Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы (1240837), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Это приводит к постепенному смещению нулевой точки. Последнее может быть в значительной степени уменьшено искусственным старением, т. е. продолжительным нагревом 1отжигом) термометра до температуры, соответствующей верхнему пределу шкалы, с постепенным охпаждеиием его до температуры воздуха в помещении. Поэтому при применении точных н повышенной точности лабораторных термометров рекомендуется производить поверку нулевой точки. При этом перед поверкой термометр должен быть нагрет до температуры, соответствующей верхнему значению его шкалы.
Если положение нулевой точки изменится против указанного в свидетельстве и будет в пределах допускаемой погрешности, то ко всем поправкам в свидетельстве надо алгебраически добавить значение И: гз1 = 1е 1о (3-)-1) где Ге положение нулевой точки, указанное в свидетельстве; го — положение нулевой точки, вновь найденное опытным путем. П р и м е р. Поправка в свидетешютве, относящаяся к 300'С, равна — 0,2'С, пгаожение нУлевой точки ге = — 0„!=С.
Полокение нУлевой точки, вновь найденное, 1„' =- +0,1'С. Согласно 13-1-1) аг= — 0,1 — рр 0,1)= — 0.2 С. Новая поправка в точке 300'С будет равна: — 0,2+ ( — 0,2) = — 0,4'С. Введение поправок в показания термометра. Если при измерении температуры лабораторный термометр, предназначенный для полного погружения, ие может быть погружен в среду, температура которой измеряется, до отсчитываемого деления, то следует ~водить поправку в его показания на выступающий столб.
Эта поправка указывает, насколько показания термометра меньше ьнлн больше) той температуры, которую термометр показал бы при погружении в среду до отсчитываемого деления. При поверке термометры такого типа погружаются в среду, заполняющую термостат, до отсчитываемого деления. Следовательно, вся запалиягощая резервуар и капилляр термометрическая жидкость находится при температуре среды. Выступающий столбик термометра при измерении имеет другую температуру, поэтому и приходится вносить поправку в показания термометра.
Среднюю температуру выступающего столбика обычно измеряют с помощью вспомогательного палочного термометра, резервуар которого прижимается к основному термометру в середине выступающей части столба. При этом вспомогательный термометр должен быть хорошо закреплен и изолирован асбестовым шнуром, как показано на рис. 3-1-6. Вспомогательный палочный термометр рекомендуется брать малых размеров. Поправка на выступающий столбик, 'С, может быть подсчитана по формуле Л1= и() (1 — 1а а), (3-1-2) где и — высота выступающего столба, выраженная в делениях шкалы термометра; р — коэффиииент видимого расширения (табл.
Рис. 3-1-6. 3-1-1); 1 — температура, показыИамерение температуры выступаю- ваемая лабораторным термометром, щего столбика лабораторного тер- ' С; 1„, средняя температура момегра. выступающего столба, С. à — лабораторный термометр: à — вспомогательный термометр; Л вЂ” асбаоао- СЛЕДУЕТ ОтМЕтИтЬ, ЧтО РаССМОт" ренный способ измерения средней температуры выступающего столбика является приближенным. Поэтому поправка, как правило, может быть определена с погрешностью не менее -+-10% всЛедствие трудности измерения средней температуры выступающего столбика.
Прн высоких требованиях к точности измерения лучшим решением вопроса, когда термометр не может быть погружен до отсчитываемого деления в среду, температура которой измеряется, является замена жидкостного стеклянного термометра термометром сопротивления повышенной точности (см.
гл. 5). П р и не р. Лабораторный ртутный чермометр, погрукгенный ло отметки 200'С, показывает 300'С. причем температура 1, „поквзынаемая вспомогательным термометром, равна 40'С. Поправка иа выступающий столб н этом случае равна: бг = п6 (1 — гв, с) =100 ° 0,00016 (300 — 40) = 4,2 4'С. Исправленное показнние термометра равно 300+ 4 =- 304'С. При измерении температуры ртутным термометром повышенной точности с диапазоном измерения 0 — 50 С и цепов деления О,1'С точность результата измерения (погрешности, обусловленные условиями измерения, отсутствуют) оценивается допускаемой погрешностью термометра, т.
е..+. 0,2'С. Если прн измерении температуры такая точность не удовлетворяет, та следует производить многократные измерения, вычислять среднее арифметическое значение результатов наблюдения (2 1-4). Для исключения систематической (инструментальной) погрешности необходимо в результаты измерения ввести поправку на основании данных свидетельства, выданного поверочным учреждением. В этом случае неточность результата измерения оценивается средней квадратической погрешностью.
По опытным данным средняя квадратическая погрешность в этом случае составляет 0,02'С. Термометры технические обычно градуируются при постоянной глубине погружения нижней его части. На таких термометрах должна быть указана нормальная глубина погружения и температура 1, выступающей части термометра при его градунровке. Если температура выступающей части г,' при пользовании термометром значительно отличается от температуры 1„прн его градуировке„то для приведения показаний термометра к температуре выступающей части 1, необходимо к показаниям термометра алгебраически прибавить поправку Л1 =-тр(1„— 1;), (3-1-3) где т — число градусов, отсчитываемое по термометру при нормальной глубине его погружения; р — коэффициент видимого расширения жидкости в термометрнческом стекле (табл.
