1-amaliy mashg'ulot

1-Mavzu : O’lchash natijalarini aniqligini baholash. Issiqlik kattaliklarini o’lchash.

Ishdan maqsad: O’lchash natijalarini aniqligini baholashni va Issiqlik kattaliklarini o’lchash. organish.

Ishning mazmuni.

1. Metrologiya va o’lchov xaqida tushuncha.

2. O’lchash usullari.

3. O’lchash vositalari.

4. Termometrlarning tiplari

5. Temperaturani o’lchashning pirometrik usuli

Metrologiya — o’lchashlar, uni ta’minlash usullari va vositalari hamda talab etilgan aniqlikka erishish yo’llari haqidagi fan.

O’lchash — fizik katgaliklarning qiymatlarini maxsus tex¬nik vositalar yordamida tajriba usuli bilan topishdir.

Ko’p hollarda o’lchash jarayonida o’lchanayotgan kattalikni shunday fizik kattalik bilan taqqoslanadiki, ynga 1 ga teng bo’lgan qiymat beriladi va u fizik kattalik birligi yoki o’lchov birligi deyiladi. O’lchash natijasi— kattalikning uni o`lchash usuli bilan, masalan, kattalikni o’lchov birligi bilan taqqoslash usuli yordamida topilgan qiymatidan iborat. O’lchash natijasini tenglama ko’rinishida quyidagicha yozish mumkin:

U =  yoki Q = Uq, (1.1)

bunda Q— o’lchanayotgan fizik kattalik, U— o’lchash natijasi yoki o’lchanayotgan kattalikning son qiymati, q — fizik kattalik birligi.

Mazkur (1.1) tenglama o’lchashning asosiy tenglamasi deyiladi. Uning o’ng tomoni o’lchash natijasi deb yuritiladi. O’lchash natijasi doimo o’lchamli kattalik bo’lib, u o’z nomiga ega bo’lgan q birlikdan hamda ayni birlikdan o’lchanayotgan kattalikda nechta borligini anglatadigan U sondan tashqil topgan.

O’lchanayotgan kattalikning son qiymati bevosita, bilvosita birlashtirib va birgalikda o’lchash usullari yordamida topiladi. Laboratoriya amaliyotida va ilmiy tekshirishlarda birlashtirib va birgalikda o’lchash usullaridan foydalaniladi.

Bevosita o’lchash deb shunday o’lchashga aytiladiki, unda o’lchanayotgan kattalikning izlanayotgan qiymati tajriba ma’lumotlaridan bevosita aniqlanadi. Masalan, temperaturani termometr bilan, bosimni manometr bilan, uzunlikni chizg’ich bilan o’lchash va hokazo bevosita o’lchashdan iborat.

Bevosita o’lchash tenglamasi quyidagi ko’rinishga ega:

Q_n = Cn, (1.2)

bunda Q_n — o’lchanayotgan kattalikning uning uchun kabul qilingan o’lchov birliklaridagi qiymati; S — raqamli hisoblash qurilmasi shkalasi bo’linmalarining yoki bir marta ko’rsatishining o’lchanayotgan kattalik birliklaridagi qiymati; n— shkala bo’linmalari hisobida indiqatorli qurilma bo’yicha olingan sanoq.

Bilvosita o’lchash deb shunday o’lchashga aytiladiki, unda o’lchash natijasini o’lchanayotgan kattalik bilan ma’lum munosabat yordamida bog’langan kattaliklarni bevosita o’lchash¬ga asoslangan bo’ladi. Bilvosita o’lchash tenglamasi ko’yidagi ko’rinishga ega:

 , (1.3)

bunda Q_k — o’lchanayotgan kattalikning izlangan kymati; Q₁, Q₂, . . . , Q_n — bevosita o’lchanadigan kattaliklarning son qiymatlari.

Bilvosita o’lchashga o’tkazgichning solishtirma elektr karshiligini uning karshiligi, uzunligi va ko’ndalang kesimi yuzi bo’yicha topish, jism zichligini uning massasi va hajmini o’lchash natijasi bo’yicha topish va boshqalar misol bo’la oladi. Bilvosita o’lchashlar bevosita o’lchashlarning iloji bo’lmagan ishlab chiqarish jarayonlarini nazorat qilishda keng ko’llaniladi.

Birlashtirib o’lchash bir necha bir nomli kattalik-larni bir vaqtda o’lchashdan iboratki, unda izlangan katta-liklarning qiymatlari bevosita o’lchashda hosil qilingan tenglamalar sistemasidan topiladi.

Bir vaqtda ikki yoki bir necha turli nomli kattaliklarni ularning orasidagi funktsional munosabatlarni topish uchun olib borilgan o’lchashlar birgalikda o’lchash dyoyiladi. Jumladan o’lchash rezistorining 20° S dagi elektr qarshiligi va temperatura koeffitsientlari uning karshiligini turli temperaturalarda bevosita o`lchash ma’lumotlari bo’yicha to-piladi.

