Дилатометрические и биметаллические термометры

Дилатометрические и биметаллические термометры основаны на использовании свойства твердого тела изменять свои линейные размеры при изменении температуры. Если температурный интервал невелик, то зависимость длины твердого тела от температуры выражается формулой:

l_t = l₀(1+at)

где l_t_-- длина твердого тела при температуре t, м;

l₀ - длина этого же тела при t=0°С, м;

a - средний коэффициент линейного расширения твердого тела от 0°С до t °С, °С^-1.

В таблице 2 представлены значения средних коэффициентов линейного расширения.

Таблица 2

Материал	a×10^-6, °С^-1	Интервал температур, °С
Латунь	18,3 – 23,6	0 – 400
Медь красная	15,3	0 – 150
Хромомолибден	12,3	0 – 100
Сталь никелевая		0 – 500
Инвар	0,9	0 - 20

Дилатометрические термометры имеют простую конструкцию, высокую чувствительность и используются в качестве первичных измерительных преобразователей в системах автоматического регулирования температуры. Это, как правило, реле температуры механического типа. Схема устройства дилатометрического термометра приведена на рисунке 2.

Рисунок 2. Схема устройства дилатометрического термометра

Дилатометрический термометр состоит из чувствительного элемента 1 в виде трубы, внутри которой находится стержень 2. Верхний конец трубы закреплен в штуцере 3. Труба имеет коэффициент линейного расширения больший чем стержень.

В головке 4 находится электроконтактное устройство, состоящее из рычага 5, сочлененного со стержнем и контактами. Нижняя часть термометра погружается в измеряемую среду. При повышении температуры среды труба удлиняется больше, чем стержень, вследствие чего стержень перемещается вниз, перемещая рычаг, который при определенной температуре размыкает контакт.

Трубу изготавливают из латуни марки Л62 или стали марки Х17Н13М2Т, а стержень из инвара.

Данный преобразователь используется в терморегуляторах, работающих в области температур от –30 °С до +1000 °С, классом точности 1,5 и 2,5.

В биметаллических температурных реле в качестве чувствительного элемента используются термобиметаллическая пластина, состоящая из двух слоев разнородных металлов, обладающих различными коэффициентами линейного расширения (инвар – латунь, инвар – сталь), сваренных между собой по всей плоскости соприкосновения.

При нагревании термобиметаллической пластины последняя изгибается в сторону инвара, т.к. у него меньший коэффициент линейного расширения, и замыкает контакт реле.

Область измерения и срабатывания лежит в диапазоне от –60 °С до +300 °С.