«O’lchash usullari va vositalari» fanidan
Mustaqil ish
Mavzu: «Qarshilik termometrlari bilan temperaturani o‘lchash istiqbollari»
Qarshilik termometrlari. Ularni ulash usullari.
Haroratni past chegaralarda o'lchashda keng qo'llaniladigan termo- o'lchov
absobi qarshilik termometri hisoblanadi. Bu termometrlarni markazlashtirilgan
holda, masofadan turib ko'p nuqtalarda haroratni o'lchashi asosiy o'rin tutadi
(boshqalardan farq qiladi). Qarshilik termometrlari yordamida haroratni o'lchash
harorat o'zgarishi bilan o'tkazgichlar va yarim o'tkazgichlar qarshiligining o'zgarish
xususiyatiga asoslangan. Termometming sezgir elementlarini tayyorlash uchun
platina va mis metallaridan foydalaniladi. Platinadan tayyorlangan termometrlar -
200°C dan +1100°C gacha, misdan tayyorlanganlari esa -50°C dan +200°C gacha
chegarada
haroratlarni
o'lchaydi.
Qarshilik
termometri
bilan
birgalikda
ishlatiladigan o'lchash komplekti quyidagi elementlardan iborat: qarshilik
termometri, elektr ulash simlari, tok manbayi va o'lchash asbobi.
Bitta o'lchash asbobiga qayta ulagich yordamida bir nechta qarshilik
termometrlarini ulash mumkin. Qarshilik termometrlarini darajalash ular
tayyorlangan materialni 00 C dagi qarshiligini o'lchash bilan amalga oshiriladi.
Quyidagi daraja turlari mavjud:
Daraja turi 20 21 22 23 24
00 C dagi qarshiligi, Om 10 46 100 53 100
20, 21 va 22 — darajali qarshilik termometrlari uchun platinadan, 23, 24 — darajalisi
uchun esa misdan foydalaniladi.
Platina va misdan tayyorlangan qarshilik termometrlarini darajalash 3, 4, 5, 6-
jadvallarda keltirilgan.
R0 = 100 Om - 21 darajali termometrlar uchun;
R0 = 10 Om - 20 darajali termometrlar uchun.
(00 C dagi qarshiligi 10 Om bo'lgan termometrlar uchun barcha qiymatlarni 10 ga
bo'lish tavsiya etiladi).
Termometrlarning darajalash jadvallarida keltirilgan turli haroratlardagi elektr
qarshiliklar quyidagi formulalar bo'yicha aniqlanadi:
![3- jadval
20 va 22 – darajali, platinadan tayyorlangan qarshilik termometrlarining darajalash jadvali
R, Om
300,58
303,90
307,21
310,50
313,79
317,06
320,32
323,57
326,80
330,03
333,25
-
-
-
-
t, 0C
550
560
570
580
590
600
610
620
630
640
650
-
-
-
-
R, Om
249,38
252,88
256,36
259,83
263,29
266,74
270,18
273,60
277,01
280,41
283,80
287,18
290,55
293,91
297,25
t, 0C
400
410
420
430
440
450
460
470
480
490
500
510
520
530
540
R, Om
195,56
199,23
202,89
206,53
210,17
213,79
217,40
221,00
224,59
228,17
231,73
235,29
238,83
242,36
245,88
t, 0C
250
260
270
280
290
300
310
320
330
340
350
360
370
380
390
R, Om
139,10
142,95
146,78
150,60
154,41
159,21
162,00
165,78
169,54
173,29
177,03
180,76
184,48
188,18
191,88
t, 0C
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
R, Om
80,0
84,03
88,04
92,04
96,03
100,00
103,96
107,91
111,85
