همه چیز درباره وسایل اندازه ‏گیری دما

انواع دماسنج ها

کار یک دماسنج (ترموتر) معمولی، بر مبنای خاصیت انبساط حرارتی استوار است. اکثر مواد چنین خاصیتی دارند؛ یعنی در اثر حرارت، منبسط و در اثر برودت، منقبض می‏شوند.

متداول‏ترین نوع دماسنج، دماسنج جیوه‏ای است، این دماسنج از یک لوله موئین (لوله‏ای با قطر داخلی بسیار کم) تشکیل شده که انتهای فوقانی آن بسته است و انتهای دیگرش به یک یک حباب استوانه‏ای یا کروی منتهی می‏شود. این حباب را از جیوه پُر می‏کنند. هنگامی که حباب حرارت می‏بیند، جیوه منبسط می‏شود و در لوله بالا می‏رود. از آنجا که قطر داخلی لوله بسیار کم است، حتی افزایش ناچیزِ حجم جیوه نیز بر ارتفاع ستونِ آن اثر قابل توجهی می‏گذارد. این دماسنج را بین دو نقطه ثابت درجه‏بندی می‏کنند. این دو نقطه عبارتند از نقاط انجماد و جوش آب در فشار یک اتمسفر (760 میلیمترجیوه ــ رجوع شود به صفحه 200)، فاصله این دو نقطه را به صد قسمت مساوی تقسیم می‏کنند و هر قسمت را یک درجه سانتیگراد (oc1) می‏نامند. در سیستم فارنهایت، فاصله بین این دو نقطه ثابت، به 180 قسمت تقسیم می‏شود که هر قسمت معادل یک درجه فارنهایت (oF1) است. در این سیستم نقاط انجماد و جوش آب، به ترتیب 32 و 212 درجه است. در سیستم «رامور»، دماهای مربوط oR و oc80 است؛ بدین معنی که فاصله نقاط ثابت، به 80 قسمت مساوی تقسیم می‏شود. جیوه برای اندازه‏گیری دماهای بسیار پایین مناسب نیست؛ زیرا در oc39 – منجمد می‏شود، برای این منظور، دماسنج را از الکل رنگی پُر می‏کنند که نقطه انجماد پایین‏تری دارد.

پایین‏تر ین دمایی که رسیدن به‌ آن امکان‏پذیر است، صفر مطلق (oc16/273-) است. درجه حرارت مطلق را با توجه به صفر مطلق و بر حسب درجه کلوین اندازه می‏گیرند (oc= ok 16/273-).

ترموکوپل

«ترموکوپل»:‌

اگر انتهای دو سیم فلزی غیرهمجنس یا دو آلیاژ فلزی غیرمشابه (مثل مس و کنستانتان، یا مس و آهن) را به هم جوش دهیم (شکل 2ـ الف) و یکی از نقاط اتصال را در دمای ثابت نگهداریم و نقطه دیگر را حرارت بدهیم، مابین دو نقطه اتصال، یک اختلاف پتانسیل حرارتیـ الکتریکی بوجود می‏آید. هرچه اختلافِ دمای دو نقطه اتصال بییشتر باشد، این اختلاف پتانسیل (ولتاژ) بیشتر است و می‏توان آن را با ولت‏سنج (ولتمتر) اندازه گرفت (شکل 2ـ ب). با درجه‏بندیِ ولت‏سنج، می‏توان تغییرات دما را روی آن مشاهده کرد. چنین مجموعه‏ای را «ترموکوپل» می‏نامند. ولتاژی که فقط توسط یک ترموکوپل بوجود می‏آید، بسیار اندک است (چند میلی ولت). برای بدست آوردن ولتاژ بالاتر، می‏توان تعداد ترموکوپل را بصورت سری به هم وصل کرد (شکل 3)، طوری که نقاط اتصال، یکی در میان، سرد و گرم باشد. این مجموعه را «ترموپاپل» یا باتری حرارتی ـ الکتریکی می‏نامند.

همه چیز درباره وسایل اندازه ‏گیری دما

«دماسنج مقاومتی»

، وسیله‏ای است که بر مبنای تغییر مقاومت سیم در اثر تغییر دما کار می‏کند. اکثر فلزات اگر گرمتر شوند، در مقابل عبور جریان الکتریسیته مقاومت بیشتری ایجاد می‏کنند. این افزایش مقاومت (که البته محدود است) با افزایش دما تناسب دارد. در این نوع دماسنج از سیم‏های (مقاومت‏ها ی) پلاتین یا نیکل استفاده می‏شود. اندازه سیم‏ها را طوری انتخاب می‏کنند که مقاومت آنها در صفر درجه سانتیگراد برابر با 100 اهم باشد. تغییرِ مقاومت در اثر تغییرِ دما را توسط تغییرات قدرت یک جریان، برای مثال به کمک دستگاهی متشکل از سیم‏پیچ‏های متقاطع، اندازه می‏گیرند. عقربه این دستگاه، متناسب با نسبت جریان‏ها یی که از دو سیم‏پیچ می‏گذرد، منحرف می‏شود. جریانِ یکی از دو سیم‏پیچ را به کمک مقاومتی که تحت تأثیر حرارت قرار ‏نمی‏گیرند، ثابت نگه می‏دارند و جریانِ‌ جاری در سیم‏پیچ دیگر را توسط مقاومت سیم دماسنج که با دما تغییر می‏کند می‏سنجند.

«دماسنج دوفلزی»

از دو نوار فلزی غیرمشابه که روی هم جوش داده شده اند،‌ تشکیل شده است. این دو فاز ضرایب انبساط حرارتی مختلفی دارند و در نتیجه، با افزایش حرارت، به یک اندازه منبسط نمی‏شوند. شکل 4، طرز کار یک دماسنج فلزی مارپیچ را نشان می‏دهد. انحنای مارپیچِ دماسنج با دما تغییر می‏کند و عقربه را به نوسان درمی‏آورد. برای مدرج کردن دماسنج،‌ محل قرار گرفتن عقربه را در دو دمای معیّن علامت می‏زنند و این فاصله را طوری تقسیم‏بندی می‏کنند که هر قسمت نماینده مثلاً یک درجه باشد.

 

منبع: سندباد

بدون دیدگاه

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

شما می‌توانید از این دستورات HTML استفاده کنید: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>