Ligningen af \u200b\u200btilstanden af \u200b\u200bden ideelle gas

giver dig mulighed for at tage enten en termometrisk værdi p.Enten. V.som kan måles med stor nøjagtighed.

Som eksperimentet viser, er nok sparsomme gasser meget tæt på det perfekte. Derfor kan de direkte tages som en termometrisk krop.

En sådan måde kommer til den ideelle gasskala af temperaturer. Den ideelle gastemperatur er temperaturen, som måles af et gastermometer, fyldt med sparsom gas. Fordelen ved det ideelle gastemperaturområde foran alle andre empiriske temperaturområder er, at som erfaringer viser temperatur T.Defineret ved formel (4) afhænger meget svagt af gasens kemiske karakter, som er fyldt med en gastermometertank. Aflæsningerne af forskellige gastermometre ved måling af temperaturen på samme krop er meget lidt fra hinanden.

I praksis implementeres gastermometeret normalt som følger: Gasvolumen V. Understøttet konstant, så er temperaturindikatoren det målte tryk p..

Charles Law for Reference Points i dette tilfælde vil se på:

hvor p. 1 - Tryk på en masse gas tæt på perfekt, ved smeltetemperaturer T. 1 ; r. 2 - Tryk ved kogende vandtemperatur T. 2 .

Temperaturgraden, pr. Definition, kan vælges, så forskellen mellem de specificerede temperaturer er 100, dvs.

En erfaren måde er fastslået, at trykket r. 2 i 1.3661 gange mere end r. en . Derfor til beregning T. 2 I. T. 1 Vi har to ligninger: K og. Løsning giver dem T. 1 \u003d 273,15 K; T. 2 \u003d 373,15 K.

For at bestemme temperaturen på en krop, bringes den i kontakt med gastermometeret og efter etablering af termisk ligevægtstryk målt r. Gas i termometeret. I dette tilfælde bestemmes kroppens temperatur ved formlen

Det følger heraf, at når T.=0 r.\u003d 0. Nultrykstemperatur ideal. Gas, kaldet absolut nul, og temperaturen målt fra det absolutte nul er en absolut temperatur. Her blev begrebet absolut nultemperatur indført på basis af ekstrapolering. I virkeligheden, som du nærmer dig absolut nul, overholdes flere og mere mærkbare afvigelser fra lovene i ideelle gasser, gasser begynder at kondensere. Strenge bevis for eksistensen af \u200b\u200ben absolut nul temperatur er baseret på det andet princip om termodynamik.

Kelvin Scale.

(Absolut termodynamisk temperaturskala)

I C blev temperaturskalaen beregnet på et referencepunkt, som er taget et tredobbelt punkt af vand. I den såkaldte absolutte termodynamiske skala af temperaturer eller Kelvin-skalaen antages det at bestemme, at temperaturen på dette punkt er nøjagtigt 273,16 K.

Et sådant valg af numerisk værdi er lavet således, at kløften mellem normale smeltepunkter af is og kogende vand med den højest mulige nøjagtighed var 100 K, hvis du bruger et gastermometer med perfekt gas. Dette etablerer kontinuiteten i Kelvin-skalaen med en tidligere anvendt skala med to referencepunkter. Målinger har vist, at temperaturen af \u200b\u200bnormale smeltepunkter af is og kogende vand i den beskrevne skala er henholdsvis ca. 273,15 og 373,15 til henholdsvis.

Temperaturskalaen, der således er defineret på denne måde, afhænger ikke af de individuelle egenskaber af det termometriske stof.

Absolut termodynamisk temperatur. T., talt på denne skala, er et mål for intensiteten af \u200b\u200bden kaotiske bevægelse af molekyler og er en monotonisk funktion af indre energi. Til perfekt gas direkte forbundet med intern energi ().

Navnet "termodynamisk", hun modtog, fordi det helt uafhængigt kan fjernes fra rent termodynamiske beregninger baseret på anden start af termodynamikken.

Den absolutte termodynamiske skala er hovedtemperaturskalaen i fysik. I temperaturområdet, hvor et gastermometer er egnet, er denne skala næsten ikke forskellig fra den ideelle gastemperaturskala.

Celsius skala temperatur ( t., ) forbundet med T. (i k) lighed

Og K.

Typer af termometre.

Temperaturen kan ikke måles direkte. Derfor er virkningerne af termometre baseret på forskellige fysiske væsker afhængig af temperatur: på termisk udvidelse af væsker, gasser og faste legemer, ændring med gastryk eller mættet damp, elektrisk modstand, termo-E-DS, magnetisk modtagelighed osv.

Hovedknuderne af alle temperaturmålingsanordninger er et følsomt element, hvor den termometriske egenskab er implementeret, og måleindretningen, der er forbundet med den (trykmåler, potentiometer, målebro, maleometer osv.).