115,78
119,70
123,60
127,49
131,37
135,24
t, 0C
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
R, Om
17,28
21,65
25,98
30,29
34,56
38,80
43,02
47,21
51,38
55,52
59,65
63,75
67,84
71,91
75,96
a)
platinadan tayyorlangan qarshilik termometrlari uchun:
𝑅𝑡 = 𝑅0[1 + 𝐴𝑡 + 𝐵𝑡2 + 𝐶𝑡3(𝑡 − 100)],
agar – 200 °C ≤ t ≤ 0 0C bo'lsa;
𝑅𝑡 = 𝑅0(1 + 𝐴𝑡 + 𝐵𝑡2), agar 00C ≤ t ≤ + 650 °C bo'lsa; (15)
b) misdan tayyorlangan qarshilik termometrlari uchun:
𝑅𝑡 = 𝑅0(1 + 𝛼𝑡), agar -50°C ≤ t ≤ + 180°C bo'lsa; (16)
bu yerda: R0 - termometrning 0°C haroratdagi qarshiligi,](/media/image/qarshilik-termometrlari-bilan-temperaturani-olchash-istiqbollari1387page_3.png "3- jadval
20 va 22 – darajali, platinadan tayyorlangan qarshilik termometrlarining darajalash jadvali
R, Om
300,58
303,90
307,21
310,50
313,79
317,06
320,32
323,57
326,80
330,03
333,25
-
-
-
-
t, 0C
550
560
570
580
590
600
610
620
630
640
650
-
-
-
-
R, Om
249,38
252,88
256,36
259,83
263,29
266,74
270,18
273,60
277,01
280,41
283,80
287,18
290,55
293,91
297,25
t, 0C
400
410
420
430
440
450
460
470
480
490
500
510
520
530
540
R, Om
195,56
199,23
202,89
206,53
210,17
213,79
217,40
221,00
224,59
228,17
231,73
235,29
238,83
242,36
245,88
t, 0C
250
260
270
280
290
300
310
320
330
340
350
360
370
380
390
R, Om
139,10
142,95
146,78
150,60
154,41
159,21
162,00
165,78
169,54
173,29
177,03
180,76
184,48
188,18
191,88
t, 0C
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
R, Om
80,0
84,03
88,04
92,04
96,03
100,00
103,96
107,91
111,85
115,78
119,70
123,60
127,49
131,37
135,24
t, 0C
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
R, Om
17,28
21,65
25,98
30,29
34,56
38,80
43,02
47,21
51,38
55,52
59,65
63,75
67,84
71,91
75,96
a)
platinadan tayyorlangan qarshilik termometrlari uchun:
𝑅𝑡 = 𝑅0[1 + 𝐴𝑡 + 𝐵𝑡2 + 𝐶𝑡3(𝑡 − 100)],
agar – 200 °C ≤ t ≤ 0 0C bo'lsa;
𝑅𝑡 = 𝑅0(1 + 𝐴𝑡 + 𝐵𝑡2), agar 00C ≤ t ≤ + 650 °C bo'lsa; (15)
b) misdan tayyorlangan qarshilik termometrlari uchun:
𝑅𝑡 = 𝑅0(1 + 𝛼𝑡), agar -50°C ≤ t ≤ + 180°C bo'lsa; (16)
bu yerda: R0 - termometrning 0°C haroratdagi qarshiligi,")
3- jadval
20 va 22 – darajali, platinadan tayyorlangan qarshilik termometrlarining darajalash jadvali
R, Om
300,58
303,90
307,21
310,50
313,79
317,06
320,32
323,57
326,80
330,03
333,25
-
-
-
-
t, 0C
550
560
570
580
590
600
610
620
630
640
650
-
-
-
-
R, Om
249,38
252,88
256,36
259,83
263,29
266,74
270,18
273,60
277,01
280,41
283,80
287,18
290,55
293,91
297,25
t, 0C
400
410
420
430
440
450
460
470
480
490
500
510
520
530
540
R, Om
195,56
199,23
202,89
206,53
210,17
213,79
217,40
221,00
224,59
228,17
231,73
235,29
238,83
242,36
245,88
t, 0C
250
260
270
280
290
300
310
320
330
340
350
360
370
380
390
R, Om
139,10
142,95
146,78
150,60
154,41
159,21
162,00
165,78
169,54
173,29
177,03
180,76
184,48
188,18