O’lchashlar yana absolyut va nisbiy o’lchashlarga bo’linadi.

Bitta yoki bir necha asosiy kattaliklarni fizik konstantalar qiymatlaridan foydalanib yoki foydalanmasdan bevosita o’lchash absolyut o’lchash deb ataladi. Masalan, shtangentsirkulь yordamida bajarilgan o’lchashlar absolyut o’lchashdir, chunki unda o’lchanayotgan kattalik qiymati bevosita olinadi.

Biror kattalikning shu ismli birlik rolini o’ynayotgan kattalikka nisbatini o’lchash yoki kattalikni shu ismli birlik kattalik deb kabul qilingan kattalik bo’yicha o’lchash nis¬biy o’lchash deb ataladi. Masalan, optmetr yoki pishangli skoba yordamidagi o’lchashlar nisbiydir: avval oxirgi o’lchov yoki oxirgi o’lchov bloki qo’yiladi va o’lchash vosityalari shkaladagi ko’rsatkich nolga teng bo’ladigan qilib sozlanadi, so’ngrao’lchanadigan detalni joylashtiriladi va sanoq olinadi, ya’ni strelka detalь o’lchamining oxirgi o’lchov yoki blokniig ma’lum o’lchamidan chetga chikishini ko’rsatadi. Temperaturani termoelektreffektdan foydalanishga asoslangan o’lchash yoki massani tortish usuli bilan, ya’ni massaga proportsional bo’lgan og’irlik kuchidan foydalanish usuli bilan o’lchash ham nisbiy o’lchashdan iborat. Nisbiy o’lchashdan katta aniqlik zarur bo’lgan xollarda foydalaniladi.O’lchashlar o’lchash printsipini aniqlab beradigan fizik xodisalarga asoslanib olib boriladi. Masalan, moddaning kengayishi bo’yicha temperaturani o’lchash, muvozanatlashtiruvchi suyuqlik ustunining ko’tarilishi bo’yicha vakuumni o’lchash. O’lchashning biror printsipini amalga oshirish uchun turli texnik vositalar ko’llaniladi. O’lchashlarda ko’llaniladigan va normallashgan metrologik xossalarga ega bo’lgan texnik vositalar o’lchash vositasi deyiladi. O’lchash printsipini va vositasini belgilab beradigan usullar majmui o’lchash usuli deyiladi.

O’lchashlarda bevosita (to’g’ridan-to’g’ri) baholash, differentsial,o’lchov bilan takkoslash va nolь (kompensatsion) usullar keng tarkalgan. Bevosita baholash usuli o’lchanayotgan kattalik miqdorini bevosita o’lchash asbobining xisoblash qurilmasi bo’yicha bevosita topish imkonini beradi. Masalan, bosimni prujinali manometr bilan, massani tsiferblatli tarozida, tok kuchini ampermetr bilan o’lchash va Bu usulda o’lchash aniqligi uncha katta bo’lmasa ham, o’lchash jarayonining tezligi uni amalda ko’llanishda tengi yo’k usulga aylantiradi.

Differentsial (ayirmali) usul o’lchanayotgan va ma’lum kattaliklarning ayirmasini o’lchashni xarakterlaydi. Masalan, gaz aralashmasi tarkibini havoning issiq o’tkazuvchanligiga taqqoslash yo’li bilan issik o’tkazuvchanlik bo’yicha o’lchash.

G’oyatda aniq o’lchashlarda o’lchov bilan taqqoslash usuli qo’llaniladi. Bunda o’lchanayotgan kattalik o’lchov yordamida topilgan kattaliklar bilan taqqoslanadi. Masalan, o’zgarmas tokning kuchlanishini elektr yurituvchi kuchi normal element EYuK iga teng bo’lgan takkoslash kompensatorida o’lchash yoki massani pishangli tarozilarda muvozanatlashtiruvchi toshlar bilan o’lchash. Bu usul ta’sir etuvchi kattaliklarning o’lchash natijasida ta’sirini kamaytirishga imkon beradi, chunki ular o’lchanayotgan kattaliklarni o’zgartirish zanjirida ham, o’lchov natijasida topilgan kattaliklar zanjirida ham o’lchashga doyr signallarni ko’pmi yoki ozmi tekis buzadi.

Nol (kompensatsion) usul o’lchanayotgan kattalikni qiymati ma’lum bo’lgan kattalik bilan taqqoslashdan iborat, ammo ular orasidagi ayirma ma’lum kattalikni o’zgartirish usuli bilan nolga keltiriladi. Potentsiometrlar, muvozanatlashtirilgan ko’priklar va boshqalar nolь usulga asoslangan asboblarga misol bo’la oladi. Nolь usul o’lchashning yuqori aniqligini ta’minlaydi.

