Газовые манометрические термометры

Они предназначены для измерения температуры от -50 до 600°С. Термометрическим веществом здесь служит гелий или азот. Принцип ра- боты газовых манометрических термометров основан на использовании закона Шарля:

Pt = P 0 (1+ β (t − t 0)), (2.9)

 

где t 0

 

и t – начальная и конечная температуры;

 

P 0 и Pt – давление газа при

 

температурах t 0

и t соответственно; β – термический коэффициент давле-

ния газа (β =1/273,15 или 0,00366 К-1).

Для реальных систем эта линейная связь строго не сохраняется, т.к. с

изменением температуры изменяется объем термобаллона и с изменением давления – объем манометрической пружины, а также происходит массо- обмен между термобаллоном и капилляром. Но, поскольку эти изменения невелики, то можно считать, что шкала газовых манометрических термо- метров равномерна.

Подставляя в формулу (2.9) вместо Pt и t соответственно Рн и tн, а также Рк, tк, получим выражение для величины рабочего давления газового

манометрического термометра:

Δ P = Pк

− Pн

= Pн ⋅ β ⋅(tк − tн)

1 + β ⋅ t

 

 

, (2.10)

н

где Рн и Рк – давления в термосистеме, соответствующее начальному tн и конечному tк значениям температуры по шкале прибора.

По этой формуле может быть рассчитано начальное давление запол-

нения системы Рн для заданного диапазона измерения температур. Рн в за- висимости от диапазона шкалы может быть в пределах от 1 до 3 МПа. Чем больше Рн, тем больше ∆ Р и тем меньше влияние барометрического давле- ния на показания прибора.

Объем термобаллона V т в газовых манометрических термометрах не зависит ни от рабочего давления, ни от пределов измерения температур. Но если при измерении температура, окружающая капилляр и манометри- ческую пружину, отличается от градуировочной температуры, то возника- ет дополнительная погрешность. Чтобы ее уменьшить, стремятся умень- шить отношение (V п+ V к)/ V т (где V п и V к – внутренний объем пружины и ка- пилляра), увеличивая размер термобаллона. Поэтому для газовых мано- метрических термометров характерен большой размер термобаллона (d =

20-30 мм, l = 250-500 мм) и как следствие этого – их значительная инерци-

онность.