2.3 Вимірювання температури

2.3.1 Поняття про температуру і температурні шкали

Температура є одним з найголовніших параметрів технологічних процесів.

Температура – величина, яка характеризує тепловий стан тіла, тобто є мірою нагрітості тіла. Згідно кінетичної теорії температуру можна визначити як міру кінетичної енергії потупального руху молекул. Тому температура не піддається безпосередньому вимірюванню, а про тепловий стан тіла (про значення температури) можна судити за зміною його фізичних властивостей.

Температуру вимірюють або за термодинамічною температурною шкалою, або за міжнародною практичною температурною шкалою. Температури за кожною з них можуть бути визначені в залежності від початку відліку в Кельвінах (К) або в градусах Цельсія (^ОС). В якості єдиної постійної точки термодинамічної температурної шкали (реперної точки), яку можна відтворити дослідним шляхом, взято потрійну точку води з значенням температури 273,16 К або 0,01 ^ОС.

2.3.2 Пристрої для вимірювання температури

Температуру вимірюють за допомогою пристроїв, які використовують різні термодинамічні властивості рідин, газів і твердих тіл.

Термометром називають пристрій (прилад), що служить для вимірювання температури шляхом перетворення її в покази або сигнал, що є відомою функцією температури.

Чутливий елемент термометра (теплоприймач) - це та частина термометра, в якій теплова енергія перетворюється в інший вид енергії для отримання інформації про температуру.

Розрізняють рідинні скляні термометри, манометричні термометри, електричні термометри опору, напівпровідникові термометри опору (термістори і терморезистори), термоелектричні термометри (термопари), оптичні пірометри, радіаційні пірометри, фотоелектричні пірометри, колірні пірометри. Практичні межі їх використання наведені в табл.2.2.

Таблиця 2.2 – Практичні межі застосування термометрів

Термометрична властивість	Найменування пристрою	Межі вимірювання, ^0С
		нижня	верхня
Вимірювання об’єму	Рідинні скляні термометри	-190	600
Вимірювання тиску	Манометричні термометри	-160	600
Вимірювання електричного опору	Електричні термометри опору Напівпровідникові термометри опору (термістори і термо-резистори)	-200 -90	500 180
Термоелектричні ефекти (термо-ЕДС)	Термоелектричні термометри (термопари) стандартизовані Термоелектрчні термометри (термопари) спеціальні	-50 1300	1600 2500
Теплове випромінювання	Оптичні пірометри Радіаційні пірометри Фотоелектричні пірометри Колірні пірометри	700 20 600 1400	6000 3000 4000 2800

2.3.3 Основні умови правильного визначення температури

Будь-який термометр завжди показує свою власну температуру. При вимірюванні температури рідини чи газу термометр повинен бути встановлений так, щоб забезпечувалась повна рівність температур термометра і рідини. Причинами різниці температури рідини і температури теплоприймача може бути те, що існує теплообмін випромінюванням між теплоприймачем і оточуючими його тілами, відведення чи підведення теплоти в теплоприймачі внаслідок теплопровідності, гальмування потоку газу та інші причини.

Похибку вимірювання можна зменшити шляхом встановлення екранів, накладання теплової ізоляції, збільшенням глибини занурення термометра.

Врахування похибок і рекомендації за встановленням термометрів наведені в літературі [6].