилось без таких важных приборов раньше? Медицина, наука, промышленность и без них... Даже представить сейчас такое страшно! Насколько упрощают эти приборы нашу жизнь и все же, в современном мире измерений температур остро стоит новая проблема: как выбрать из огромного разнообразия термометров самый подходящий?
Мы много лет продаем термометры технические , специальные, промышленные, метеорологические, лабораторные. Термометры для сельского хозяйства и инкубаторов или для испытания нефтепродуктов... Самые разные и в основной массе самые лучшие — прислушайтесь к нашему мнению, мы сможем вам помочь.
Медицинские термометры: выбирайте со знанием дела!
Самый известный термометр, пожалуй, медицинский. Каждый знаком с ним с детства, а вот выбрать оптимальный в бескрайнем море современного ассортимента бывает непросто.
С одной стороны, традиционный ртутный еще долго не уйдет из нашего обихода, хотя в Европе он больше и не используется из-за высокой вероятности повреждения стекла и загрязнение окружающей среды ртутью. Почему у нас он по-прежнему популярен? Во-первых, низкая цена. Во-вторых, ему не нужен источник питания и из строя он выходит только в случае механического повреждения, то есть ему можно доверять. Дополнительными плюсами можно считать точность измерений (погрешность не более 0,1 градуса), простота дезинфекции, ведь он стеклянный, а стекло устойчиво к самым агрессивным химическим средствам.
Электронный термометр или цифровой сравнительно недавно вошел в нашу жизнь и за это короткое время стал практически незаменимым. Принцип его действия — измерение температуры тела посредством встроенного в него специального чувствительного датчика. Результат измерений отображает на дисплее в цифровом виде. У ряда моделей есть дополнительные функции: память последних измерений, звуковые сигналы окончания измерения, сменные наконечники. К несомненным плюсам этого вида термометров конечно же относится безопасность и простота чтения результатов (если прибор с подсветкой, то можно узнать результат даже в темноте). Кроме того, шкала измерений сменная: «Цельсий-Фарентейт». Привлекает также короткое время измерения. Имеются модели для детей. Они имеют яркие расцветки, различную форму (особенно удобны в виде сосок). Самое главное, детские термометры снабжены гибкими, малотравматичными, наконечниками.
Инфракрасный медицинский термометр имеет измерительный элемент, который снимает показатели инфракрасного излучения человеческого тела. Преимущество этого прибора в сравнении с электронным является еще меньшее время измерения (от 5 секунд). Имеется бесконтактный вариант прибора, позволяющий измерять температуру даже у плачущих детей или спящих пациентов. Наконечники сменные, что позволяют решить столь важные вопросы дезинфекции и гигиены.
Технические термометры
Эти приборы используется на предприятиях, как сельского хозяйства, так и химической, нефтехимической, горно-металлургической промышленностях, а также в машиностроении и в жилищно-коммунальном хозяйстве, транспорте и строительстве, словом, практически во всех жизненных сферах.
Технический термометр представляет собой стеклянную цилиндрическую по форме трубку, в которую вложена шкальная пластина либо стеклянная, молочного цвета либо картонная. Нижняя часть таких термометров бывает прямой или угловой (под углом в 90 градусов).
Прибор с прямой нижней частью обозначается в номенклатуре как ТТП (термометр технический прямой. Угловые термометры, соответственно, имеют угловую нижнюю часть и называются ТТУ (термометр технический угловой).
Прямым назначением технических термометров является измерение температуры жидкостей или газов. Их широко применяют для измерений в сосудах и в трубопроводах. Температурный диапазон может колебаться от −35 до +600 градусов по Цельсию. Термометры монтируют в трубопроводы и на резервуары, а также установки и машины химической или пищевой промышленностей и в других отраслях.
Запланировав купить технический термометр, необходимо прежде всего ознакомиться с техническими характеристиками и выбрать среди разнообразия моделей оптимально подходящий для ваших нужд.
