| t [°C] |
 |
p [Pa] |
|
Wejście: temperatura (t [°C]) |
| Zasada działania: Ciśnienie (p [Pa]) |
| Nazwa typu: Termometry ciśnieniowe |
|
|
Opis:
Przy stałej objętości ciśnienie gazu lub cieczy zależy od temperatury. Zależność tę wykorzystano do budowy termometrów zwanych ciśnieniowymi lub manometrycznymi. Czujnikiem jest pojemnik w kształcie wydłużonego walca. Czujnik połączony jest kapilarą (rurka o bardzo małym przekroju) ze wskaźnikiem manometrycznym. Zależnie od użytego czynnika termometry ciśnieniowe dzieli się na trzy grupy:
— cieczowe, w których cały układ pomiarowy (czujnik, kapilarą i manometr) wypełniony jest cieczą, najczęściej rtęcią;
- gazowe, w których cały układ po miarowy wypełniony jest gazem, np.
azotem,
- kondensacyjne, w których czujnik wypełniony jest częściowo cieczą o niskiej temperaturze wrzenia (np. acetonem, benzolem itp.), a częściowo parą nasyconą. Kapilarą i manometr wypełnione są również parą nasyconą, albo (częściej) specjalną cieczą pośredniczącą, np. gliceryną.
Zaletą termometrów ciśnieniowych jest ich prostota i łatwość uzyskania sygnału wyjściowego w postaci przesunięcia, które może być wykorzystywane do poruszania wskazówki, pisaka w rejestratorze, albo do sterowania urządzeniami automatyki. Odległość między czujnikiem a urządzeniem współpracującym jest ograniczona długością kapilary i może wynosić do kilkunastu metrów. Dokładność termometrów manometrycznych jest stosunkowo niewielka, są to przyrządy klasy 1,5... 4. rzadziej 1. Jest ona uwarunkowana dokładnością charakterystyk zmian ciśnienia w funkcji zmian temperatury, dokładnością pomiaru ciśnienia oraz następującymi dodatkowymi zakłóceniami:
- zmianami ciśnienia atmosferycznego.
Sygnałem wyjściowym termometrów manometrycznych jest ciśnienie mierzone w stosunku do ciśnienia atmosferycznego, a więc zmiana lego ostatniego musi spowodować błąd pomiaru. Wszystkie rodzaje termometrów manometrycznych są wrażliwe na to zakłócenie. Dla zmniejszenia tego wpływu pożądane jest, aby ciśnienie początkowe w termometrze było jak największe.
- zmianami temperatury otoczenia.
Powodują one bowiem zmiany ciśnienia czynnika roboczego wypełniającego kapilarę i manometr. Zakłócenie to ma duży wpływ na wskazania termometrów gazowych i cieczowych, niewielki - na wskazania termometrów kondensacyjnych. Sytuację poprawia powiększenie pojemności czujnika, im dłuższa kapilara, tym większa powinna być pojemność czujnika. Niekiedy stosowana jest bimetaliczna kompensacja wpływu temperatury otoczenia.
- ciśnieniem hydrostatycznym.
W termometrach cieczowych, jeżeli wskaźnik (manometr) jest zainstalowany na innym poziomie niż czujnik, wówczas ciśnienie słupa cieczy o wysokości równej różnicy poziomów zainstalowania czujnika i manometru dodaje się lub odejmuje od wskazania manometru. Im cięższa jest ciecz robocza, tym błędy spowodowane różnicą poziomów zainstalowania wskaźnika i czujnika będą większe.
Termometry ciśnieniowe są stosowane jako czujniki w prostych regulatorach temperatury (tzw. termostatach) oraz w układach pneumatycznych, łącznie z przetwornikami na standardowy sygnał pneumatyczny.
|
|