191,88
t, 0C
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
R, Om
80,0
84,03
88,04
92,04
96,03
100,00
103,96
107,91
111,85
115,78
119,70
123,60
127,49
131,37
135,24
t, 0C
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
R, Om
17,28
21,65
25,98
30,29
34,56
38,80
43,02
47,21
51,38
55,52
59,65
63,75
67,84
71,91
75,96
a)
platinadan tayyorlangan qarshilik termometrlari uchun:
𝑅𝑡 = 𝑅0[1 + 𝐴𝑡 + 𝐵𝑡2 + 𝐶𝑡3(𝑡 − 100)],
agar – 200 °C ≤ t ≤ 0 0C bo'lsa;
𝑅𝑡 = 𝑅0(1 + 𝐴𝑡 + 𝐵𝑡2), agar 00C ≤ t ≤ + 650 °C bo'lsa; (15)
b) misdan tayyorlangan qarshilik termometrlari uchun:
𝑅𝑡 = 𝑅0(1 + 𝛼𝑡), agar -50°C ≤ t ≤ + 180°C bo'lsa; (16)
bu yerda: R0 - termometrning 0°C haroratdagi qarshiligi,
Rt - termometrning t 0C haroratdagi qarshiligi;
A, B, C - qiymatlari darajalash yo'li bilan, mos ravishda, kislorodning (-182,97°C),
suvning (100°C) va kumushning (444,6°C) qaynash haroratlarida aniqlanadigan
doimiy koeffitsiyentlar;
Α- misning elektr qarshiligi termik koeffitsiyenti.
A = 3,96847 · 10-3 1/grad;
V = -5,847 · 10-7 1/grad;
S = -4,22 · 10-12 1/grad;
α = 4,26 · 10-3 1/grad.
Platinali qarshilik termometr diametri 0,03...0,1 mm li simlardan
tayyorlanadi. Platinaning qimmatbaho metalligi termometrning asosiy kamchiligi
hisoblanadi. Misning afzallik tomonini esa narxining arzonligi va yuqori tozalik
darajasiga ega bo'lgan juda ingichka sim olish imkoniyati borligi ko'rsatadi.
Sanoatda gazsimon suyuq moddalarning haroratsini o'lchash uchun
moslashgan (bir xillashtirilgan) konstruksiyali qarshilik termometrlari ishlab
chiqariladi (9- rasmda qarshilik termometrining konstruktiv sxemasi keltirilgan).
Termometr himoyalangan po'lat g'ilof 5 ichiga joylashtirilgan sezgir element 6,
termometrni qotirish uchur xizmat qiladigan himoyalangan po'lat g'ilof 5 ga
kavsharlangan rezbali shtutser 4 dan iborat. Armirlangan (armaturalangan) chinni
trubkachalar 3 ichidan o'tgan simlar yordamida sezgir element bosh qism 1 da
joylashtirilgan ulanmalar quduqchasi bilan birlashtiriladi (ulanadi).
7 – rasm. Qarshilik termometri.
Termometrlarning asosiy texnik tavsiflari 7 – jadvalda keltirilgan.
7-jadval
Qarshilik termometrlarining texnik tavsiflari.
Turi
Aniqlik toifasi
Haroratni o‘lchash
chegarasi, 0C
Darajasi
(graduirovka)
0C dagi boshlang‘ich
qarshiligi, Om
PT platinali
I
0….650
- 200….0
Gr 20
Gr 21
Gr 22
10
46
100
misli
II
- 50….180
Gr 23
Gr 24
53
100
6651-84 DS ga ko'ra termometrlarning chiqish signali standart hisoblanib,
haroratning har bir qiymatiga qarshilikning belgilangan qiymati to'g'ri keladi.
Harorat o‘lchash vositalarining tasnifi.
Harorat ishlab chiqarishda texnologik jarayonning borishi hamda borish
davrini xarakterlovchi asosiy kattaliklardan biridir. Avtomatik boshqarishning
samaradorligi haroratning aniq bahosini belgilaydi.