O’lchash vositalari o’lchashlarda ishlatiladi va ular normlllashgan metrologik xossalarga, ya’ni kattaliklarning ma’lum sonli qiymatlariga hamda o’lchash natijalarining aniqligi va ishonchliligini ifodalovchi xossalarga ega bo’ladi.

.O’lchash vositalarining asosiy turlariga O’lchovlar, o’lchash asboblari, o’lchash o’zgartkichlari va o’lchash kurilmalari kiradi.

O’lchov — berilgan o’lchamdagi fizik kattalikni qayta o’lchash uchun mo’ljallangan o’lchash vositasi. Masalan, qadoqtoshmassa o’lchovi; o’lchov rezistori — elektr qarshilik o’lchovi; yoritish lampasi—yorug’lik o’lchovi va h.

Bir xil o’lchamli fizik kattalikni qayta o’lchaydigan bir qiymatli hamda turli o’lchamdagi qator bir nomli kattaliklarni qayta o’lchaydigan ko’p qiymatli o’lchovlar bor. Ko’p qiymatli o’lchovlarga bo’linmali chizg’ichlar, induktivlik variometri va boshqalar misol bo’la oladi. Maxsus tanlangan, faqat alohidagina emas, balki turli birikmalarda turli o’lchamli qagor bir nomli kattaliklarni qayta o’lchash maqsadida qo’llaniladigan o’lchovlar komplekti o’lchovlar to’plamini tashqil etadi. Masalan, qadoqtoshlar to’plami, uchlikli uzunlik o’lchovlari to’plami, o’lchov kondensatorlari to’plami va x. O’lchovlar magazini— sanoq qurilmalari bilan bog’langan maxsus qayta ulagichlarga ega bo’lgan bitta konstruktiv butun qilib birlashtirilgan o’lchovlar to’plami. O’lchovlar magazini elekgrotexnikada keng qo’llaniladi: qarshilik magazini, sig’imlar magatni, induktivliklar magazini.

O’lchovlarga standart namunalar va namuna moddalar ham kiradi.

Standart namuna—modda va materiallarning xossalarini yoki tarkibini xarakterlovchi kattaliklarning birligini qayta tiklash uchun o’lchov. Masalan, tarkibidagi ximiyaviy elementlari ko’rsatilgan ferromagnit materiallar xossalariniig standart namunasi.

Namuna modda — tasdiqlangan spetsifikatsiyada ko’rsatilgan tayyorlash shartlariga rioya qilinganda tiklanadigan ma’lum xossalarga ega bo’lgan moddadan iborat o’lchov. Masalan, “toza” gazlar, “toza” metallar, “toza” suv.

Kuzatuvchi idrok qilishi uchun qulay shakldagi o’lchov informatsiyasi signalini ishlab chiqishga xizmat qiladigan o’lchash vositasi o’lchov asbobi deyiladi. O’lchov asbobida kuzatuvchi o’lchanayotgan kattalikning son qiymatini o’qishi yoki sanashi mumkin. O’lchov asboblari analog va rakamli bo’lishi mumkin. Analog o’lchov asboblarida asbobning kursatishi o’lchanayotgan kattalik o’zgarishining uzluksiz funktsiyasidan iborat bo’ladi, raqamli o’lchov asboblarida esa ko’rsatishlar o’lchov informatsiyasi signalini diskret o’zgartirish natijasidan iborat bo’lgan raqamli shaklda ifodalangan bo’ladi.

Keyingi vaqtlarda rakamli asboblar borgan sari kengroq qullana boshlandi, chunki ularning ko’rsatuvlari osongina kayd qilinadi, ularni EHMga kiritish uchun qulay. Raqamli asboblarning tuzilishi o’lchashda analog asboblarga qaraganda katta aniqlikka erishishga imkon beradi. SHu bilan birga rakamli asboblar qo’llanganda o’qish xatoligi bo’lmaydi. Ammo analog asboblar rakamli asboblarga qaraganda anchagina sodda va arzondir.

O’lchov asboblari ko’rsatuvchi, qayd qiluvchi, kombinatsiyalangan, integrallovchi va jamlovchi asboblarga bo’linadi. Ko’rsatuvchi asboblarda raqamli qiymatlar shkala yoki raqamli tablodan o’qiladi. Qayd qiluvchi asboblarda ko’rsatuvlarni yo diagramma qog’ozida yozib olish yoki raqamli tarzda chop etish ko’zda tutiladi. Kombinatsiyalangan asboblar o’lchanayotgan kattalikni bir vaqtning o’zida kursatadi hamda qayd qiladi. Integrallovchi asboblarda o’lchanayotgan kattalik vaqt bo’yicha yoki boshqa erkli o’zgaruvchi bo’yicha integrallanadi. Jamlovchi asboblarda ko’rsatishlar turli kanallar bo’yicha unga keltirilgan ikki yoki bir necha kattaliklarning yig’indisi bilan funktsional bog’langan bo’ladi.

