Презентація на тему Термометр Виконала студентка групи П-191

Презентація на тему “Термометр” Виконала студентка групи П-191 Чуклова Даша

План 1. 2. 3. 4. 5. Що таке термометр? Історичні відомості. Види термометрів. Принцип роботи. Контрольні питання.

Що таке термометр? l Термометр — прилад для вимірювання температури шляхом перетворення її в покази або в сигнал, що є відомою функцією температури. Частина термометра, яка перетворює теплову енергію у сигнал на основі іншого виду енергії, називається чутливим елементом або вимірювальним перетворювачем. Прилад може бути проградуйований у різних шкалах (шкала Цельсія, шкала Кельвіна, шкала Фаренгейта).

Що таке термометр? Ртутний термометр Термометр на основі біметалевого елементу

Історичні відомості l Винахідником термометра часто називають Галілео Галілея, хоча у його Галілея власних творах немає опису цього приладу, але його учні, Неллі і Вівіані, засвідчили, що вже в 1597 р. він створив щось на зразок термобароскопа (термоскопа). Термометр Галілея

Історичні відомості l Термоскоп представляв собою невелику порожнисту скляну кульку з припаяною до неї скляною прозорою трубкою. Кульку нагрівали, а кінець трубки опускали у трубкою посудину з водою. Коли кулька охолоджувалася, тиск повітря у ній зменшувався, і вода в трубці під дією атмосферного тиску піднімалася на певну висоту вгору. При зростанні температури і, відповідно, тиску повітря в кульці, рівень води в трубці опускався вниз. Недоліком приладу було те, що за ним можна було судити тільки про відносний ступінь нагрівання чи охолодження тіла, так як шкали у нього ще не було. Крім того, рівень води в трубці залежав не тільки від температури, але і від атмосферного тиску, що вносило похибку.

Історичні відомості l Нарешті в 1724 році Даніель Габріель Фаренгейт запроваджує температурну шкала яка в наш час (дещо у скоригованому вигляді) носить його ім'я. Він міг цього досягти, використовуючи при виготовленні термометрів ртуть (яка володіє високим коефіцієнтом розширення), що забезпечило відповідну точність та відтворюваність вимірювання температури, що привело у кінцевому рахунку до загального визнання. У 1742 році шведський фізик Андерс Цельсій запропонував шкалу з нулем в точці кипіння води і 100 градусів у точці плавлення льоду, і ця шкала, хоча в оберненому вигляді тепер носить його ім'я. Зручнішою виявилася «перевернута» шкала, на якій температура танення льоду позначили 0°С, а температуру кипіння 100°С. Таким термометром вперше користувалися шведські вчені: ботанік К. Лінней і астроном М. Штремер Цей термометр набув найбільшого поширення.

Види термометрів Рідинні термометри Безконтактні термометри Манометричні термометри Термометри на основі біметалевої пластинки Термометри опору Термоелектричні термометри Контактні термометри

Принцип роботи Рідинні термометри l Робота рідинних термометрів базується на використанні теплового розширення рідини (зазвичай це етиловий спирт, толуол, гас, пентани або ртуть), що залита у скляну трубку, при зміні температури середовища оточення, з яким термометр перебуває у безпосередньому контакті. Основними елементами конструкції термометра є резервуар, заповнений рідиною і з припаяним до нього капіляром і шкала. Конструктивно вони поділяються на паличні або з вкладеною шкалою, за формою — прямі або кутові. У паличних термометрів шкала розміщується безпосередньо на поверхні товстостінного капіляра. У термометрів із вкладеною шкалою капіляр і шкальна пластина укладені в захисну оболонку, припаяну до резервуара. Залежно від призначення діляться на зразкові, лабораторні, технічні, побутові, метеорологічні, медичні, для сільського господарства. Для задач регулювання і сигналізації розроблені електроконтактні термометри. l

Принцип роботи Похибки рідинних термометрів Допустимі похибки вимірювання технічних термометрів не повинні перевищувати однієї поділки шкали. Так, при ціні поділки 1 °C, Δ=± 1 °C. l Для інших термометрів похибка може перевищувати ціну поділки. Так, наприклад, лабораторні термометри з ціною поділки 0, 01 °C мають допустиму похибку вимірювання Δ=± 0, 03 °C. l l Скляні термометри є одними з найточніших засобів вимірювання температури.

