Приборы для измерения температуры классифицируют в зависимости от того, какой метод измерения положен в основу их конструкции: контактный или бесконтактный. К приборам, основанным на контактном методе измерений, относят жидкостные, стеклянные термометры, термометры расширения твердых тел, манометрические термометры, термоэлектрические пирометры, электрические термометры сопротивления. К приборам, основанным на бесконтактном методе измерений, относят пирометры излучения.
Термометры расширения жидкостные стеклянные применяют для измерения температуры от —100 до +650°С. Принцип действия их основан на объемном расширении жидкости, находящейся внутри стеклянного баллона, под действием окружающей среды. Внутри корпуса находится температурная шкала. В нижней части термометра имеется расширитель 4, который соединен с капилляром (трубкой с малым внутренним диаметром). Верхняя часть капилляра запаяна. При нагревании расширителя жидкость, находящаяся в нем, увеличивается в объеме. Поднимаясь вверх по капилляру, жидкость устанавливается на высоте пропорционально температуре нагрева. Отсчет ведется по шкале в °С. В качестве рабочей жидкости в стеклянных термометрах используют ртуть, спирт, керосин или толуол.
В зависимости от формы нижней части термометры подразделяют на прямые — тип А и угловые — тип Б с углом 90 или 135°. Для предохранения стеклянной оболочки термометра от повреждений и для удобства монтажа ее помещают в защитную металлическую оправу.
Стеклянные термометры выпускают двух видов: технические и лабораторные. Из-за сравнительно большой тепловой инерционности, невозможности дистанционной передачи и автоматической записи показаний стеклянные термометры используют в лабораторных условиях и при местном контроле параметров технологического процесса.
Термометры расширения твердых тел бывают биметаллическими и дилатометрическими, принцип действия их основан на свойстве большинства твердых тел изменять свою длину под влиянием температуры.
Террмометры используют для измерения температуры в диапазоне от —60 до +400 °С; в зависимости от наполнителя бывают жидкостными, газовыми и паровыми.
Манометрический термометр ТПГ-СК имеет герметично соединенные между собой термобаллон, капилляр 2 и манометрическую пружину 4 измерительного механизма. Термобаллон как датчик устанавливают на контролируемом объекте, а его измерительный механизм (прибор) можно устанавливать на щитах и пультах. При изменении температуры контролируемого объекта изменяется объем рабочего вещества в замкнутом контуре, что приводит к изменению давления в этой системе. Давление преобразуется манометрической пружиной 4 в перемещении указательной стрелки S прибора. По шкале прибора и указательной стрелке определяют температуру объекта. Для защиты капилляра от механических повреждений в приборе предусмотрена специальная оплетка из стальной или медной ленты.
Термоэлектрические пирометры состоят из термометра (термопары), являющегося первичным преобразователем (чувствительным элементом), соединительных проводов и измерительного прибора (милливольтметра или автоматического электронного потенциометра). Термоэлектрические пирометры в зависимости от типа термометра (термопары), входящего в их комплект, позволяют измерять температуру до 2200°С.
Автоматические потенциометры предназначены для измерения, записи и регулирования температуры или других величин, преобразуемых с помощью датчиков в напряжение постоянного тока. Работа автоматических потенциометров основана на компенсационном методе измерения э. д. с.
Самопишущие потенциометры имеют устройство автоматической записи показаний; запись производится на круглой или ленточной диаграмме. Привод диаграммы осуществляется синхронным двигателем. В зависимости от числа подключаемых к прибору датчиков потенциометры бывают одно- и многоточечными. В одноточечном приборе запись на диаграмме осуществляется пером, в многоточечном — печатающей кареткой, проставляющей номера датчиков.
Автоматические электронные потенциометры КСП-2, КСП-4 относят к наиболее распространенным автоматическим приборам с записью на ленточной диаграмме. На рис. 14.3 показан автоматический самопишущий потенциометр КСП-2 с полупроводниковым усилителем типа УПД. Прибор состоит из следующих основных частей: источника постоянного тока И [ТС; электронного усилителя для привода измерительной стрелки прибора и контакта реохорда РД двигателя привода диаграмм ДСМ.
Термометры сопротивления применяют в качестве датчиков для измерения температуры. По материалу чувствительного элемента их подразделяют на термометры сопротивления платиновые — ТСП и термометры сопротивления медные — ТЕМ.
Термометры сопротивления выполняют в виде обмотки из платиновой или медной изолированной проволоки 2 на изоляционный каркас 1. Для защиты от механических повреждений и удобства монтажа термометры сопротивления заключают в защитную арматуру. Они бывают одинарными и двойными. В двойных термометрах сопротивления имеется два изолированных друг от друга чувствительных элемента для одновременного измерения температуры одной точки двумя приборами.
Медные термометры сопротивления используют при измерениях от 50 до 180 °С, платиновые — от 200 до 650 °С. Вторичными измерительными приборами для электрических термометров сопротивления служат логометры и уравновешенные мосты.