O’lchashga doir axborotni uzatish, o’zgartirish, ishlov berish va saqlash uchun qulay bo’lgan, ammo kuzatuvchi bevosita idrok qilishi mumkin bo’lmaydigan shakldagi signalni ishlab chiqish uchun xizmat qiladigan o’lchash vositasi o’lchash o’zgartkichi deb ataladi. Inson o’zining sezgi organlari bilan o’lchash o’zgartkichi signallarini kabul qila olmaydi. O’zgartiriladigan fizik kattalik kirish kattaligi, uning o’zgartirilgani esa chiqish kattaligi deyiladi. Kirish va chiqish kattaliklari orasidagi bog’lanishni o’zgartkich funktsiyasi qaror topgiradi. O’lchash o’zgartkichlari o’lchov asboblarining, turli o’lchov sistemalarining, biror jarayonlarni avtomatik nazorat qilish yoki boshqarish sistemalarining tarkibiy qismi hisoblanadi. O’lchanayotgan kattalik keltirilgan o’lchash o’zgartkichi birlamchi o’zgartkich deyiladi. Birlamchi o’lchash o’zgartkichlari, ko’pincha, datchik deb yuritiladi. Uning bevosita o’lchanayotgan kattalik ta’siridagi qismi sezuvchan element deyiladi. Masalan, termoelektrik termometrda termopara, manometrik termometrda termoballon ana shunday elementlardir. O’lchov asboblari va o’zgartkichlari o’lchanayotgan kattalikning turiga qarab tegishli nomlarga ega bo’ladi, masalan, termometrlar, manometrlar, difmanometrlar, sarf o’lchagichlar, sath o’lchagichlar, gaz analizagorlari, kontsentratomerlar, nam o’lchagichlar va h.

1- rasm. O’lchov asbobi — shkalasi.

Ko’rsatuvchi analog o’lchov asboblarining sanoq qurilmasi shkala va (strelkali yoki nurli) ko’rsatkichdan tuzilgan. 1- rasmda o’lchov asbobining shkalasi ko’rsatilgan. SHkaladagi sonli qiymatlar ko’rsatilgan belgilar shkalaning sonli belgilari deyiladi. SHkalaning ikki qo’shni belgilari orasidagi oraliq shkalaning bo’linmasi deyiladi. SHkalaning ikki qo’shni belgisi moe kelgan kattalik qiymatlari ayirmasi shkala bo’linmasining qiymati deyiladi. O’zgarmas bo’linmali va o’zgarmas qiymatli shkala tekis shkala deyiladi.

O’lchanayotgan kattalikning sanoq qurilmasi bilan aniqlanadigan hamda o’lchanayotgan kattalik uchun qabul qilingan birliklarda ifodalangan qiymatlari o’lchov asbobining ko’rsatishlari deyiladi. O’lchanayotgan kattalikning shkalada ko’rsatilgan eng kichik qiymati shkalaning boshlang’ich qiymati, eng katta qiymati esa shkalaning ohirgi qiymati deyiladi. SHkalaning uning boshlang’ich va oxirgi qiymatlari bilan chegaralangan qiymatlari soxasi (oralig’i) ko’rsatuvlar diapazoni deyiladi. O’lchanayotgan kattalikning o’lchov vositalari uchun yo’l qo’yiladigan xatoliklar normalangan qiymatlari soxasi o’lchov asbobi yeki o’lchov o’zgartkichining o’lchov diapazoni deyiladi. Texnik asboblarda, odatda, o’lchov diapazoni bilan ko’rsatuvlar diapazoni moc keladi. O’lchov diapazonining eng kichik va eng katta qiymatlari o’lchov chegaralari deyiladi.

SHkaladan sanoq olishda shkala qo’zg’almas va qo’zg’aluvchan bo’lishi mumkin. SHkalalarda belgilar to’g’ri chiziq buylab yoki yassi yoxud tsilindrsimon sirtdagi aylana yoyi bo’ylab joylashgan bo’ladi. 2-rasmda o’lchov asboblari shkalalarining eng ko’p uchraydigan turlari ko’rsatilgan

Asboblarning shkalalari bir tomonlama, ikki tomonlama va nolsiz bo’lishi mumkin. Bir tomonlama shkalalarda o’lchov asbobi chegaralaridan biri nolga teng bo’ladi (masalan, ko’rsatuvlar chegarasi 0 dan 100° S gacha bo’lgan simob termometri). Agar shkalada nolь belgisi uning boshlang’ich va oxirgi che garasi bilan ustma-ust tushmasa, u ikki tomonlama shkala deyiladi (masalan, ko’rsatuvlar chegarasi —0,1 ... 0 .... 0,15 MPa bo’lgan manometr). Agar shkala nolь belgisiga ega bo’lmasa, u nolsiz shkala deyiladi (masalan, ko’rsatuvlar chegarasi 200 dan 400° S gacha bo’lgan termometr).