Рідинний термометр

Принцип роботи Термометри на основі біметалевої пластинки Термометри біметалічного типу діють за тим же принципом, що і рідинні, але в якості давача (чутливого елемента) зазвичай використовується спіраль або стрічка з біметалу — біметалева пластина. У якості матеріалів пластин використовуються сплави, що мають суттєвою різницю у коефіцієнті теплового розширення між собою Один кінець стрічки, як правило, нерухомо закріплений у корпусі пристрою, а інший — переміщається в залежності від температури пластини. l

Термометр на основі біметалевого елементу

Принцип роботи Манометричні термометри — прилади для вимірювання температури, що включають в себе чутливий елемент (термобалон) і показуючий пристрій, які з’єднані капілярною трубкою і заповнені робочою речовиною. Принцип дії базується на зміні тиску робочої речовини в замкненій системі термометра в залежності від температури. l Манометричні термометри залежно від виду робочої речовини, заповнюючої термосистему, поділяються на газові, рідинні і конденсаційні. l Газові манометричні термометри використовуються для вимірювання температур від -200 °C до 600 °C. Як робоче тіло застосовується азот. l Рідинні манометричні термометри призначені для вимірювання температур від -150 °C до 300 °C. Як робоче тіло, що заповнює термосистему, застосовують ртуть, пропіловий спирт, метаксилол. Рідинні манометричні термометри так само як і газові мають лінійну шкалу.

Манометричний термометр

Принцип роботи l Термометри опору Конструкція термометра опору ґрунтується на давачі, електричний опір чутливого елемента (сенсора) якого залежить від температури. Може виконуватись з металевого чи напівпровідникового матеріалу. В останньому випадку його називають термістором. Матеріали, що використовуються для виготовлення чутливих елементів (первинних перетворювачів) технічних термометрів опору, повинні відповідати вимогам стабільності та лінійності градуювальної характеристики, відтворності, хімічної стійкості, жароміцності та ін. Для виготовлення чутливих елементів термометрів опору застосовуються мідь, платина і нікель. Окрім металів застосовують також напівпровідники: германій, оксиди міді, марганцю, кобальту, титану та їх суміші. Вони мають великі від’ємні температурні коефіцієнти опору, тому з них можна виготовляти малогабаритні чутливі елементи термоперетворювачів опору. l

Термометр опору

Принцип роботи Термоелектричні термометри l Робота термоелектричних термометрів базується на використанні у якості чутливого елементу термопар (контакт між металами з різною електронегативністю створює контактну різницю потенціалів, яка залежить від температури). Термоелектричні перетворювачі мають дуже широкий діапазон вимірювання — від -200 °C до 2200 °C (короткочасно до 2500 °C), можуть вимірювати температуру у точці об'єкта або вимірюваного середовища, мають малі габаритні розміри — від 0, 5 мм (великі діаметри захисних оболонок визначаються вимогами механічної і термічної міцності). Термоелектричні перетворювачі відрізняються достатньо високою точністю і стабільністю характеристик перетворення, хоча вони і поступаються трохи за цими показниками термоперетворювачам опору. l

Термоелектричний термометр

Контрольні питання 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. Що таке термометр? У яких шкалах може бути проградуйований термометр? Хто є винахідником першого термометра? У якому році був створений перший термометр? З чого складався термометр Галілея? У якому році було запроваджено шкалу Фаренгейта? У якому році було запроваджено шкалу Цельсія? Які є види термометрів? На чому базується робота рідинних термометрів? Які з термометрів – найточніші? Що таке манометричний термометр? На чому базується робота термоелектирчних термометрів?