Harorat - jismning issiqlik darajasi hisoblanib, molekulalarning issiqlik
harakatidan aniqlanadigan ichki kinetik energiya miqdoridir. Haroratni o'lchash
imkoni issiqlik almashishiga, issiq moddaning issiqligi o'zidan kam bo'lgan
moddaga o'tish qobiliyatiga asoslangan. O'lchanayotgan haroratlarning son
qiymatini topish uchun haroratlar shkalasini o'rnatish, ya'ni sanoq boshini va harorat
intervalining o'lchov birligini tanlash lozim. Agar harorat «gradus» bilan o'lchansa,
uning o'lchov birligi quyidagi formula bo'yicha aniqlanadi:
1𝑔𝑟𝑎𝑑𝑢𝑠 =
𝑡2−𝑡1
𝑛 (1)
bu yerda: t1 - jismning boshlang'ich chegara nuqtasidagi haroratsi;
t2 - shu jismning ikkinchi holatga o'tish nuqtasidagi haroratsi;
n - butun son (shkala bo'linmalari soni).
Hozirgi vaqtda bir necha xil o'lchov shkalalari mavjud. Jumladan:
1. Halqaro amaliy haroratlar shkalasi (Selsiy shkalasi).
2. Termodinamik shkala (Kelvin shkalasi).
Halqaro amaliy haroratlar shkalasida haroratning o'lchov birligini topish uchun
suvning uch holati - muzlash, qaynash va bug'lanish nuqtalari orasidagi harorat
miqdori 100 bo'lakka bo'linadi. Agar suvning muzlash nuqtasi tx=0, qaynash nuqtasi
t2=100°C va n=100 deb qabul qilinsa, haroratning Selsiy shkalasidagi o'lchov birligi
𝑡2−𝑡1
𝑛
=
100−0
100 = 10𝐶 (2)
bo'ladi.
Termodinamik shkala esa, absolyut haroratlar shkalasini joriy etgan ingliz olimi
Kelvin nomi bilan yuritiladi. Absolyut harorat Gey-Lyussak qonuni
𝑉 = 𝑉0(1 + 𝑎𝑡0) (3)
ga muvofiq haroratning boshlang'ich nuqtasi absolyut nol haroratning bo'lishiga
asoslanadi yuqoridagi ifoda ideal gaz hajmi V ning o'zgarishi P = const bo'lganda
haroratning o'zgarishiga bog'liqligini ko'rsatadi, bu yerda: Vo - Selsiy shkalasi
bo'yicha harorat nol bo'lgandagi gaz hajmi;
𝑎 =
1
−273,16 - hamma gazlar uchun bir xil bo'lgan hajmiy kengayish termik
koeffitsiyenti.
Absolyut nol haroratda (To da) gaz hajmi V= 0 deb faraz qilinsa,
0=V0(1+To) (4)
bo'lib, absolyut haroratning qiymati To = -273,16 bo'ladi.
Absolyut nol haroratni amalda o'lchash mumkin emas, chunki harorat pasaygan sari,
gaz hajmi nolga yaqinlashmay, suyuqlikka aylanadi.
Amalda haroratni o'lchash uchun halqaro amaliy shkalalar - Selsiy va Kelvin
qo'llaniladi. Bu shkalalar Selsiy shkalasi asosida tuzilgan, ularning o'lchov birligi
amaliy shkalalar - selsiy, t hamda kelvin, T.
Halqaro amaliy shkala bo'yicha harorat kelvinda o'lchansa, uning qiymati
quyidagi formula bo'yicha aniqlanadi:
𝑇 = 𝑡0 + 273,16 (5)
Halqaro birliklar sistemasida haroratning o'lchov birligi sifatida kelvin (K),
ya'ni suvning muz, suv, bug' holatida bo'ladigan nuqtasi deb ataladigan
termodinamik haroratsi qabul qilingan. Shu bilan bir qatorda XBS da haroratning
Halqaro amaliy harorat shkalasi - Selsiy shkalasida (°C) o'lchashni ham tavsiya
qilinadi. Bu shkala jismlarning o'zgarmas holatlaridan oltitasining mavjudligiga
asoslangan:
1. Kislorodning qaynash nuqtasi: - 182,97°C.
2. Suvning bir vaqtda uch holatda (muz, suv, bug') bo'lish nuqtasi: 0,01°C.
3. Suvning qaynash nuqtasi: + 100°C.
4. Oltingugurtning qaynash nuqtasi: + 444,6°C.
5. Kumushning qotish nuqtasi: + 961,93"C.
6. Oltinning qotish nuqtasi: + 1064,43eC.
Bu shartli nuqtalarga asoslanib, etalon o'lchov asboblarining shkalasi darajalanadi.