Standarden for moderne termometri er et permanent gastermometer (termometrisk værdi er tryk). Ved anvendelse af gastermometre måles temperaturen i et bredt område: fra 4 til 1000 K. Gasttermometre anvendes sædvanligvis som primære indretninger, for hvilke de sekundære termometre, der anvendes direkte i forsøgene, anvendes.

Flydende termometre, resistens termometre og termoelementer (termoelementer) var mest almindelige fra de sekundære termometre.

I flydende termometre er termometrisk legeme som regel kviksølv eller ethylalkohol. Normalt anvendes flydende termometre i temperaturområdet fra 125 til 900 K. Den nedre grænse for de målte temperaturer bestemmes af væskens egenskaber, den øvre - egenskaberne af kapillærbrillerne.

	I termometre af modstand er det termometriske legeme et metal eller halvleder, hvis modstand ændrer sig med temperaturen. Ændringen i temperaturresistens måles ved hjælp af bro kredsløb (se fig.). Metalresistens termometre anvendes i temperaturområdet fra 70 til 1300 K, fra halvledere (termistorer) - i området fra 150 til 400 K og carbon - til temperaturer af flydende helium.
	Termometrene baseret på termoelementer opnået udbredt i temperaturmålinger. Termometrisk krop her tjener to afstands heterogene metaller. Hvis to ledere er tilsluttet i henhold til ordningen (se fig.), Vil voltmeteret i kæden registrere spændingen, gyldig

som er proportional med forskellen i spa-temperaturen 1 og 2. Hvis temperaturen på en af \u200b\u200bafgangen opretholdes konstant, vil voltmålerens vidnesbyrd kun afhænge af temperaturen på den anden glædning. Sådanne termometre anvendes særligt hensigtsmæssigt i området med høje temperaturer - ca. 700-2300 K.

Ved meget høje temperaturer er materialer smeltet og typer af termometre ikke anvendelige. I dette tilfælde tages kroppen selv som det termometriske legeme, hvis temperatur skal måles, og den elektromagnetiske energi udstråles som en termometrisk værdi. Ifølge de velkendte strålingslove gør en konklusion om kropstemperaturen. Den Internationale Foranstaltninger og Vægte har etableret en termodynamisk skala ved temperaturer over 1064 netop på grundlag af strålingslovgivninger. Instrumenter, med hvilke strålingsenergien måles, kaldes pyrometre.

Ved en meget lav temperatur ("1k) kan konventionelle temperaturmålemetoder ikke anvendes, da udjustering af temperaturer under kontakt forekommer meget langsomt, og derudover bliver konventionelle termometriske værdier uegnede (for eksempel bliver gastrykket meget lille, Modstand er næsten uafhængig af temperaturen). Under disse betingelser er kroppen selv også taget som en termometrisk legeme og som en termometrisk værdi - egenskaberne af dets egenskaber, for eksempel magnetiske.

Termometeret er en indretning designet til at måle temperaturen af \u200b\u200bvæsken, gasformigt eller fast medium. Opfinderne af den første indretning til målingstemperatur er Galileo Galilee. Navnet på enheden fra det græske sprog oversættes som "målevarme". Den første prototype af galilæa var signifikant forskellig fra moderne. I en mere velkendt form syntes enheden mere end 200 år senere, da en svensk Celsius-fysiker tog for undersøgelsen af \u200b\u200bdette problem. Han udviklede et temperaturmålesystem ved at dividere termometeret på skalaen fra 0 til 100. Til ære for fysikken måles temperaturniveauet i grader Celsius.

Sorter om handlingsprincippet

Selvom opfindelsen af \u200b\u200bde første termometre har passeret mere end 400 år, fortsætter disse anordninger fortsat med at blive forbedret. I den henseende vises alle nye enheder baseret på tidligere anvendte handlingsprincipper.

Disse er i øjeblikket aktuelle termometre:

• Væske.
• Gas.
• Mekanisk.
• Elektrisk.
• Termoelektrisk.
• Fiberoptiske.
• Infrarød.

Væske

Termometre tilhører de allerførste instrumenter. De arbejder på princippet om udvidelse af væsker, når de ændrer temperaturen. Når væsken opvarmer - det udvides, og når den afkøles, komprimeres det. Enheden selv består af en meget tynd glas kolbe fyldt med flydende stof. Kolben påføres den lodrette skala, der er lavet i form af en linjal. Temperaturen af \u200b\u200bdet målte medium er lig med opdeling på den skala, hvortil væskeniveauet indikerer i kolben. Disse enheder er meget nøjagtige. Deres fejl er sjældent mere end 0,1 grader. I forskellige design er flydende indretninger i stand til at måle temperaturen til +600 grader. Deres ulempe er, at når kolben falder kan bryde.

