Il principio di vari termometri
Termometro è un termine generico per strumenti di misurazione della temperatura, che possono giudicare e misurare con precisione la temperatura. Il fenomeno dell'espansione e della contrazione di solidi, liquidi e gas sotto l'influenza della temperatura viene utilizzato come base del progetto. Ci sono termometri a cherosene, termometri ad alcool, termometri a mercurio, termometri a gas, termometri a resistenza, termometri a termocoppia1, termometri a radiazione, termometri ottici, termometri bimetallici, ecc. tra cui scegliere, ma dobbiamo prestare attenzione al metodo di utilizzo corretto. Per comprendere le caratteristiche rilevanti del termometro e utilizzarlo al meglio, questo libro è stato scritto appositamente.
1. Termometri a gas: l'idrogeno o l'elio sono spesso usati come materiali per la misurazione della temperatura. Poiché la temperatura di liquefazione dell'idrogeno e dell'elio è molto bassa, prossima allo zero, il suo intervallo di misurazione della temperatura è molto ampio. Questo termometro è molto alto e viene utilizzato principalmente per misurazioni di precisione.
2. Termoresistenza: è diviso in termoresistenza metallica e termoresistenza a semiconduttore, realizzati in base alle caratteristiche del valore di resistenza che cambia con la temperatura. I termometri in metallo utilizzano principalmente metalli puri come platino, oro, rame, nichel e rodio ferro, leghe di bronzo fosforoso; i termometri a semiconduttore utilizzano principalmente carbonio, germanio, ecc. I termometri a resistenza sono facili da usare, affidabili e sono stati ampiamente utilizzati. Il suo intervallo di misurazione è compreso tra -260 gradi e 600 gradi .
3. Termometro a termocoppia: è uno strumento di misurazione della temperatura ampiamente utilizzato nell'industria. Realizzato utilizzando il fenomeno termoelettrico. Due fili diversi sono saldati insieme per formare l'estremità di lavoro e le altre due estremità sono collegate allo strumento di misura per formare il circuito. Impostare l'estremità di lavoro alla temperatura da misurare. Quando la temperatura dell'estremità di lavoro e dell'estremità libera sono diverse, si verifica una forza elettromotrice, in modo che una corrente fluisca nell'anello. Misurando l'elettricità, la temperatura in un luogo noto può essere utilizzata per determinare la temperatura in un altro luogo. Questo termometro è composto principalmente da costantana di rame, costantana di ferro, costantana di nichel, rame cobalto oro, rodio platino, ecc. È adatto per due sostanze con grande differenza di temperatura ed è utilizzato principalmente per misurazioni di alta temperatura e bassa torbidità. Alcune termocoppie possono misurare temperature elevate fino a 3000 gradi e alcune possono misurare basse temperature vicine allo zero.
4. Termometro bimetallico: si riferisce al termometro utilizzato appositamente per misurare la temperatura superiore a 500 gradi, inclusi termometro ottico, termometro colorimetrico e termometro a radiazione. Il principio e la struttura del termometro bimetallico sono relativamente complicati e non verranno ripetuti qui. Ha un intervallo di misurazione da 500 gradi a 3000 gradi o superiore e non è adatto per misurare le basse temperature.
5. Termometro a puntatore: è un termometro a forma di cruscotto, noto anche come calorimetro, che viene utilizzato per misurare la temperatura ambiente ed è realizzato secondo il principio dell'espansione e della contrazione termica del metallo. Utilizza un foglio bimetallico come elemento di rilevamento della temperatura per controllare il puntatore. I bimetalli sono solitamente rivettati con rame e ferro, con rame a sinistra e ferro a destra. Poiché l'espansione e la contrazione termica del rame è più evidente di quella del ferro, quando la temperatura aumenta, il foglio di rame tira il foglio di ferro per piegarlo a destra e il puntatore si devia a destra (indicando l'alta temperatura). bimetallico; viceversa. , la temperatura si abbassa e il puntatore viene deviato a sinistra (indicando la bassa temperatura) guidato dal foglio bimetallico.
6. Termometro a tubo di vetro: il termometro a tubo di vetro utilizza il principio dell'espansione e della contrazione termica per ottenere la misurazione della temperatura. Poiché il coefficiente di espansione del mezzo di misurazione della temperatura è diverso dal punto di ebollizione e dal punto di congelamento, i nostri comuni termometri a tubo di vetro includono principalmente: termometro a cherosene, termometro a mercurio e termometro per acqua a penna rossa. I vantaggi sono la struttura semplice, l'uso conveniente, l'elevata precisione di misurazione e il prezzo basso. Lo svantaggio è che i limiti superiore e inferiore e l'accuratezza della misurazione sono limitati dalla qualità del vetro e dalle proprietà del mezzo di misurazione della temperatura. Non può essere teletrasportato ed è fragile.
