Как работает биметаллический термометр?
Истоки некоторых отраслей науки отследить практически невозможно. Как, к примеру, можно определить: кто был первым астрономом или математиком. К таким областям человеческого знания можно отнести вероятно и метеорологию. Погода не могла не интересовать человека, тем более в допотопные времена, когда он был гораздо менее защищён от природных катаклизмов. Одной из базовых характеристик погоды является температура.
Для чего измеряют температуру?
Мы привыкли измерять температуру как внутри жилья так и на улице, привычно смотрим на градусник за окном поутру прежде чем выйти из дома, заботясь вопросом о том, надевать ли шарф и перчатки. Спиртовой, ртутный, биметаллический термометр за окном – привычная картина для большинства граждан. Без измерения температуры тела не обходится практически не одно медицинское обследование.
![биметаллический термометр](http://www.syl.ru/misc/i/ai/227783/1104108.jpg)
Но метеорологов величина температуры воздуха интересует не только с точки зрения воздействия на наши кожные покровы. От того, насколько прогреты те или иные слои атмосферы, зависит образование воздушных потоков, ветров, которые и формируют погоду континентов.
Измерение температуры в производстве – вообще отдельная тема. Такие процессы как крекинг, полимеризация, кристаллизация и тысячи других химических и физических явлений, используемых на заводах и фабриках, протекают при чётко заданных температуре и давлении. Причём иногда требуется точность в десятые доли градуса. И в этом случае традиционные термометры, использующие эффект расширения тел при нагревании, применять достаточно сложно. Особенно это становится актуальным при работе в сверхнизких температурах, когда большинство жидкостей теряют текучесть. И тут часто приходит на выручку термометр биметаллический – ТБ, как принято писать сокращенно.
Как учились измерять температуру?
Изобретатель термометра достоверно неизвестен. Некоторые исследователи приписывают эту заслугу великому Галилео. Прибор для измерения температуры, созданный им, использовал сжатие-расширение воздуха. Даже шкалы прибор (называли его термоскоп) не имел. С его помощью, наблюдая за движением границы выталкиваемой воздухом жидкости, можно было лишь определить: растёт температура или падает. Точность такого прибора оставляла, мягко говоря, желать лучшего: на его работу существенно влияло атмосферное давление, к тому же граница воды и воздуха, как насыщение воздуха водяными парами, так и растворение воздуха в воде, постоянно «сбивали» настройку.
Позднее в качестве рабочего тела стали использовать жидкости со значительным коэффициентом температурного расширения. Термометры стали значительно точнее, размеры конструкции уменьшились до приемлемых и прибор этот потихоньку начал становиться массовым.
![биметаллический термометр](http://www.syl.ru/misc/i/ai/227783/1104107.jpg)
В качестве рабочих жидкостей в таких термометрах применяют ртуть, различные спирты и даже керосин.
Другими более современными и прогрессивными методами измерения температуры являются способы, основанные на электричестве. Известно, что все проводящие электрический ток материалы меняют сопротивление в зависимости от температуры. Спайка некоторых различных металлов при нагревании (термоэлектрическая пара) вырабатывает электрический ток. Эти и другие физико-химические явления легли в основу средств для измерения температуры.
Биметаллические средства
Биметаллический термометр как и жидкостной использует эффект расширения тел при нагревании. Только в качество рабочего тела используются не жидкости или газы, а твёрдые предметы.
Рассмотрим его принцип действия. Возьмём две пластины из разных материалов с разными коэффициентами температурного расширения.
![термометр биметаллический тб](http://www.syl.ru/misc/i/ai/227783/1104110.jpg)
При температуре Т1 размеры пластин будут равны. Но при повышении температуры (до Т2) очевидно, что то изделие, которое сделано из материала с большим коэффициентом расширения, и увеличится больше. Это в случае, если обе пластины сами по себе. Но стоит эти две пластины соединить (клёпка, пайка, горячее прессование и т.д.), как картина изменится.
![биметаллический термометр](http://www.syl.ru/misc/i/ai/227783/1104106.jpg)
Различная величина спаянных между собой пластин (∆a < ∆b) вынудит всю конструкцию изогнуться. Причём выпуклость появится со стороны материала с большим коэффициентом расширения. Используя этот нехитрый эффект и работает биметаллический термометр. Величина изгиба показывает температуру окружающей среды. В различных конструкциях отличаются лишь способы измерения этого изгиба.
Преимущества
Какие качества отличают биметаллический термометр от собратьев?
- Жидкость, находящаяся в стеклянном сосуде, сама по себе представляет опасность, особенно если это ртуть, очевидно, что биметаллическая конструкция лишена этого недостатка.
- Ещё такая система не нуждается как термоэлектрические термометры в электропитании и дополнительном оборудовании, что делает её мобильнее и удобнее в использовании.
- Расширение жидкостей под действием температуры происходит неравномерно, оттого и показания их не всегда корректны, подобным недостатком не страдает биметаллический термометр радиальный.
![биметаллический термометр радиальный](http://www.syl.ru/misc/i/ai/227783/1104109.jpg)
В его конструкции используется пластина, закрученная в спираль. За счёт большой длины рабочего тела измерение температуры происходит очень точно.
Изделия WIKA
Немецкая компания Wika – признанный лидер в области производства приборов для измерения температуры и давления. Специалисты компании не случайно обратили внимание на эффект изменения геометрии биметаллических пластин. Нужно сказать, что в изготовлении таких средств измерения температуры фирма достигла совершенства. Термометр биметаллический Wika выпускается как в бытовом исполнении, так и в специальных вариантах. Основные потребители продукции Wika – фирмы, занимающиеся тепловыми сетями и котельным оборудованием.
![термометр биметаллический wika](http://www.syl.ru/misc/i/ai/227783/1104111.jpg)
Благодаря использованию в производстве передовых технических решений, тщательному выбору самых качественных материалов продукция Wika с успехом продаётся в более чем ста странах мира.
Похожие статьи
- Термометр для самогонного аппарата: виды, выбор, установка
- Термометр бесконтактный: преимущества и недостатки. Измерение температуры бесконтактным способом
- Биметаллические радиаторы "Тепломир": отзывы
- Спиртовые термометры: обзор, производители, виды и отзывы
- Термометр сопротивления: подключение и принцип действия
- Термометры с выносным датчиком: обзор, характеристики, назначение
- Как пользоваться гигрометром: пошаговая инструкция