O princípio de vários termômetros
Termômetro é um termo geral para instrumentos de medição de temperatura, que podem julgar e medir com precisão a temperatura. O fenômeno de expansão e contração de sólidos, líquidos e gases sob a influência da temperatura é usado como base de projeto. Existem termômetros de querosene, termômetros de álcool, termômetros de mercúrio, termômetros de gás, termômetros de resistência, termômetros termopares1, termômetros de radiação, termômetros ópticos, termômetros bimetálicos, etc. para escolhermos, mas devemos ficar atentos ao método correto de uso. Para entender as características relevantes do termômetro e usá-lo melhor, este livro foi escrito especialmente.
1. Termômetros de gás: Hidrogênio ou hélio são frequentemente usados como materiais de medição de temperatura. Como a temperatura de liquefação do hidrogênio e do hélio é muito baixa, próxima de zero, sua faixa de medição de temperatura é muito ampla. Este termômetro é muito alto e é usado principalmente para medições de precisão.
2. Termômetro de resistência: É dividido em termômetro de resistência de metal e termômetro de resistência semicondutor, que são feitos de acordo com as características do valor de resistência que muda com a temperatura. Os termômetros de metal usam principalmente metais puros, como platina, ouro, cobre, níquel e ferro ródio, ligas de bronze fosforoso; termômetros semicondutores usam principalmente carbono, germânio, etc. Os termômetros de resistência são fáceis de usar, confiáveis e têm sido amplamente utilizados. Sua faixa de medição é de cerca de -260 graus a 600 graus .
3. Termômetro termopar: É um instrumento de medição de temperatura amplamente utilizado na indústria. Feito usando o fenômeno termoelétrico. Dois fios diferentes são soldados juntos para formar a extremidade de trabalho e as outras duas extremidades são conectadas ao instrumento de medição para formar o circuito. Defina a extremidade de trabalho para a temperatura a ser medida. Quando a temperatura da extremidade de trabalho e da extremidade livre são diferentes, ocorre uma força eletromotriz, de modo que uma corrente flui na espira. Ao medir a eletricidade, a temperatura em um local conhecido pode ser usada para determinar a temperatura em outro local. Este termômetro é composto principalmente de cobre constantan, ferro constantan, níquel constantan, ouro cobalto cobre, platina ródio, etc. É adequado para duas substâncias com grande diferença de temperatura e é usado principalmente para medição de alta temperatura e baixa turbidez. Alguns termopares podem medir altas temperaturas até 3000 graus, e alguns podem medir baixas temperaturas próximas a zero.
4. Termômetro bimetálico: refere-se ao termômetro especialmente utilizado para medir a temperatura acima de 500 graus, incluindo termômetro óptico, termômetro colorimétrico e termômetro de radiação. O princípio e a estrutura do termômetro bimetálico são relativamente complicados e não serão repetidos aqui. Tem uma faixa de medição de 500 graus a 3000 graus ou superior e não é adequado para medir baixas temperaturas.
5. Termômetro de ponteiro: É um termômetro em formato de painel, também conhecido como calorímetro, que é utilizado para medir a temperatura ambiente e é feito pelo princípio da dilatação e contração térmica do metal. Ele usa uma folha bimetálica como elemento sensor de temperatura para controlar o ponteiro. Bimetais são geralmente rebitados com cobre e ferro, com cobre à esquerda e ferro à direita. Como a expansão e contração térmica do cobre é mais óbvia do que a do ferro, quando a temperatura aumenta, a folha de cobre puxa a folha de ferro para dobrar para a direita e o ponteiro desvia para a direita (apontando para alta temperatura). Bimetal; vice-versa. , a temperatura torna-se mais baixa, e o ponteiro é desviado para a esquerda (apontando para baixa temperatura) impulsionado pela chapa bimetálica.
6. Termômetro de tubo de vidro: O termômetro de tubo de vidro usa o princípio de expansão e contração térmica para obter a medição de temperatura. Como o coeficiente de expansão do meio de medição de temperatura é diferente do ponto de ebulição e do ponto de congelamento, nossos termômetros de tubo de vidro comuns incluem principalmente: termômetro de querosene, termômetro de mercúrio e termômetro de água com caneta vermelha. As vantagens são estrutura simples, uso conveniente, alta precisão de medição e baixo preço. A desvantagem é que os limites superior e inferior e a precisão da medição são limitados pela qualidade do vidro e pelas propriedades do meio de medição de temperatura. Não pode ser teletransportado e é frágil.