7. Termometro a pressione: il termometro a pressione utilizza liquido, gas o vapore saturo in un contenitore chiuso per generare espansione di volume o variazione di pressione come segnale di misurazione dopo il riscaldamento. La sua struttura di base è composta da tre parti: bulbo della temperatura, tubo capillare e tabella indicatrice. È stato uno dei primi metodi di controllo della temperatura utilizzati nel processo di produzione. I sistemi di misurazione della temperatura della pressione sono ancora un metodo di misurazione molto diffuso per l'indicazione e il controllo della temperatura in loco. I vantaggi dei termometri a pressione sono: struttura semplice, elevata resistenza meccanica, non teme le vibrazioni. Economico e non richiede energia esterna. Gli svantaggi sono: l'intervallo di misurazione della temperatura è limitato, generalmente -80~400 gradi; la perdita di calore è elevata e il tempo di risposta è lento; il sistema di tenuta dello strumento (bulbo termico, capillare, tubo a molla) è danneggiato, la manutenzione è difficoltosa e deve essere sostituita; l'accuratezza della misurazione è influenzata dalla temperatura ambiente, la posizione di installazione del bulbo ha una grande influenza e l'accuratezza è relativamente bassa; la distanza di trasmissione del capillare è limitata. Il normale intervallo di funzionamento del termometro a pressione dovrebbe essere 1/2--3/4 dell'intervallo e lo strumento di visualizzazione e il bulbo della temperatura dovrebbero essere il più possibile in posizione orizzontale. I bulloni di montaggio della sfera della temperatura utilizzati durante l'installazione provocano una perdita di temperatura, con conseguente temperatura imprecisa. Il trattamento di isolamento termico deve essere eseguito durante l'installazione e il bulbo caldo dovrebbe funzionare in un ambiente il più possibile privo di vibrazioni.
8. Termometro rotante: il termometro rotante è realizzato con fogli bimetallici laminati. Un'estremità del bimetallo è fissa e l'altra estremità è collegata al puntatore. A causa dei diversi gradi di espansione dei due pezzi di metallo, il pezzo bimetallico si arriccia in modo diverso a diverse temperature e le lancette puntano in posizioni diverse sul quadrante. La temperatura può essere nota dalla lettura sul quadrante.
9. Termometro a semiconduttore: la sostanza chimica del cambiamento di resistenza del semiconduttore è diversa da quella del metallo. All'aumentare della temperatura, la loro resistenza diminuisce e varia più ampiamente. Pertanto, un piccolo cambiamento di temperatura può anche causare un cambiamento significativo della resistenza. I termometri sono realizzati con un'elevata precisione e sono spesso indicati come sensori di temperatura.
10. Termometro a termocoppia: un termometro a termocoppia è costituito da due diversi metalli collegati a un voltmetro sensibile. I contatti metallici producono differenze di potenziale differenti attraverso il metallo a diverse temperature. La differenza di potenziale è piccola, quindi è necessario un voltmetro sensibile per misurarla. La temperatura può essere nota dalla lettura del voltmetro.
11. Pirometro ottico: se la temperatura di un oggetto è sufficientemente alta da emettere molta luce visibile, la sua temperatura può essere determinata misurando la quantità di radiazione termica. Questo termometro è un termometro leggero. Questo termometro è costituito principalmente da un telescopio con un filtro rosso e da una serie di circuiti con una piccola lampadina, un galvanometro e una resistenza variabile. Prima dell'uso stabilire il rapporto tra la temperatura corrispondente alla diversa luminosità del filamento e la lettura dell'amperometro. Quando è in uso, puntare il telescopio verso l'oggetto da misurare e regolare la resistenza in modo che la luminosità della lampadina sia uguale alla luminosità dell'oggetto da misurare. In questo momento, la temperatura dell'oggetto misurato può essere letta dal galvanometro.
12. Termometro a cristalli liquidi: i cristalli liquidi di diverse formule hanno diverse temperature di transizione di fase. Quando subiscono un cambiamento di fase, cambiano anche le loro proprietà ottiche, facendo sembrare i cristalli liquidi scoloriti. Se un pezzo di carta è rivestito con cristalli liquidi con diverse temperature di transizione di fase, la temperatura può essere nota dal cambiamento di colore del cristallo liquido. Il vantaggio di questo termometro è che è facile da leggere, ma lo svantaggio è che non è sufficiente. Spesso usato in acquari ornamentali da mostrare.
