Классификация приборов для измерения температуры

В соответствии с ГОСТ 12 417–76 промышленные приборы для измерения температуры классифицируют следующим образом.

Термометры расширения (от грсч. тг|ерце — тепло и …метр), основанные на тепловом расширении тел.

Манометрические термометры, принцип действия которых основан на изменении давления рабочего вещества при постоянном объёме с изменением температуры.

Термоэлектрические термометры, включающие термоэлектрический преобразователь (термопару), действие которого основано на использовании зависимости термоэдс от температуры.

Терморезисторы, принцип действия которых основан на использовании зависимости электрического сопротивления чувствительного элемента от температуры.

Пирометры излучения, основанные на измерении электромагнитного излучения нагретых тел. Из них наиболее распространены следующие:

• — частичного излучения — по измерению плотности интегрального излучения;
• — полного излучения — по измерению спектральной интенсивности излучения определённой длины волны;
• — спектрального отношения — по измерению отношения спектральной интенсивности двух волн.

Во всех термометрах (кроме пирометров) чувствительный элемент приводится в соприкосновение с контролируемой средой, при этом его температура должна совпадать с температурой среды. Совпадение этих температур зависит от многих факторов, в том числе от размеров, формы и материала чувствительного элемента и контролируемой среды, условий передачи тепла.

Передача тепла чувствительному элементу может происходить путём конвекции (от лат. convectio — принесение, доставка), лучеиспускания и теплопроводности. Теплообмен путём конвскции имеет место при измерениях температуры жидкостей и газов. При учёте отражений от стенок происходит также теплообмен путём лучеиспускания. При измерении температуры твёрдых тел в основе передачи тепла ПИП лежит теплопроводность. В пирометрах передача тепла происходит только через излучение (лучеиспускание).

Количественные характеристики теплообмена между контролируемой средой с температурой Т₀ и ПИП с температурой Т конвекцией, лучеиспусканием или теплопроводностью определяют соответствующими формулами.

где а — коэффициент конвективной теплопередачи, зависящий от скорости обтекания средой ПИП и изменяющийся от 310 ⁷ до 610 ⁵ Дж/(см-°С); с = 5,709−1СГ⁷ Дж/(см²-К⁴) — постоянная излучения; Я — коэффициент теплопроводности; д — толщина тонкого слоя, отделяющего ПИП от твёрдой стенки, температуру которой измеряют; s — площадь соприкосновения ПИП со средой.

Из выражений (3.4 — 3.6) следует, что для улучшения теплообмена между ПИП и средой необходимо увеличивать площадь соприкосновения s, а при измерении температуры газов и жидкостей увеличивать коэффициент теплопередачи а путём повышения скорости обтекания.