7. Termômetro de pressão: O termômetro de pressão usa líquido, gás ou vapor saturado em um recipiente fechado para gerar expansão de volume ou mudança de pressão como sinal de medição após ser aquecido. Sua estrutura básica é composta por três partes: bulbo de temperatura, tubo capilar e mesa indicadora. Foi um dos primeiros métodos de controle de temperatura usados no processo de produção. Os sistemas de medição de temperatura de pressão ainda são um método de medição muito utilizado para indicação e controle de temperatura no local. As vantagens dos termômetros de pressão são: estrutura simples, alta resistência mecânica, não tem medo de vibração. Barato e não requer energia externa. As desvantagens são: a faixa de medição de temperatura é limitada, geralmente -80~400 graus; a perda de calor é grande e o tempo de resposta é lento; o sistema de vedação do instrumento (bulbo térmico, capilar, tubo de mola) está danificado, a manutenção é difícil e deve ser substituído; a precisão da medição é afetada pela temperatura ambiente, a posição de instalação da lâmpada tem uma grande influência e a precisão é relativamente baixa; a distância de transmissão do capilar é limitada. A faixa de trabalho normal do termômetro de pressão deve ser 1/2--3/4 da faixa, e o instrumento de exibição e o bulbo de temperatura devem estar na posição horizontal o máximo possível. Os parafusos de montagem da esfera de temperatura usados durante a instalação causarão perda de temperatura, resultando em temperatura imprecisa. O tratamento de isolamento térmico deve ser realizado durante a instalação e a lâmpada quente deve funcionar em um ambiente livre de vibrações, tanto quanto possível.
8. Termômetro rotativo: O termômetro rotativo é feito de chapas bimetálicas laminadas. Uma extremidade do bimetal é fixa e a outra extremidade é conectada ao ponteiro. Devido aos diferentes graus de expansão das duas peças de metal, a peça bimetálica se curva de maneira diferente em diferentes temperaturas e os ponteiros apontam para diferentes posições no mostrador. A temperatura pode ser conhecida a partir da leitura no mostrador.
9. Termômetro de semicondutor: A mudança de resistência química do semicondutor é diferente da do metal. À medida que a temperatura aumenta, sua resistência diminui e varia mais amplamente. Portanto, uma pequena mudança de temperatura também pode causar uma mudança significativa na resistência. Os termômetros são feitos com alta precisão e são frequentemente chamados de sensores de temperatura.
10. Termômetro de termopar: Um termômetro de termopar consiste em dois metais diferentes conectados a um voltímetro sensível. Os contatos metálicos produzem diferentes diferenças de potencial através do metal em diferentes temperaturas. A diferença de potencial é pequena, então é necessário um voltímetro sensível para medi-la. A temperatura pode ser conhecida a partir da leitura do voltímetro.
11. Pirômetro óptico: Se a temperatura de um objeto for alta o suficiente para emitir muita luz visível, sua temperatura pode ser determinada medindo a quantidade de radiação térmica. Este termômetro é um termômetro leve. Este termômetro consiste principalmente de um telescópio com um filtro vermelho e um conjunto de circuitos com uma pequena lâmpada, um galvanômetro e um resistor variável. Antes de usar, estabeleça a relação entre a temperatura correspondente ao brilho diferente do filamento e a leitura do amperímetro. Quando em uso, aponte o telescópio para o objeto a ser medido e ajuste a resistência para que o brilho da lâmpada seja igual ao brilho do objeto a ser medido. Neste momento, a temperatura do objeto medido pode ser lida no galvanômetro.
12. Termômetro de cristal líquido: Os cristais líquidos de diferentes fórmulas têm diferentes temperaturas de transição de fase. Quando sofrem uma mudança de fase, suas propriedades ópticas também mudam, fazendo com que os cristais líquidos pareçam descoloridos. Se um pedaço de papel for revestido com cristais líquidos com diferentes temperaturas de transição de fase, a temperatura pode ser conhecida pela mudança de cor do cristal líquido. A vantagem deste termômetro é que é fácil de ler, mas a desvantagem é que não é suficiente. Muitas vezes usado em tanques de peixes ornamentais para mostrar.