Gas

Arbejde på samme måde som væske, kun deres kolber er fyldt med inert gas. På grund af det faktum, at gas bruges som fyldstof, øges måleområdet. Et sådant termometer kan vise den maksimale temperatur i området fra +271 til +1000 grader. Disse enheder bruges normalt til at fjerne temperaturen af \u200b\u200bforskellige varme stoffer.

Mekanisk

Termometeret arbejder på princippet om deformation af metal spiralen. Sådanne indretninger er udstyret med en pil. De ligner eksternt en lille skydespil. Sådanne indretninger anvendes på instrumentpanelet af biler og forskellige specialudstyr. Den største fordel ved mekaniske termometre i deres styrke. De er ikke bange for at ryste eller chok, som glasmodeller.

Elektrisk

Apparaterne arbejder på det fysiske princip om at ændre udledningsniveauet ved forskellige temperaturer. Det varme metal, modstanden mod transmissionen af \u200b\u200bden elektriske strøm over. Følsomhedsområdet for elektrotermometre afhænger af metallet, som anvendes som leder. For kobber det varierer fra -50 til +180 grader. Dyrere modeller på Platinum kan pege på temperaturen fra -200 til +750 grader. Sådanne indretninger anvendes som temperatursensorer i produktion og i laboratorier.

Termoelektrisk

Termometeret har 2 leder i sit design, der måler temperaturen på det fysiske princip, den såkaldte Seebeck-effekt. Sådanne indretninger har en bred vifte af dimension fra -100 til +2500 grader. Nøjagtigheden af \u200b\u200btermoelektriske indretninger er ca. 0,01 grader. De kan findes i industriproduktion, når høje temperaturer er påkrævet over 1000 grader.

Fiberoptiske

Lavet af fiber. Disse er meget følsomme sensorer, der kan måle temperaturen til +400 grader. Samtidig overstiger deres fejl ikke 0,1 grader. Grundlaget for et sådant termometer er en spændt fiber, som er strakt eller komprimeret, når temperaturen ændres. Passerer gennem det lysstråle er refrakteret, hvilket løser en optisk sensor, der sammenligner brydningen med omgivelsestemperaturen.

Infrarød

Termometer eller pyrometer er en af \u200b\u200bde seneste opfindelser. De har overskridelsen fra +100 til +3000 grader. I modsætning til de tidligere sorter af termometre fjerner de indikationer uden direkte kontakt med det målte stof. Enheden sender en infrarød stråle til den målte overflade, og på en lille skærm viser dens temperatur. Samtidig kan nøjagtigheden afvige for flere grader. Sådanne indretninger bruges til at måle niveauet for opvarmning af metalemner, som er i bjerget, motorhuset osv. Infrarøde termometre er i stand til at vise åbne flamme temperaturer. Sådanne indretninger anvendes i snesevis af forskellige kugler.

Sorter til formål

Termometre kan klassificeres i flere grupper:

• Medicinsk.
• Husstand til luft.
• Køkken.
• Industriel.

Medicinsk termometer

Medicinske termometre kaldes normalt termometre. De har et lavt dimensionsområde. Dette skyldes, at en levende persons kropstemperatur ikke kan være under +29,5 og over +42 grader.

Afhængigt af udførelsen er medicinsk udstyr:

• Glas.
• Digital.
• Brystvorte.
• Knap.
• Infrarød øre.
• Infrarød frontal.

Glas Termometre er de første, der skal bruges til medicinske formål. Dataenheder er universelle. Normalt er deres kolber fyldt med alkohol. Tidligere blev kviksølv brugt til sådanne formål. Sådanne indretninger har en stor ulempe, nemlig behovet for langvarig vente på at vise den rigtige kropstemperatur. Under armhjælpens ydeevne er længden af \u200b\u200bventetid mindst 5 minutter.

DIGITAL. Termometre har en lille skærm, hvor kropstemperaturen er afledt. De kan vise nøjagtige data efter 30-60 sekunder fra øjeblikket for måling. Når termometeret modtager den endelige temperatur, skaber det et bip, hvorefter det kan fjernes. Disse enheder kan arbejde med en fejl, hvis de ikke passer meget tæt på kroppen. Der er billige modeller af elektroniske termometre, der fjerner vidnesbyrdet for ikke mindre lang end glas. På samme tid skaber de ikke et lydsignal til måling.

Termometre. nipples. Lavet specielt til små børn. Enheden er en pacifier, som er indsat i babyens mund. Typisk er sådanne modeller efter måling afsluttet, et musiksignal tilføres. Nøjagtigheden af \u200b\u200benheder er 0,1 grader. I tilfælde af at babyen begynder at trække vejret gennem munden eller græden, kan afvigelsen fra den reelle temperatur være afgørende. Varigheden af \u200b\u200bmåling er 3-5 minutter.

Termometre. knapper. Ansøg også for børn efter alder op til tre år. I form ligner sådanne enheder en papirvarerknap, som er placeret rektalt. Disse enheder fjerner læsningerne hurtigt, men har lav nøjagtighed.