2- rasm. SHkalalar:

a — to’g’ri chiziqli; 6 — yoysimon (yoy burchagi 180° gacha); v —yassi; g — yoysimon (yoy burchagi 180° dan yuqori), d — silindrsnmon.

Ko’rsatkichning vaziyati uning shkala boshidan chiziqli yoki burchakli siljishi bilan aniqlanadi. Kursatkich vaziyati bi­lan sanoq orasidagi bog’lanish shkala xarakteristikasi deyiladi. Ko’rsatkichi burchakli siljiydigan asboblarning shkala xarakteristikasi quyidagi tenglama bilan ifodalanadi:

 , (1.4)

bundaφ — ko’rsatkichning shkala boshidan , burilish burchagi.

To’g’ri chiziqli shkalali asboblar uchun

 , (1.5)

bunda L — ko’rsatkichning shkala boshidan chiziqli siljishi.

3-rasmda shkalali sanoq qurilmalari sxematik ko’rsatilgan.

Qayd qiluvchi o’lchov asboblari qog’oz lentalarga yoki diskka o’lchanayotgan kattalikning hozirgi qiymatini vaqt bo’yicha avtomatik yozib beruvchi moslama bilan ta’minlanadi. Bir holda qog’oz lentada (diskda) uzluksiz chiziq pero bilan chiziladi, boshqa holda lentada davriy ravishda sanoqlarning sonli qiymatlari chop etiladi. Bitta qog’oz lentada bir necha egri chiziq yozilishi (chizilishi) mumkin. Bu holda o’lchov asbobining ichiga avtomatik uzgich-ulagich o’rnatiladi, u o’lchovning bir necha nuqtalarida joylashgan birlamchi o’zgartkichlardan birini o’lchov sistemasiga navbat bilan ulaydi.

3-rasm. Qayd qiluvchi qurilmalar:

a—qutub koordinatalarida; b—to’g’ri chiziqli koordinatalarda; v—davriy qayd qiluvchi.

Qayd qiluvchi qurilmalarning xarakteristikasi shkalalik sanoq qurilmalari xarakteristikasiga o’xshash va (1,4), (1,5) tenglamalar bilan ifodalanadi. Qayd qiluvchi qurilmalar uchun (1.3-rasm, a, b) bu tenglamalarda φ va L tegishli burilish burchagini hamda pero ushlagichning diagramma to’ri chizig’ining nolli belgisidan siljishini, U esa to’r bo’yicha olingan sanoqni anglatadi. Davriy chop etuvchi qayd qiluvchi qurilma uchun xarakteristika (1.3-rasm, v) (1.4) tenglama bi­lan tasvirlanadi, unda φ —kirish valchasining burilish burchagi, U— chop etilgan son (sanoq).

Disksimon diagrammalar tekis va notekis bo’linmali bo’lishi mumkin Lentasimon diagrammalar ham ikki turli bo’ladi: o’lchash asbobi perosi to’g’ri chiziqli harakat qiladigan va perosi aylana yoyi bo’ylab harakat qiladigan. Ko’rsatkichi kam kuch bilan siljitiladigan asboblarda (masalan, o’zi yozuvchi millivoltmetrlarda) yozish yordamchi qurilma yordamida amalga oshiriladi.

Ayrim o’lchov vositalari va o’lchov sistemalaridan tashqari murakkab informatsion-o’lchov sistemalari ham qo’llaniladi. Ular ko’plab nuqtalarda avtomatik o’lchashni amalga oshirishnigina ta’minlab qolmay (o’lchov kanallari soni ming-minglab bo’lishi mumkin).balki o’lchash natijalarini berilgan algoritmlar bo’yicha zarur qayta ishlashni ham bajaradi. SHu munosabat bilan o’lchash o’zgartkichlarining informatsion-hisoblash mashinalarining va kirish qurilmalarining kirishiga keladigan signallarni unifikatsiyalashtirish zarurati tug’ildi. Signallarni unifikatsiyalashtirish o’lchov asboblari turlarini minimumga keltirish imkonini beradi, o’lchov vositalarining o’zaro almashinuvchanligini ta’minlaydi.

O’lchov vositalari o’lchash jarayonidagi bajarayotgan vazifasi, roliga qarab ish, namuna va etalon o’lchov asboblariga bo’linadi.

Ish o’lchov vositalari xalq xo’jaligining barcha tarmoklarida amaliy o’lchashlar uchun mo’ljallangan. Ular aniqligi orttirilgan o’lchov vositalariga va texnik o’lchov vositalariga bo’linadi.

