Термометры расширения поверяются в жидкостных термостатах путем сравнения их показаний с образцовыми термометрами. При использовании метода сравнения для интервала температур от 5 до 95°С применяют водяные термостаты; в интервале от 100 до 300° С - масляные термостаты; в интервале от 300 до 500°С - соляные термостаты. Поверка термометров при отрицательных температурах производится в термостатах, заполняемых этиловым спиртом, охлаждаемых твердой углекислотой или жидким воздухом.
В качестве образцовых приборов для поверки термометров применяют образцовые ртутные стеклянные термометры в температурном интервале от минус 30 до 300°С, а при более низких температурах и свыше 300°С -образцовые платиновые термометры сопротивления.
Число поверяемых точек должно быть не меньше трех, помимо точек 0 и 100°С, поверка которых является обязательной для всех термометров, имеющих их на шкале.
При поверке манометрических термометров их закрепляют на вертикальной стойке, а термобаллон полностью погружают в термостат. Перед поверкой манометрический термометр должен быть отрегулирован, для чего его термобаллон погружают в сосуд с тающим льдом или в термостат с температурой, равной любой оцифрованной отметке шкалы. После этого с помощью корректора -нуля устанавливают стрелку термометра на соответствующую этой отметке шкалы температуру.
Поверка показаний манометрических термометров производится не менее чем в трех точках, соответствующих началу, середине и концу шкалы. Поверка приборов производится в одних и тех же точках сначала при повышении, затем при понижении температуры термостата.
Поверкапулевой точки
осуществляется при помощи сосудов Дьюара, заполняемых мелко раскрошеннымльдом и
дистиллированной водой. При этом резервуар и часть шкалы с отметкой «0» стеклянного жидкостного термометра должны быть погружены в тающий лед. Положение нулевой точки шкалы у поверяемых термометров производится до и после их поверки в термостате и определяется как среднее значение после четырехкратного измерения до и после нагревания.
Поверка точки 19т С осуществляется в водяных кипятильниках (гипсометрах), схема которого приведена на рис. 2.9.
Кипятильник состоит из сосуда 1, наполненного на 2/3 объема дистиллированной водой. С помощью электрического нагревателя вода в сосуде нагревается до кипения. Пар, образующийся при кипении, через отверстие 2 поступает во внутренний цилиндр 3. Поднимаясь по этому цилиндру, пар через верхнюю часть его поступает в кольцевое пространство 4 и отсюда через трубку 5 проходит в холодильник 6, где конденсируется и стекает по трубке 7 в сосуд 1. Для наблюдения за уровнем воды в сосуде предусмотрено водомерное стекло 8. Избыточное давление в цилиндре 3 измеряют Ц-образным манометром в миллиметрах водяного столба. Температура кипения воды, в зависимости от атмосферного (барометрического) давления, определяется по формуле:
где Ьи - давление насыщенного водяного пара в кипятильнике, мм. рт. ст.
Поверяемые термометры погружаются в цилиндр 3 через отверстие в крышке так, чтобы у лабораторных термометров мениск жидкости в капилляре
Для поверки термометров в интервале температур от 300 до 500 0С применяют термостат, заполняемый смесью солей: 45% ЫаМ)3 + 55% КМО;,. Смесь указанного состава плавится при температуре около 200 СС и пригодна для нагрева до +630 °С. Соляной термостат отличается от описанного выше термостата главным образом иным устройством обогрева. Кроме того, внутренний цилиндр и другие детали изготовляются из более толстого металла. Электрический нагревательный элемент термостата из нихромовой проволоки расположен не внутри сосуда, а наматывается на его внешней поверхности. Сверху них ромовая проволока покрывается шамотом. Нагреватель питается от сети переменного тока напряжением 220 е. Мощность нагревателя около 5 кет.
Поверяемые термометры погружают в водяной и масляный термостаты через отверстия в крышках так, чтобы нижняя часть технических термометров была погружена полностью, а у образцовых и лабораторных термометров выступающий над крышкой столбик жидкости во время отсчета показаний не превышал 5 мм. В соляной термостат термометры погружаются аналогично предыдущему, но лишь после того, как расплавится соль. Термометры в термостатах должны располагаться в следующем порядке: сначала образцовый, а потом поверяемые.
По окончании загрузки термометров в термостат включают мешалку (в водяном термостате, если температура воды в нем слишком высока, то первую точку получают путем добавления в термостат льда или холодной воды). Достигнув требуемой температуры, отсчитывают показания образцового и поверяемых термометров. Число таких отсчетов должно быть не менее четырех. Из полученных отсчетов температуры вычисляется средняя арифметическая величина для каждого термометра и округляется до десятой доли иены деления.
Как было сказано выше, для поверки термометров ниже 0°С применяют термостаты, наполняемые этиловым спиртом или другими жидкостями, охлаждаемыми твердой углекислотой или жидким воздухом. Один из способов охлаждения жидкости в таких термостатах заключается в использовании медной 1]-образной шины, погружаемой одним концом в сосуд термостата, а другим концом в другой металлический термостат, заполненный смесью твердой углекислоты со спиртом.
Регулировка температуры в термостате производится путем изменения глубины погружения Ц-образной шины, а для более тонкой регулировки, в тех случаях, когда отвод тепла по шине слишком велик, применяется электрический нагреватель, снабженный регулировочным реостатом. Такой способ регулировки температуры позволяет поддерживать в термостате с этиловым спиртом любую температуру в интервале от минус 60 до 0° С. Этиловый спирт перед заполнением термостата предварительно должен быть охлажден до требуемой температуры в специальном сосуде, установленном в вытяжном шкафу, с помощью твердой углекислоты, засыпаемой непосредственно в спирт.
Поверку термометров при отрицательных температурах также можно производить при помощи охлаждающих смесей. Эти смеси получают путем смешения чистого льда с различными солями, которые указаны в таблице 2.7.
2.4. Термоэлектрический метод измерения температур
Термоэлектрический метод измерения температур основан на функциональной зависимости термоэлектродвижущей силы (термо-э.д.с.) от температуры. Термометры, в которых реализуется данный принцип, обычно состоят из чувствительного элемента, представляющего два спаянных разнородных металла (термопара), и электроизмерительного прибора. Данные термоэлектрические термометры используются для измерения температур в диапазоне от минус 200 до 2500 °С
К достоинствам термоэлектрических термометров можно отнести высокую точность, возможность раздельной градуировки датчика температуры и измерительного прибора, возможность централизованного контроля температуры, измеряемой несколькими датчиками, а также записи температуры на самопишущих приборах и дистанционной передачи информации. Недостатком термоэлектрического метода является влияние агрессивных сред на термопары с ростом температуры, что снижает срок их службы.