Принцип действия биметаллических термометров

В промышленности, лабораторных условиях, для технических нужд используется не привычный многим ртутный или спиртовой термометр, а биметаллический. Его принцип работы основан на использовании свойства металлов сжиматься и расширяться под воздействием температуры. Прибор отличается широким диапазоном измерений, большей точностью, надежностью и долговечностью. Рассмотрим, как работает биметаллический термометр (БТ).

Принцип действия

Независимо от конструкции пружины, принцип действия биметаллических термометров одинаков. За измерение температуры отвечает стержень или пружина, состоящая из двух металлов с различными значениями теплового расширения. При нагреве или охлаждении стержень изгибается и двигает стрелку на шкале показаний.

БТ применяется в условиях, когда доступ к измеряемой среде затруднен. Для этого устройство оснащено погружной частью. Выпускаются модели, которые можно использовать в быту вместо хрупкого градусника или часто выходящего из строя электронного измерителя.

Настройка и калибровка

Перед началом эксплуатации необходима калибровка биметаллического термометра. Для аппаратуры, которая подпадает под действие ГОРЕИ, необходимо сравнить показания БТ с эталоном. В бытовых условиях можно следовать указаниями раздела инструкции «как настроить биметаллический термометр».

Для регулировки прибора предназначены специальные винты на внешней стороне корпуса. Для сверки показаний допустимо использовать ртутный градусник, если температурный диапазон это допускает. Чтобы своевременно узнать о возможной погрешности, проводят поверку устройства. Сроки поверки указаны в инструкции.

Особенности устройства

Чаще всего биметаллические термометры, принцип действия которых допускает эксплуатацию при сверхнизких и сверхвысоких температурах, находят применение в промышленности. Конструкция КИПиА приспосабливается под нужды конкретной отрасли. В повседневной жизни они используются для печей барбекю, отопительных систем, водопровода, измерения температуры воздуха.

Выпускаются модели:

• с погружной гильзой из нержавеющей стали;
• с радиальным или осевым расположением;
• со спиральным элементом, геликоидом или многоступенчатой спиралью.

Циферблат прибора может иметь круглую или прямоугольную форму. Иногда устанавливают цифровой дисплей.

Преимущества и недостатки

Рассмотрим, какие достоинства и недостатки имеют биметаллические термометры.

Плюсы:

• прочность и долговечность — почти все элементы аппарата выполнены из сплава металлов;
• высокая точность показаний — расширение металлов всегда происходит по известной закономерности;
• надежность и безопасность — не используются токсичные составляющие, нет ртути;
• нет необходимости в дополнительном оборудовании — простая установка и демонтаж;
• в отличие от термоэлектрических измерителей не нуждаются в электропитании;
• благодаря большому запасу прочности могут сопротивляться температурам, выходящим за пределы измерительного диапазона.

Минус: при работе в сложных условиях с течением времени точность показаний БТ может упасть. Это происходит из-за того, что под воздействием высоких температур более 1000 ^оС металл закаляется. Показатели расширения биметаллической пружины изменяются.

Если биметаллический термометр неправильно показывает температуру, необходимо повторно провести настройку. На производстве точно соблюдайте график обязательных поверок. В быту используйте инструкцию как откалибровать биметаллический термометр. Она приводится в сопроводительных документах к устройству.