Namuna o’lchov vositalari ish o’lchov asboblarini tekshirish va ularni o’zlari bo’yicha darajalashga xizmat qiladi.

Etalonlar fizik kattalik birliklarini qayta tiklash va saqlash, ularning o’lchamlarini namuna o’lchov asboblari orqali xalq xo’jaligida qo’llanadigan ish o’lchov vositalariga o’tkazishga xizmat qiladi. Fizik kattaliklarning birliklari o’lchami shu usul bilan etalonlardan namuna o’lchov asboblari yordamida boshqa o’lchov asboblariga o’tkaziladi.

O’lchash vositalarining ko’rsatishlaridagi xatoliklarni aniqlash yoki ularning ko’rsatishlariga tuzatish kiritish maksadida o’lchov vositalari ko’rsatishlarini namuna o’lchov asboblarining ko’rsatishlariga taqqoslash asbobni tekshirish deb atala­di. SHkala bo’linmalariga qabul qilingan o’lchov birliklarida ifodalangan qiymatlar berishdan iborat operatsiya darajalash deb ataladi.

Termometrlarning tiplari

Gaz termometrlari uch tipdan iborat:

O’zgarmas hajmli, o’zgarmas bosim va o’zgarmas temperatura termometrlari mavjud.

Ko’p hollarda o’zgarmas hajmli gaz termometrlari qo’llaniladi va ularda gaz temperaturasining o’zgarishi bosim o’zgarishiga proportsionaldir (4-rasm).

4-rasm. Gaz termometri.

Gaz termometri 1 ballon, 2 birlashtiruvchi trubkadan tashqil topgan bo’lib, 3 ventil orqali vodorod, geliy yoki azot bilan to’ldiriladi. 2 birlashtiruvchi trubka – ikki trubkali manometrni 4 trubkasiga biriktirilgan bo’lib, 5 trubkani yuqoriga yoki pastga egiluvchi birlashtiruvchi 6 shlang orqali siljishi mumkin. Terperatura o’zgarishida gaz bilan to’ldirilgan sistemasining hajmi o’zgaradi, uni boshlang’ich holatiga keltirish uchun 5 trubkani vertikal holatda shunday surilsinki, 4 trubkadagi simob satxi x-x o’qi yo’nalishi bilan mos tushmasin. Bunda x-x satxga nisbatan hisoblangan 5 trubkadagi simob ustuni ballondagi gaz bosimi R ga teng bo’ladi. O’lchanayotgan T temperaturani ko’pincha qandaydir hisoblash nuqtasiga nisbatan aniqlanadi, masalan suvning uchlamchi nuqtadagi T₀ temperaturasiga nisbatan aniqlanadi, chunonchi, bu holda ballondagi gazning bosimi R₀ ga teng bo’ladi.

Izlanayotgan temperatura:

T=T₀ R/R_0.

Gaz temperaturalari2...1300 k termodinamik temperatura diapazonida ishlatiladi. Bu termometrlar yetarli darajada aniq priborlar hisoblanadi.

Temperatura o’lchashning issiq shovqinli usulini 0,001 dan 2000...2500 K gacha bo’lgan temperatura diapazonida qo’ddanishi mumkin. SHunday o’lchash o’zgartkichining informativ chiqish signal kuchlanish hisoblanadi. Ikki rezistor kuchlanishlari o’rtacha kvadratik qiymatlarini solishtirishga asoslangan issiqlik shovqin termometrlari eng ko’p tarqalgan o’lchovi vositalari hisoblanadi, chunonchi rezistorlardan biri ma’lum aniq temperatura, ikkinchisi esa o’lchanishi zarur bo’lgan temperatura sharoitida bo’ladi.

Monometrik termometrlarning ishlash printsipi berk hajmda ishchi moddaning bosimi temperaturaga bog’liq bo’lishiga asoslangan. Issiqlik sistemasidagi ishchi moddaning agregat holatiga qarab monometrik termometrlar gaz, suyuqlik va bug’-suyuqlik termometrlariga bo’linadi. Huddi shunday priborlar -150dan 600⁰S gacha bo’lgan diapazondagi temperaturalarni o’lchashda qo’llanishi mumkin. Ularning o’lchash diapazoni issiqlik sistemasining qanday modda bilan to’latilishi orqali aniqlanadi.

Suyuqlik monometrik termometrlarida termometrik modda sifatida xona temperaturasi 10-15 M Pa bosim ostidagi simob toluol, ksilol va silikon suyuqliklar qo’llaniladi, chunonchi, ularning bosimi 0,5 -5 M Pa. Simobli termometrlarda o’lchash diapazoni -30...600⁰S ni tashqil etadi. Manometrik temperaturalarda issiqlik balloning hajmi ishlatiladigan manometrik prujinaning xossalari bilan muvofiqlashtirilgan bo’lishi kerak, chunki amaliy jihatdan suyuqlik deyarli siqilmaydi.