Существует несколько видов технических термометров:
1. термометр технический жидкостный ТТЖ-М;
2. термометр биметаллический ТБ, ТБТ, ТБИ;
3. термометр сельскохозяйственный ТС-7-М1;
4. термометр максимальный СП-83 М;
5. термометр для спецкамер (низкоградусный) СП-100;
6. термометр специальный виброустойчивый СП-В;
7. термометры ртутные электроконтактные типа ТПК;
8. термометры лабораторные ТЛС;
9. термометр для нефтепродуктов ТН;
10. термометр для испытаний нефтепродуктов типов ТИН1, ТИН2, ТИН3, ТИН4.
Принцип действия всех жидкостных термометров основан на динамическом изменении объёма залитой в него жидкости. Обычно это или спирт (спиртовой), или ртуть (ртутный). Однако существуют и другие термометрические жидкости, например, петролейный эфир для низкоградусных приборов.
Жидкостные термометры широко используются при изменении температуры окружающей среды — метеорологические термометры. В отличие от бытовых термометров приборы, использующиеся на метеостанциях должны быть намного точнее, а значит, к их изготовлению предъявляются намного более жесткие требования. Кроме жидкостных в метеорологии широко применяются термометры сопротивления, биметаллические, термоэлектрические, транзисторные, радиационные и многие другие.
Вы понимаете, что в этой статье нет возможности рассказать обо всех тонкостях оптимального выбора. Но, если вы свяжетесь с нами, наши консультанты смогут вам объяснить особенности работы, плюсы и минусы каждой модели, которая нужна именно вам, именно сейчас. Да, самое главное забыли сказать, мы предлагаем только приборы высокого качества и по низкой цене!
– это высокоточное устройство, которое предназначается для измерения текущей температуры. В промышленности, термометром измеряют температуру жидкостей, газов, твердых и сыпучих продуктов, расплавов и.т.д. Термометры особенно часто применяют на производствах, где важно знать температуру сырья для правильного протекания технологических процессов, или в качестве одного из средств контроля готовой продукции. Это предприятия химической, металлургической, строительной, сельскохозяйственной отраслей, а также сфера производства продуктов питания.
В быту, термометры могут быть использованы в различных целях. Например, существуют уличные термометры для деревянных и пластиковых окон, комнатные термометры, термометры для бань и саун. Приобрести термометры можно для воды, чая, и даже для пива и вина. Существуют термометры для аквариума, специальные термометры для почвы, и инкубаторов. В продаже имеются также термометры для морозильных камер, холодильников и погребов и подвалов.
Установить термометр, как правило, технологически не сложно. Однако, не стоит забывать, что только выполненная по всем правилам установка термометра гарантирует надёжность и долговечность его работы. Следует также учитывать, что термометр - прибор инерционный, т.е. время установления его показаний составляет около 10 - 20 минут, в зависимости от требуемой точности. Поэтому не ожидайте, что термометр изменит свои показания в тот же момент, как только он будет вынут из упаковки или установлен.
По конструктивным особенностям выделяют следующие :
1. Жидкостный термометр
- это, тот самый стеклянный термометр, который можно увидеть практически повсеместно. Жидкостные термометры могут быть как бытовыми, так и техническими (например, термометр ттж - термометр технический жидкостный). Жидкостный термометр работает по самой простой схеме - при изменении температуры, объем жидкости внутри термометра изменяется и при увеличении температуры – жидкость расширяется и ползет вверх, а при уменьшении - наоборот. Обычно в жидкостных термометрах применяется либо спирт, либо ртуть.2.