3-1-1). Учет этой поправки особенно необходим для термометров с органическим наполнением. При пользовании техническими термометрами, длина нижней части которых превышает 700 — 800 мм, необходимо иметь в виду, что показания их верны только при полном погружении нижней части в среду с одинаковой температурой. 3-2. Термометры манометрические Общие сведения и устройство термометров. Действие манометрических термометров основаао на использовании зависимости между температурой и дэвлением рабочего (термометрнческого) вещества в замкнутой герметичной термосистеме.
Манометрическне термометры являются техническими приборами н в зависимости от рабочего вещества термосистемы они подразделяются на газовые, жидкостные и конденсационные (парожидкостные). В зависимости от рабочего вещества термосистемы их применяют для измеРения температуры жидких н газообразных сред от 150 до 600 С. Термометры со специальным заполнителем предназначены для намерения температуры от 100 до 1000'С (ГОСТ 8624-71). Манометрнческне термометры изготовляют показывающие и "мопишущие, Самопишущие термометры выпускаются с дисковой н ленточной диаграммной бумагой. Привод диаграммной бумаги зсуществляется синхронным двигателем, а в некоторых модификациях термометров часовым механизмом. Манометрические термометры выпускаются с односторонней, двусторонней и безнулевой шкалой.
Термометры манометрические изготовляются с дополнительным устройством зля сигнализации (или регулирования) температуры. Некоторые типы термометров снабжаются передающим преобразователем с выходным унифициованным сигналом постоянного тока — 5 мЛ или пневматическим передающим преобразователем с выходным унжрицированным пневматическим сигвалом 0,2 — 1 кгс/смз (0,02 — ОД МПа). Ш Показывающие и самопишущие манометрические термометры могут быть использованы для измерения температур во взрыво- опасных помещениях. В этом случае привод диаграммной бумаги осуществляется часовым механизмом. Если в этих условиях необходимо иметь термометр с дистанционной передачей показаний на вторичный прибор, то она должна быть пневматическойй.
Схема устройства гюказывающего манометрического термометра представлена на рис. 3-2-1. Термосистема термометра (рис. 3-2-1, а) состоит из термобаллона т', погружаемого в среду, температура которой измеряется, каиплляра 2 и манометрнче- Рнс. 3-2Л. Схема устройства показы вающего манометрического термометра г) 6) и) ской пружины 8. Один конец пружины впаян в держатель 4, канал которого соединяет внутреннюю полость манометрической пружины через капилляр с термобаллоном. Второй свободный конец пружины герметизирован и шарнирно с помощью поводка 5 связан с сектором б. Этот сектор в свою очередь соединен зубчатьрм зацеплением с трибкой 7, на оси которой насажена указательная стрелка 8.
Для выбора зазора в передаточном механизме установлен спиральный волосок 9, конец внутреннего витка которого закреплен на оси трибки. Термосистема термометра заполнена рабочим веществом, например газом (или жидкостью), под некоторым начальным давлением. При нагревании термобаллона увеличивается давление газа в замкнутой герметизированной термосистеме, в результате чего пружина деформируется (раскручивается) и ее свободный конец перемещается. Движение свободного конца пружины передаточным механизмом (поводком, сектором и трибкой) преобразуется в перемещение указателя относительно шкалы прибора.
По положению указателя на шкале термометра производят отсчет температуры. Следует отметить, что в отличие от газовых и жидкостных термометров у канденсационных (парожидкостных) термометров термобаллон (рис. 3-2-1, б) частично заполнен конденсатом (примерно иа 0,7 0,75 объема), а в верхней части термобаллона пад конденсатом находится насьпцепный пар этой жидкости. Кроме того, капилляр у этих термометров вставлен на некоторую глубину внутрь термобаллона. Манометрическая пружина н капилляр термометра заполнены тем же конденсатом, что н термобаллон. Давление в термосистеме конденсационного термометра равно давлению насыщенного пара в термобаллоне.
При этом зависимость между давлением насыщенного пара и температурой является вполне определенной, однозначной и известной для конденсата, которым заполнена термосистема термометра. При нагревании термобаллона термометра часть конденсата в его паровом объеме с зеркала испаряется; изменяя давление насыщения до значения, соответствующего температуре конденсата в термобаллоне. Это в свою очередь вызывает повышение давления в термосистеме термометра, под действием которого пружина раскручивается и ее свободный конец с помощью передаточного механизма перемещает стрелку. В выпускаемых казанским заводом «Теплоконтроль» показывающих манометрических термометрах используется манометрическая пружина с новым профилем сечения (рис.
3-2-1, в). Отличительной особенностью этого профиля по сравнению с ранее применяемыми овальными, плоскоовальными и др. (рис. 3-2-1, г) является наличие среднего пережатого участка, на котором зазор междустенками отсутствует. По боковой кромке сечения расположены два канала каплевидиой формы, которые повышают механическую прочность пружины. Следует отметить, что внутренний объем пружин со средним пережатым участком и колебания размера его минимальны„что уменьшает температурную погрешность термометра и обеспечивает стабильность ее значений.
Изменяя большую ось сечения этой пружины получают оптимальное соотношение между начальным внутренним объемом ее и приращением этого объема при раскручивании пружины на рабочий угол. Дальнейшее снижение температурной погрешяости газовых и жидкостных термометров, обусловленной отклонением температуры пружины от нормальной (20'С), достигается введением термобиметаллического компеисатора 10 в поводок передаточного механизма (рис. 3-2-1, а). Капилляр термометров изготовляют из латуни или стали наружным диаметром 2,5 и внутренним 0,35 мм.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