Termometrning issiqlik tizimi 1 issiqlik balloni, 2 kapillyar va 3 manometrik prujinadan iborat. Termometrning sezgir elementi temperaturasi o’lchanayotgan muhitga cho’ktiriladi va issiqlik ballonidagi suyuqlik temperaturasi muhit temperaturasiga tenglashadi. Ishchi suyuqlik temperaturasini o’zgarishi natijasida prujinali manometrga kapillyar truba orqali o’tgan suyuqlikni bosimi o’zgaradi, binobarin, bu manometr termometrning o’lchash qurilmasi hisoblanadi. Temperaturani o’lchash diapazonining t_k boshlang’ich va t_k oxirgi oraliqda o’lchashda V_T hajmga ega bo’lgan issiqlik ballonida ΔV_t hajmdagi suyuqlik siqiladi: Hozirgi vaqtda termoelektrik termometrlar keng qo’llanilmoqda va ularning ishlash printsipi 1821 yilda Zeebek tomonidan yaratilgan termoelektrik effektga asoslangan.

5-rasm. Monometrik termometrlar

ΔV_t =V_t(β_j-3α)(t_k-t_n) ,

bunda β_j – suyuqlik hajmiy kengayishining temperatura koeffitsienti;

α – issiqlik balloni materialining chiziqli kengayish koeffitsienti;

Siqilgan suyuqlikni hajmi temperaturaning t_k dan t_v o’rab turgan havoning temperaturasiga soviydi va hajmgacha yetadi, buning natijasida issiqlik tizimida bosim ΔR ga o’zgaradi va manometrik prujinaning hajmi esa V_m ga o’zgaradi, binobarin, V_m=

Issiqlik ballonining hajmi:

bunda - manometrik prujinaning xajmi. Bu ifodadan ko’rinib turibdiki, agar termometrning o’lchash diapazoni qancha katta bo’lsa, issiqlik ballonining hajmi shuncha kam bo’ladi.

Termoelektrik o’zgartkich ikki yoki bir necha turli jinsli bir biri bilan o’zaro ulangan o’tkazgichlardan iborat.

18-rasmda ikki A va V o’tkazgichlardan iborat bo’lgan termoelektrik o’zgartkich tasvirlangan.

6-rasm. Termoelektrik o’zgartkich

Termoelektrodlarning 1 va 2 ulanish nuqtalarini kavsharlash nuqtalari deb ataladi. Zeebek tomonidan shu narsa aniqlandiki, agar t va t₀ kavsharlash nuqtalaridagi temperatura bir-biridan farq qilsa, u holda berk zanjir orqali elektr toki o’tadi. Zanjir uzilganda 1 va 2 nuqtalar orasida issiqlik elektr yurituvchi kuch yuzaga keladi va bu kuchlanish temperatura birliklarida darajalangan volьtmetr bilan o’lchanadi.

Misol sifatida -50.....1000⁰ temperatura diapazonida qo’llaniladigan xromelь-alyumelь issiqlik o’zgartkichini (termoparalar) texnik xarakteristikalarini keltiramiz, chunonchi, bunda issiqlik o’zgartkichining uchlarida 4 mv atrofida elektr yurituvchi kuch hosil bo’ladi (100⁰S da).

Qarshilik termoo’zgartkichlari (termorezistorlar) ishlash printsipi metall va yarim o’tkazgichlarning temperaturasi o’zgarganda ularning tuzilishi va ichki xususiyatlariga bog’liq holda qarshiligining o’zgarishiga asoslangan.

SHunday o’zgartkichlar yordamida -260 dan +1100⁰S gacha oraliqda temperaturani o’lchash mumkin. Temperatura 0 dan 100⁰S ga o’zgarganda material qarshiligining o’zgarishi qarshilik koeffitsienti bilan xarakterlanadi, ya’ni α=(R₁₀₀- R₀)/R₀.Metallar musbat qarshilik temperatura koeffitsienti musbat, yarim o’tkazgichlar uchun manfiy bo’ladi.

Temperaturani o’lchashning pirometrik usuli

173 dan 6000K bo’lgan juda keng temperatura diapazonini qamrab oladi, bunga past, o’rta va yuqori temperaturalar kiradi. Bu usullar issiqlik nurlanishi oyu’ektining temperatura maydonini buzmasdan nurlanish parametrlarini aniqlashga asoslangan. Issiqlik nurlanishi elektromagnit nurlanishdan iborat bo’lib, suyuq, gazsimon va qattiq jismlarda atom va molekulalarning issiqlik harakati qo’zg’atiladi.

4000 K da yuqori temperaturalarda issiqlik nurlanishi dissotsatsiya va ionizatsiya jarayonlari asosida yuzaga keltiriladi. Temperaturani pirometrik usul bilan o’lchash nazariyasi absolyut qora jismning nurlanishi bilan uning temperaturasi orasidagi bog’lanishni ifodalovchi qonunlarga asoslangan.