Infrarød Uhous. Termometeret læser temperaturen fra trommehinden. En sådan enhed kan fjerne målinger på bare 2-4 sekunder. Det er også udstyret med et digitalt display og arbejder på. Denne enhed har en baggrundsbelysning for at lette introduktionen i øret. Indretningerne er egnede til måling af temperaturen hos børn over 3 år og voksne, da spædbørn har for tynd ørekanal, som ikke passerer termometeret.

Lobys infrarød Termometre anvendes simpelthen på panden. De arbejder på samme princip som øret. En af fordelene ved sådanne indretninger er, at de kan handle og kontaktløse i en afstand på 2,5 cm fra huden. Således kan du med deres hjælp måle barnets kropstemperatur uden at vågne det op. Arbejdets hastighed af frontal termometre er et par sekunder.

Husholdning for Air.

Husholdnings termometre bruges til at måle lufttemperatur på gaden eller indendørs. De er normalt lavet i en glas version og fyldt med alkohol eller kviksølv. Normalt er rækkevidden af \u200b\u200bderes måling i gaden version fra -50 til +50 grader, og i et rum fra 0 til +50 grader. Sådanne instrumenter kan ofte findes i form af smykker til indretningen eller køleskabet.

Køkken

Køkkentermometre er designet til at måle temperaturen på forskellige retter og ingredienser. De kan være mekaniske, elektriske eller flydende. De bruges i tilfælde, hvor det er nødvendigt at strengt kontrollere opskriftens temperatur, for eksempel, når de koges karamel. Sådanne indretninger er normalt inkluderet med et forseglet opbevaringsrør.

Industriel

Industrielle termometre er designet til at måle temperaturen i forskellige systemer. Normalt er de mekaniske type apparater med en pil. De kan ses i motorveje af vand og gasforsyning. Industrielle modeller er elektriske, infrarød, mekaniske osv. De har de største udvalg af former, størrelser og måleområder.

Flydende og gas termometre.

Det flydende termometer er et temperaturmålingsinstrument, hvis principper er baseret på termisk væskeudvidelse. Det flydende termometer refererer til termometre i den direkte reference.

Det anvendes i vid udstrækning i teknik og laboratoriepraksis til måling af temperaturer i området fra -200 til 750 ° C. Det flydende termometer er et gennemsigtigt glas (sjældent kvarts) reservoir med en loddet kapillær (fra samme materiale).

Skalaen i ° C påføres direkte på den tykvæggende kapillære (det såkaldte klæbrige flydende termometer) eller på pladen, stift forbundet med det (flydende termometer med en ydre skala, fig. A). Flydende termometer med indlejret skala (Fig. B) har et eksternt glas (kvarts) tilfælde. Termometrisk væske fylder hele tanken og en del af kapillæren. Afhængigt af måleområdet fyldes det flydende termometer med pentan (fra -200 til 20 ° C), ethylalkohol (fra -80 til 70 ° C), petroleum (fra -20 til 300 ° C), kviksølv (fra - 35 til 750 ° C) og andre.

Kviksølvvæske termometre er mest almindelige, da kviksølv forbliver væske i temperaturområdet fra -38 til 356 ° C ved normalt tryk og op til 750 ° C med en lille stigning i tryk (for hvilken kapillæren er fyldt med nitrogen). Derudover er kviksølv let rengjort, våd ikke glasset, og dets par i kapillæret skaber små pres. Flydende termometre er lavet af visse sorter af glas og udsættes for særlig varmebehandling ("aldring"), hvilket eliminerer nulpunktet i skalaen, der er forbundet med den gentagne gentagelse af opvarmning og afkøling af termometeret (en korrektion til nulforskydningen af skalaen skal indgives ved nøjagtige målinger). Flydende termometre har en skala med en anden divisionspris fra 10 til 0,01 ° C. Nøjagtigheden af \u200b\u200bdet flydende termometer bestemmes af prisen på divisioner af dens skala. Flydende termometre med forkortet skala bruges til at sikre den nødvendige nøjagtighed og bekvemmelighed; De mest præcise af dem er på skalaen punktet 0 ° C, uanset det temperaturinterval, der anvendes på det. Nøjagtigheden af \u200b\u200bmålinger afhænger af dybden af \u200b\u200bdet flydende termometer i det målte medium. Immering af termometeret skal opgraderes af opdelingen af \u200b\u200bskalaen eller til specielt påført på skalaen (flydende hale termometre). Hvis dette ikke er muligt, indføres et ændringsforslag til en fremspringende søjle, hvilket afhænger af den målte temperatur, temperaturen af \u200b\u200bden fremspringende søjle og dens højde. De væsentligste ulemper ved det flydende termometer er signifikant termisk inerti og ikke altid praktisk at arbejde dimensioner. Flydende termometre af specielle designs indbefatter meteorologiske termometre (specielle designs beregnet til meteorologiske målinger hovedsagelig på meteorologiske stationer), metastatisk (Becman termometer, kviksølvtermometer med en indlejret skala, der tjener til måling af små temperaturforskelle), medicinsk mv. Medicinske kviksølvtermometre har en Forkortet skala (34-42 ° C) og prisen på opdelingen på 0,1 ° C. De handler om princippet om det maksimale termometer - kviksølvkolonnen i kapillaren forbliver på niveauet af den maksimale stigning i opvarmning og falder ikke til termometeret ryster.