действует по принципу изменения давления газа, пара или жидкости в замкнутом объеме при изменении температуры. Манометрический термометр состоит из собственно манометра, термобаллона и гибкого капилляра. Манометрические термометры, в зависимости от заполняющего вещества, делятся на газовые (термометры ТПГ, ТДГ), жидкостные (термометры ТПЖ, ТДЖ) и парожидкостные (термометр ТПП). Манометрические термометры способны измерять температуру в диапазоне от -60 до +600°С, поэтому они могут применяться во взрывоопасных помещениях.В рабочем состоянии, термобаллон манометрического термометра помещается в измеряемую среду. Нагреваясь, внутри замкнутого объема термобаллона увеличивается давление, которое и измеряется манометром. Шкала манометра проградуирована в единицах температуры (градусы Цельсия). Манометрические термометры могут применяться во взрывоопасных помещениях.
3. Термометр сопротивления
работает благодаря известному свойству тел изменять электрическое сопротивление при изменении температуры. Причем, в металлических термометрах сопротивление при увеличении температуры возрастает практически линейно. В полупроводниковых термометрах сопротивление наоборот, уменьшается.Металлические термометры сопротивления изготавливаются из помещенной в электроизоляционный корпус тонкой медной или платиновой проволоки.
4. Принцип действия термоэлектрических термометров
основывается на свойстве двух разнородных проводников создавать термоэлектродвижущую силу при нагревании места их соединения - спая. В этом случае, проводники называют термоэлектродами, а всю конструкцию - термопарой. При этом, величина термоэлектродвижущей силы термопары зависит от материала, из которого сделаны термоэлектроды, и разности температур горячего спая и холодных спаев. Поэтому, при измерении температуры горячего спая температуру холодных спаев или стабилизируют или вводят поправку на ее изменение.5.
Такие приборы позволяют измерять температуру дистанционно - на расстоянии в несколько сотен метров. При этом, в контролируемом помещении располагается только совсем небольшой термочувствительный датчик, а другом помещении – индикатор.6.
предназначаются для сигнализации о заданной температуре, и при её достижении - для включения или выключения соответствующего оборудования. Электроконтактные термометры применяются в системах поддержания постоянной температуры от -35 до +300°С в различных лабораторных, промышленных, энергетических и других установках.Электроконтактные термометры изготавливаются на заказ, по техническим условиям предприятия. Такие термометры конструктивно делятся на 2 вида:
Термометры с переменной, устанавливаемой вручную, температурой контактирования,
Термометры с постоянной или заданной температурой контактирования. Это, так называемые термоконтакторы.
7. Термометры цифровые
- это высокоточные, высокоскоростные современные приборы. Основой цифрового термометра служит аналого-цифровой преобразователь, который работает по принципу модуляции. Параметры цифрового термометра полностью зависят от установленных датчиков.8. Конденсационные термометры
работают, используя зависимость упругости насыщенных паров низкокипящей жидкости от температуры. Эти приборы обладают более высокой чувствительностью, чем другие, обычные термометры. Однако, поскольку зависимость упругости паров для используемых жидкостей, таких как, этиловый эфир, хлористый метил, хлористый этил, ацетон, являются нелинейными, то, как следствие, шкалы термометров нанесены неравномерно.9. Газовый термометр
действует по принципу зависимости между температурой и давлением термометрического вещества, лишенного возможности свободного расширения при нагревании в замкнутом пространстве10.
Его работа строится на различиях теплового расширения веществ, из которых изготавливаются пластины применяемых чувствительных элементов. Биметаллические термометры массово применяются на морских и речных судах, промышленности, атомных электростанциях, для измерения температуры в жидких и газообразных средах.Биметаллический термометр составлен из двух тонких лент металла, к примеру медной и железной, при нагревании которых, их расширение происходит неодинаково. Плоские поверхности лент плотно скреплены между собой, при этом, биметаллическая система из двух лент, скручена в спираль, а один из концов такой спирали жестко закреплен. При охлаждении или нагревании спирали, ленты, изготовленные из разных металлов, сжимаются или расширяются в разной степени. Как следствие, спираль или скручивается, или раскручивается. Прикрепленный к свободному концу спирали указатель, отображает результаты измерений.