Plank qonuni absolyut temperatura bilan absolyut qora jism nurlanish oqimining spektralь taqsimoti orasidagi bog’lanishni o’rgatadi, ya’ni.

bunda -Absolyut qora jism nurlanish oqimining spektral zichligi (ACHT);

- mos ravishda nurlanishning birinchi va ikkinchi doimiylari;

e – yorug’lik tezligi;

ћ – Plank doimiysi;

K - boltsman doimiysi.

λΤ ning kichik qiymatlarida yuqorida keltirilgan ifoda Vin qonunini ifodalaydi va quyidagi ko’rinishga ega bo’ladi:

Absolyut qora jismning birlik sirtidan birlik vaqt ichida nurlanayotgan to’liq energiya Stefan-Boltsman qonunidan aniqlanadi:

bunda σ= 5,67032 · 10^-8 Vt/ (m² ·K⁴) - Stefan-Boltsman doimiysi.

=F (λ,Τ) bog’lanish bilan ifodalanuvchi egri chiziqning eng katta qiymatlari temperaturaning oshib borishi bilan spektrning ulьtrabinafsha sohasiga suriladi, ya’ni yanada qisqa to’lqinlar tomonga to’g’ri keladi.

Nurlanish eng katta nuqtalarining surilishi quyidagi ikki bog’lanish bilan ifodalanuvchi Vinning siljish qonuniga bo’ysunadi:

bunda A = 28978 · 10^-7m·K; b_l= 12816·10^-9 Vt / (m³K⁵).

Sezgir infraqizil nurlanish qabul qilgichlarini yaratish pirometrik usullar yordamida nafaqat yuqori temperaturalarni, balki kichik temperaturalarni ham o’lchashga imkoniyat yaratadi. Issiqlik elektromagnit nurlanish asosida ob’ektlarning temperaturalarini o’lchay oladigan priborlar pirometrlar deb ataladi.

CHiqish kattaligiga bog’liq holda pirometrlar to’liq nurlanishli (radiatsion pirometrlar), nurlanish energiyasini to’liq qabul qila oladigan pirometrlarga; chegaralangan to’lqin uzunligi diapazonida nurlanish energetik yoritilganligining temperatura bog’lanishiga asoslangan qisman nurlanishli pirometrlarga (yoritilganlik pirometrlari) va ikki va bir necha to’lqin uzunliklari energetik yoritilganliklarining spektralь zichliklari nisbati temperaturaga bog’lanishi qo’llaniladigan pirometrlarga (yorug’lik pirometrlari) bo’linadi.

Radiatsion pirometrlarning ishlash printsipi barcha to’lqin uzunliklari diapazonida absolyut qora jism nurlanishining integral quvvati temperaturaga bog’liqligiga asoslangan va bu bog’lanish Stefan-Boltsman qonunidan aniqlanadi:

Haqiqiy jism uchun bu bog’lanish quyidagi ifodadan aniqlanadi:

bunda 0,04≤ ε ≤1 – material yuzasi temperaturasi, uning holati va nurlantirgichning materialiga bohliq bo’lgan issiqlik nurlanish koeffitsienti (nurlantirish qobilyati koeffitsienti).Masalan, po’latdan ishlangan buyumlar uchun uning qiymati 0,1 dan 0,9 gacha o’zgaradi.

To’liq nurlanish pirometrlari -50 dan 3500⁰S gacha bo’lgan temperatura diapazonida o’lchash uchun qo’llaniladi. Bunday pirometrlarni nurlantirish xossalari absolyut qora jismning xossalaridan juda kam farq qilgan ob’ektlarni temperaturasini o’lchashda qo’llanilishi yana ham maqsadga muvofiqdir.

Bu shartni ko’pincha yopiq pechlar, kichik tirqishga ega bo’lgan yoqish uskunalari, inson terisi, oyna, rezina va boshqalar qoniqtiradi.

Qisman nurlanish pirometrlari ishlash printsipi chegaralangan to’lqin uzunligi diapazonida nurlanish quvvati temperaturadagi bog’liqligini qo’llanishiga asoslangan. Bunday pirometrlarning ishchi o’lchash diapazoni -100 dan +6000 °Sga bo’lgan temperatura oralig’ini tashqil etadi.

Yorug’lik pirometrlari jismning yorug’lik temperaturasi yoki shartliyorug’lik temperaturani T_ts (tsvetovuyu) ko’rsatadi, chunonchi, bunda absolyut qora jism energetik yoritilganligining nisbiy spektral taqsimlanishi yuqoridagi temperaturaga mos keladi, hamda u tatqiq qilinayotgan real jismning T temperaturasini bildiradi.