Gastermometer.

Enheden til måling af temperaturen, hvis handling er baseret på trykket af trykket eller mængden af \u200b\u200bden ideelle gas på temperaturen. Påfører oftest et gastermometer ( fig.), som er en gasfyldt cylinder 1 Tilsluttet volumen forbundet med et tyndt rør 2 med enhed 3 At måle trykket. I et sådant gastermometer er gastemperaturændringen i cylinderen proportional med ændringen i tryk. Gastermometre måler temperaturer i området fra ~ 2K til 1300 K. Maksimal opnåelig nøjagtighed af gastermometeret afhængigt af den målte temperatur 3 · 10 -3 - 2 · 10 -2 grad. Et gastermometer af en sådan høj præcision er en kompleks indretning; Ved måling af temperaturen tager de hensyn til: afvigelser af egenskaberne af den gas, der fylder enheden, fra egenskaberne af den perfekte gas; ændringer i volumenet af cylinderen med temperaturændring; tilstedeværelsen af \u200b\u200burenheder i gas, især kondensering; sorption (absorption af fast krop eller væske af stoffer fra miljøet) og desorption af gas ved cylinderens vægge; Diffusion (den gensidige penetration af kontaktstoffer i hinanden på grund af varmebevægelsen af \u200b\u200bpartikler af stoffet) gas gennem væggene såvel som temperaturfordelingen langs forbindelsesrøret.

Termisk modstand.

Modstandstermometre (ellers kaldet termisk modstand) er indretninger til målingstemperatur. Princippet om enheden af \u200b\u200benheden består i at ændre den elektriske modstand af legeringer, halvledere og rene metaller (dvs. uden urenheder) med temperaturer. Det følsomme element i termometeret er en modstand, der er fremstillet af film eller metaltråd, og har afhængigheden af \u200b\u200belektrisk modstand fra temperatur. Ledningen er viklet på en hård ramme lavet af kvarts, glimmer eller porcelæn og indesluttet i en beskyttende metallisk (glas, kvarts) shell. Den mest populære termo modstand fra Platinum. Platinum er modstandsdygtig over for oxidation, højteknologi, har en høj temperaturkoefficient. Nogle gange anvendes termometrene fra kobber eller nikkel. Resistance Telections bruges sædvanligvis til at måle temperaturer i området fra minus 263 S til PLUS 1000 C. I kobberbestandighedstermometre er området betydeligt mindre - kun fra minus 50 til plus 180 C. Hovedkravet for termometerdesign - det skal være tilstrækkeligt følsom og stabil, dem. Tilstrækkelig til den nødvendige nøjagtighed af målinger i det specificerede temperaturområde under de relevante anvendelsesbetingelser. Vilkår for brug kan være både gunstige og ugunstige - aggressive miljøer, vibrationer mv. Normalt anvendes modstandstermometre sammen med potentiometre (resistivelement, hvis modstandsværdi ændres mekanisk; indretningen til måling af EMF, spændingen til kompensationsmetoden), logometrene (apparatet beregnet til måling af forholdet mellem to elektriske værdier) , målebroerne. Nøjagtigheden af \u200b\u200btermometeret selv er i høj grad afhængig af nøjagtigheden af \u200b\u200bdisse enheder i høj grad. Modstandstermometre kan være forskellige: overflade, skruet, plug-in, med bajonetforbindelser eller tilslutning af ledninger. Termisk modstand kan bruges til at måle temperaturen i flydende og gasformige medier, i klima, køle- og opvarmningsteknikker, rovdyr, maskinteknik mv.

Termoelementer.

Termoelement - Termoelement, der anvendes til måling og konverterenheder. Princippet om dets handling er baseret på, at opvarmning eller afkøling af kontakter mellem ledere, kendetegnet ved kemiske eller fysiske egenskaber, ledsages af forekomsten af \u200b\u200btermoelektro-livestorm (termoemader). Termoelementet består af to metaller kogt i den ene ende. Denne del af den er placeret på placeringen af \u200b\u200btemperaturen. To fri ende Tilslut til målekredsløbet (millivoltmeter). De mest almindelige termoelementer platin-plating (PP), chromel-aluminium (HA), Chromel-Copel (HC) (COPEL - kobber-nikkel legering ~ 43% Ni og ~ 0,5% Mn), jernbestandig (LCD).

