Курс лекций для студентов специальности 1-25 01 09 «Товароведение и экспертиза товаров»

11.5. Электрические измерения неэлектрических величин


Существует ряд приборов и устройств для измерения температуры.
Терморезистор – это устройство, сопротивление которого значительно изменяется с изменением температуры. Это резистивный прибор, обладающий высоким температурным коэффициентом сопротивления (ТКС) в широком диапазоне температур. Различают терморезисторы с отрицательным ТКС, сопротивление которых падает с возрастанием температуры, часто называемые термисторами, и терморезисторы с положительным ТКС, сопротивление которых увеличивается с возрастанием температуры. Такие терморезисторы называ-
ются позисторами. Терморезисторный эффект заключается в изменении сопротивления полупроводника в большую или меньшую сторону за счет убывания или возрастания его температуры.
На основе терморезисторов действуют системы дистанционного и централизованного измерения и регулирования температуры, системы теплового контроля машин и механизмов, а также схемы температурной компенсации. Схемы измерения мощности высоких частот находят применение в промышленной электронике и бытовой аппаратуре: рефрижераторах (холодильных камерах), автомобилях, электронагревательных приборах, телевизорах, системах центрального отопления и пр.
Термопара – преобразователь температуры, выходной величиной которой является ЭДС, функционально связанная с температурой. Термопары широко применяются для измерения температуры различных объектов, а также в автоматизированных системах управления и контроля. Измерение температур с помощью термопар получило широкое распространение из-за надежной конструкции датчика, возможности работать в широком диапазоне температур и низкой цены. Основное применение термопары – электронные термометры.
В зависимости от конструкции и назначения различают термопары погружаемые и поверхностные; с обыкновенной, взрывобезопасной, влагонепроницаемой или иной оболочкой (герметичной или негерметичной), а также без оболочки; обыкновенные, вибротряскоустойчивые и ударопрочные; стационарные и переносные и т. д.
Пирометр – прибор для бесконтактного измерения температуры тел. Принцип его действия основан на измерении мощности теплового излучения объекта измерения преимущественно в диапазонах инфракрасного излучения и видимого света.
Пирометры применяют для дистанционного определения температуры объектов в промышленности, быту, на предприятиях, где большое значение приобретает контроль температур на различных технологических этапах производства. Пирометры могут выступать в роли средства безопасного дистанционного измерения температур раскаленных объектов, что делает их незаменимыми для обеспечения должного контроля в случаях, когда физическое взаимодействие с контролируемым объектом невозможно из-за высоких температур. Усовершенствованные модели применяют в качестве теплолокаторов, а также для определения областей критических температур в различных производственных сферах.
Различают несколько видов пирометров:
· Яркостные. Позволяют визуально определять температуру нагретого тела путем сравнения его цвета с цветом эталонной нити.
· Радиационные. Оценивают температуру посредством пересчитанного показателя мощности теплового излучения. Если пирометр измеряет в широкой полосе спектрального излучения, то такой пирометр называют пирометром полного излучения.
· Цветовые (мультиспектральные, спектрального отношения). Позволяют делать вывод о температуре объекта, основываясь на результатах сравнения его теплового излучения в различных спектрах.
· Низкотемпературные. Обладают способностью показывать температуры объектов, обладающих даже отрицательными значениями этого параметра.
· Высокотемпературные. Оценивают лишь температуру сильно нагретых тел, когда «определение на глаз» не представляется возможным.
· Переносные. Удобны в эксплуатации в условиях, когда необходима высокая точность измерений, в совокупности с хорошими подвижными свойствами, например, для оценки температуры труднодоступных участков трубопроводов. Обычно снабжены небольшим дисплеем, отображающим графическую или текстово-цифровую инфор-
мацию.
· Стационарные. Предназначены для более точной оценки температуры объектов. Используются в основном в крупной промышленности для непрерывного контроля технологического процесса производства расплавов металлов и пластиков.
Для измерения различных химических величин, таких как концентрация веществ в жидкостях или газах, применяют широкий спектр различных преобразователей, работающих по самым разным принципам (электрохимические, радиоактивные, термохимические преобразователи и др.).