Qattiq, suyuq va gazsimon moddalarning haroratsini o'lchash uchun amalda turli xil
qurilmalar - termometrlar qo'llaniladi.
Haroratni o'lchash usuliga ko'ra barcha termometrlar ikki guruhga bo'linadi:
kontaktli va kontaktsiz (Bevosita muhit bilan kontaktda bo'ladigan va muhit bilan
kontaktda bo'lmaydigan.) Birinchi guruhga kengayish termometrlari, manometrik
termometrlar, termoelektrik termometrlar va qarshilik termometrlari (termistorlar)
kiradi. Ikkinchi guruhga esa turli turdagi pirometrlar kiradi.
Konduktomеtrik namlik o‘lchagichlar qattiqva sochiluvchan matеriallar
namligini o‘lchashda kеng ishlatiladi. Konduktomеtrik usul modda namligi bilan
uning elеktr qarshilik o‘rtasidagi bog‘lanishga asoslangan. Bu bog‘lanish
quyidagicha ifodalanadi:
W n
R C
, (6.57)
bu еrda R —mеtеrialning qarshiligi, Оm; С —matеrial tabiatiga bog‘liq bo‘lgan
doimiy kattalik; W —matеrialning namligi, %; p —
tеkshirilayotgan matеriallarning strukturasi va
tabiatiga bog‘liq bo‘lgan daraja ko‘rsatkichi (turli
matеriallar uchun kеng chеgaralarda o‘zgarib
turadi).
S doimiy xam, daraja ko‘rsatkichi p xam xar qaysi
matеrial uchun tajriba yo‘li bilan aniqlanadi.
Qarshilikning namlikka bo‘lgan darajali nisbati
kapillyar-g‘ovak
matеriallar
namligini
konduktomеtrik usul bo‘yicha aniqlash usulining
yuqori sеzgirligini ko‘rsatadi. Lеkin qarshilikning boshqa omillarga (harorat,
matеrial tarkibi, zichlik, kimyoviy tarkib, elеktrolitlar mavjudligi va bosh?alar)
murakkab bog‘liqligi namlikni avtomatik ravishda uzluksiz o‘lchashda bu usulni
yaroqsiz qilib qo‘yadi. Shuning uchun konduktomеtrik namlik o‘lchagichlarning
ishlatilishi chеklangan.
Kоnduktоmеtrik namlik o‘lchagichlarning o‘zgartkichlari yassi plastinalar,
silindrik naychalar, roliklar va xokazo ko‘rinishda ishlangan ikki elеktroddan iborat.
Konduktomеtrik namlik o‘lchagichlarning ko‘rsatishlari faqat tortilmalarning
prеsslanishidagina
tiklanadi,
shuning
uchun
sochiluvchan
matеriallarga
mo‘ljallangan o‘zgartkichlarning ko‘pchiligi elеktrodlar orasidagi tortilmalarni
prеsslovchi qurilmalar bilan ta'minlangan.
O‘lchash sxеmalar orasida unumlisi ko‘prikli sxеmalardir. Ko‘prikli o‘lchash
sxеmalari yuqori sеzgirlikka ega bo‘lib, o‘rtacha va yuqori (5 .... 25%) namliklarni
o‘lchashda ishlatiladi. 6.52-rasmda ko‘prikli o‘lchash sxеmasiga ega bo‘lgan
avtomatik namlik o‘lchagichning printsipial sxеmasi ko‘rsatilgan. Tеkshirilayotgan
matеrial rolik va val orasidan o‘tkaziladi (rolik valdan izolyatsiyalangan). Zanjirning
asosiy elеmеnti ko‘prikdir, ko‘prikning R4 vа R5 yelkalari doimiy qarshiliklar,
6.52 – rasm. Ko’prikli o’lchash
sxеmasiga ega bo’lgan avtomatik
namlik o’lchagich