Termoelementer anvendes i en række forskellige temperaturområder. Så, termoelementet af gulddoteret med jern (2. termoelektrod - kobber eller Chromel), overlapper området 4-270 K, kobber - Constanta 70-800 K (Constanta-termostabile legering baseret på Cu (59%) med tilsætningen af Ni (39 -41%) og MN (1-2%)), Chromeel - Copel 220-900 K, Chromeel - Alumel 220-1400 K, Platinorades - Platinum 250-1900 K, Tungsten 300-2800 K. EDF termoelement fra Metalledere ligger normalt i intervallet 5-60 mv . Nøjagtigheden af \u200b\u200bat bestemme temperaturen med deres hjælp er som regel flere K, og nogle Thermopar når ~ 0,01 K. EMF termoelement fra halvledere kan være en størrelsesorden højere, men sådanne termoelementer skelnes med væsentlig ustabilitet.

Termoelementer anvendes i temperaturmålingsanordninger og i forskellige automatiserede kontrol- og styresystemer. I kombination med en elektrisk måleindretning (milvolyoltmeter, potentiometer) danner termoelementet et termoelektrisk termometer.

Måleinstrumentet er tilsluttet enten til enderne af termoelektricroderne (kontakter (normalt - spah) af de ledende elementer, der danner termoelementet) ( fig. , a) eller i kløften af \u200b\u200ben af \u200b\u200bdem ( fig. b) . Ved måling af temperaturen er en af \u200b\u200bnavigationen relativt termostateret (normalt ved 273 K). Afhængigt af design og destination er termoelementer kendetegnet: nedsænket og overflade; med en almindelig, eksplosionssikker, fugtsikker eller anden skal (forseglet eller lækage) såvel som uden en skal; almindelig, vibrationsresistent og slagfast; stationær og bærbar osv.

Med opdræt af temperaturloftet, problemet med at måle høje temperaturer. For nøjagtige målinger er der behov for omhyggelig standardisering af måleinstrumenter, hvilket giver en vurdering af nøjagtigheden af \u200b\u200bresultaterne og deres sammenligning med disse forfattere. For standardisering, smeltepunkter (frysning), kogende og tredobbelte punkter med visse "reference" stoffer anvendes. Primære referencepunkter er defineret i den internationale praktiske omfang af temperaturer fra 1968 (IRTS-68).

Forskellige wolframlegeringer anvendes til meget høje temperaturer (over 3000 K). Paret af wolfram med tilsætning af 3% rhenium anvendes oftest - wolframmet med tilsætning af 25% rhenium med termoplas, tæt på 40 mV ved en grænsestemperatur på 2573 K. Den molybdæn-tantalkombination giver grænsetemperaturen på ca. 2800 K, og termoelementet wolfram-wolframmet med additiv 50% molybdæn er effektiv op til 3300 K, men har en meget lille termoem (8,24 mV ved 3273 K). Alle disse termoelementer kan kun fungere i hydrogen, i rene inerte gasser eller i vakuum.

Foredrag 3.

Optiske pyrometre.

Ved meget høje målemetemperaturer er optiske pyrometre den mest pålidelige, og ofte den eneste mulige metode. Denne metode er anvendelig og ved temperaturer mindre end 1200 K, men hovedområdet for dets anvendelse er at måle temperaturer, der overstiger denne værdi. Fordelene ved pyrometretet er målinger uden fysisk kontakt med en genstand og ved høj hastighed, ulemper - problemer forbundet med stråling: Prøven skal være enten en sort krop (strålingskoefficienten er 1) eller i varme ligevægt med en sort krop eller bør være kendt for prøvestrålingskoefficienten.

Pyrometri kræver måling af strålestrømmen, som er mulig eller visuel sammenligning af en ukendt strømning med en strøm fra en lampe med kendte egenskaber (visuelle eller subjektive pyrometre) eller ved anvendelse af en fysisk modtager (fotovoltaiske eller objektive pyrometre) til dette formål).

Under hensyntagen til strålingsloven kan pyrometre opdeles i følgende typer:

1. Spektrale pyrometre, der opererer i en sådan smal spektrumstribe, at den effektive bølgelængde er næsten uafhængig af temperaturen. Kendskab til spektral radiativ evne, kan du beregne den sande temperatur. Da den målte stråling svarer til loven i planken, kan disse pyrometre graderes i et fast punkt.

Fig. 1. Visual Bright Pyrometer,

1 - Strålingskilde

2 - Optisk system, Lens Pyrometer

3 - Reference glødelampe

4 - Filter med en smal båndbredde

5 - okular.

