1.9. Деформационные термометры. Деформационные термометры основаны на законе теплового расширения твердых тел. Рис. 1.9.1 Длина металлической пластинки. - презентация

1 1.9. Деформационные термометры. Деформационные термометры основаны на законе теплового расширения твердых тел. Рис Длина металлической пластинки изменяется с температурой по закону: (1.9.1) - длина пластинки при 0 0 С, - температурный коэффициент линейного расширения металла (~10 -5 К -1 ). Поскольку коэффициент β очень мал, непосредственное измерение температуры таким образом невозможно.

2 1.9. Деформационные термометры. Соединим по всей длине две пластинки с разными коэффициентами β (рис.1.9.2). Рис Биметаллическая пластинка Пусть β 1 > β 2. Тогда при нагревании. Пластина изогнется (рис.1.8.3). Угол изгиба биметаллической пластины является мерой температуры. γ Рис

3 1.9. Деформационные термометры. Пусть d – толщина всей пластины, γ Рис d R R – радиус изгиба до середины 1-й пластины Выразим длины обеих пластин двумя путями – геометрически и физически: Вычтем эти уравнения почленно:

4 1.9. Деформационные термометры. γ Рис d R Приравняв эти выражения, получим: Легко доказать, что. Тогда: Откуда: (1.9.2)

5 1.9. Деформационные термометры. Продифференцировав выражение 1.9.2, найдем чувствительность деформационного термометра: γ Рис d R (1.9.3)

6 1.9. Деформационные термометры. Для повышения чувствительности деформационного термометра нужно: 1. Брать материалы для пластин с максимальной разностью. 2. Длина пластины должна быть возможно большей. 3. Толщина пластины должна быть возможно меньшей.

7 1.9. Деформационные термометры. Достоинства деформационных термометров: 1. Простота изготовления и малая стоимость. 2. Малая тепловая инерция (несколько секунд). Недостатки деформационных термометров: 1. Отсутствие электрического сигнала. Деформационный термометр не является дистанционным прибором. В метеорологических измерениях биметаллическая пластина применяется в термографах.

8 1.9. Деформационные термометры. Рис Термограф. 1 – биметаллическая пластина, 2 – система рычагов, 3 – стрелка с чернильницей, 4 – вращающийся барабан с бумажной лентой.