6 - Reostat, regulerer strømningsstrømmen

7 - Måleinstrument

Et eksempel er et lysstyrkepyrometer, der tilvejebringer den største nøjagtighed af temperaturmålinger i området 103-104 K. I det enkleste visuelle lysstyrkepyrometer med den forsvindende trådlinse fokuserer billedet af kroppen under undersøgelse til det plan, hvor tråden ( Ribbon) af den inflammatoriske referencelampe er placeret. Gennem okularet og rødt filter, som gør det muligt at skelne det smalle spektrale område nær bølgelængden λe \u003d 0,65 μm (effektiv bølgelængde) , Tråden betragtes på baggrund af kroppens billede og ændrer strømningsstrømmen af \u200b\u200btråden, opnår justeringen af \u200b\u200btrådens lysstyrke og kroppen (tråden i øjeblikket bliver uadskillelig). Enheden af \u200b\u200benheden, der registrerer strømningsstrømmen, calcineres normalt i ° C eller k, og på tidspunktet for justering af lysstyrken viser enheden den såkaldte lysstyrketemperatur ( Tb.) Krop. Sand kropstemperatur T. Bestemt på grundlag af lovene i den termiske stråling af Kirchhoff og Planck med formlen:

T \u003d t b c 2 /(C 2 +. λ ein α λ, t) , (1)

hvor C.2= 0,014388 m. × K. , α λ, t er legemsabsorptionskoefficienten, λ E- den effektive bølgelængde af pyrometeret. Nøjagtigheden af \u200b\u200bresultatet afhænger primært af strengeforholdene (α λ, t, λ Ei osv.). I forbindelse med denne observerede overflade er form af hulrum fastgjort. Den vigtigste instrumentfejl skyldes ustabiliteten af \u200b\u200btemperaturlampen. En individuel egenskab af observatørens øje kan også laves en mærkbar fejl.

2. De mest følsomme (men også de mindst nøjagtige) strålingspyrometre eller pyrometre af total stråling, registrering af kroppens fulde emission. De samlede strålingspyrometre dækker hele det effektive spektrale område, der udsendes af prøven, uanset bølgelængden. Målestrålingen er underlagt loven i Stephen-Boltzmann [evnen til helt sort kropsstråling: Strålekraften i en helt sorte krop er direkte proportional med overfladearealet og den fjerde grad af kropstemperatur P \u003d ST 4] og Ægte temperatur kan beregnes i henhold til det samlede prøveudstrålingsforhold. Linsen af \u200b\u200bstrålingspyrometre fokuserer den observerede stråling på modtageren (sædvanligvis termostalbike eller bolometer), hvis signal optages af indretningen, calcineret af emission af helt sorte krop og viser strålingstemperaturen t r.. Den sande temperatur bestemmes af formlen:

T \u003d α t -1/4 * t r, (2)

hvor α T er en komplet kropsabsorptionskoefficient. Strålingspyrometre kan måles ved temperatur, begyndende fra 200 ° C. I industrien anvendes pyrometre i vid udstrækning i systemer til overvågning og styring af temperaturformerne for forskellige teknologiske processer.

3. Pyrometers spektrale striber, der opererer i et bredere udvalg af spektrum. De har en stærkt afhængig af temperatureffektiv bølgelængde. Temperaturkorrektionerne er kun mulige med den numeriske integration af den eksperimentelle kurve for spektralstrålekoefficienten.

4. To-farve (farve eller forhold) pyrometre. Disse er pyrometre af spektret eller spektralstrimlen, der bruger forholdet mellem målestrålingen i to forskellige bånd af spektret for at bestemme temperaturen. Med smalle spektrale bånd kan temperaturkorrektioner beregnes med hensyn til spektrale strålingskoefficienter for to effektive bølgelængder. Disse pyromettere bestemmer forholdet mellem lysstyrken normalt i de blå og røde spektrale områder b.1 (λ1, t) / b.2 (λ2, T.) (for eksempel for bølgelængder λ1 \u003d 0,48 μm og λ2 \u003d 0,60 μm.). Enheden af \u200b\u200benheden er calcineret i ° C og viser farvetemperaturen TC. True Temperature. T. Organer bestemmes af formlen

(3)

Farvepyrometre er mindre præcise, mindre følsomme og mere komplekse end lysstyrke; Bruges i samme temperaturområde.

Følsomheden af \u200b\u200bfarvepyrometre i området fra 1300 til 4000 k er fra 2 til 10 K. Hvis der er en stærk absorption af udstrålet stråling, overstiger farvepyrometre pyrometre af alle andre typer. Imidlertid er antagelsen om lige strålingskoefficienter for to forskellige bølgelængder meget ofte ikke sandt.

Under de optimale eksperimentelle forhold er nøjagtigheden fra standardpyrometret 0,04 K ved 1230 K og 2 K ved 3800 K. Det er klart, at det er umuligt at opnå en sådan nøjagtighed under normale undersøgelser. Den øvre grænse for måling af pyrometre kan hæves ved brug af neutrale filtre. Litteraturen beskriver en præcisionsindretning, der tillader målinger ved temperaturer op til 10.000 K.

For at sammenligne emissionsfluxerne fra prøven og fra lampen i stedet for et menneskeligt øje kan en fysisk modtager (sensor) anvendes. Dette øger hastigheden og nøjagtigheden af \u200b\u200bmålinger og udvider også deres rækkevidde i retning af lavere temperaturer på grund af sensorens følsomhed over for infrarød stråling.

Et meget præcist spektralpyrometer er en enhed baseret på princippet om fotonstælling. Det giver målinger i området fra henholdsvis 1400 til 2200 K med nøjagtighed fra 0,5 til 1,0 K, ifølge IPTS-68. I de fleste pyromettere sammenlignes strømmen af \u200b\u200bukendt (målt) stråling med lampemissionsstrømmen, og målingens nøjagtighed afhænger af lampens egenskaber, og de vigtigste fejlkilde er forskydningen af \u200b\u200bdets strålingsparametre. I et pyrometer med tælling af fotoner måles prøvestrålestrømmen direkte, og kun for kalibrering er kun et fast punkt (guldsmeltepunkt) nødvendig og justerbar, men ikke en kalibreret strålekilde.

Der er også en række ikke-traditionelle målemetoder, der anvendes, når brugen af \u200b\u200bkonventionelle metoder er umulig eller fejl for stor. Dette er brugen af \u200b\u200btemperaturafhængigheden af \u200b\u200budvidelsen af \u200b\u200blinjerne i emitteren og i absorberen (den øvre temperaturgrænse er kun 1300 k). Dette er et støjtermometer baseret på afhængigheden af \u200b\u200bstøjspændingen af \u200b\u200belektrisk modstand på temperaturen (den praktiske grænse på 1800 K). Termometre af denne type anvendes med succes til måling af kryogene temperaturer. Målingens nøjagtighed er 1 K, og det bedste resultat i området fra 300 til 1300 K er endog ± 0,1 K. Det er også akustiske eller ultralyds termometre ved anvendelse af afhængigheden af \u200b\u200blydens hastighed fra temperatur.

En interessant indirekte metode til måling af temperaturer er baseret på bestemmelse af varmekurven for det tilsvarende termometer i en bestemt tid uden at det er nødvendigt at opnå en endelig ligevægtstemperatur, som kan være ugyldig for dette termometer.

Der er mange sorter af termometre. Hver type har sine egne egenskaber og fordele. En af de mest efterspurgte meter er et gastermometer. Denne enhed er kendetegnet ved dets praktiske og holdbarhed. Disse enheder fremstilles hovedsageligt af glas eller kvarts, derfor skal den temperatur, som it-foranstaltninger skal være lave eller ikke for høje. Moderne modeller adskiller sig fra deres forgængere, men der er ingen grundlæggende ændringer i arbejdet i nye enheder.

Funktioner

Gastermometeret er en analog af trykmåleren (trykmåler). Brug ofte konstante volumenmålere. I sådanne indretninger varierer gastemperaturen afhængigt af trykket. Grænsen er et sådant termometer udgør 1.300 K. Ovennævnte termometerarter skelnes med stor efterspørgsel. Desuden præsenteres nye forbedrede modeller på det moderne marked.

Princippet om drift af gastermometeret er identisk med en flydende meter og er baseret på virkningen af \u200b\u200bvæskeudvidelse, når den opvarmes, kun inert gas anvendes som et arbejdsstof.

Fordele.

Instrumentet giver dig mulighed for at måle temperaturen i grænserne fra 270 og til 1.000 grader. Det er også værd at bemærke den høje nøjagtighed af enheden. Et gastermometer har en stærk side-pålidelighed. På bekostning af instrumenterne er ganske demokratiske, men prisen afhænger af enhedens producent og kvalitet. Når du køber et apparat, er det bedre ikke at gemme og erhverve en virkelig højkvalitets mulighed, der vil være nøjagtige i arbejde og vil vare så meget som muligt og effektivt.

Anvendelsesområde

Gasmåleren tjener til at bestemme temperaturen af \u200b\u200bstoffer. Kan bruges i specialiserede laboratorier. Det mest nøjagtige resultat vises, når stoffet er helium eller hydrogen. Denne type termometre bruger også til at måle driften af \u200b\u200bandre enheder.

Ofte anvendes gastermometre til den viriale koefficient. Denne type termometer kan også bruges til relativ måling ved hjælp af en dobbelt enhed.

Et gastermometer anvendes hovedsageligt til at måle temperaturindikatorerne for visse stoffer. Denne enhed er meget efterspurgt i branchen af \u200b\u200bfysik og kemi. Når du bruger et højkvalitetsgastermometer, garanteres høj nøjagtighed af indikatorer. Denne type temperaturmåler er meget nem at bruge.