BÀI TIỂU LUẬN
Dụng cụ đo nhiệt độ

Sinh viên thực hiện: Đoàn Thị Hạnh
Mã sinh viên

: 1074140031

Lớp

: CĐĐH Hóa 1 –K10

1


MỞ ĐẦU
Nhiệt kế là thiết bị dùng để đo nhiệt độ.
Một nhiệt kế có hai thành phần quan trọng: phần cảm nhận nhiệt độ (Ví dụ: bầu
đựng thủy ngân hoặc rượu trong nhiệt kế) và phần hiển thị kết quả (Ví dụ: thang
chia vạch trên nhiệt kế).
Các loại nhiệt kế trong công nghiệp thường dùng thiết bị điện tử để biểu thị kết quả
như máy vi tính.
Nhiệt kế điện tử thường dùng lắp ở một số bảng đồng hồ treo tường kiểu Lịch Vạn
niên, trong các máy đo nhanh của y học,... thì dùng cảm biến bán dẫn, biến đổi tín
hiệu tương tự sang số (ADC) và hiện số liệu.
Từ lâu người ta đã biết rằng tính chất của vật chất có liên quan mật thiết tới mức độ
nóng lạnh của vật chất đó. Nóng lạnh là thể hiện tình trạng giữ nhiệt của vật và
mức độ nóng lạnh đó được gọi là nhiệt độ. Vậy nhiệt độ là đại lượng đặc trưng cho
trạng thái nhiệt, theo thuyết động học phân tử thì động năng của vật E = 3/2 KT.
Trong đó K- hằng số Bonltzman.
E - Động năng trung bình chuyển động thẳng của các phân tử

T - Nhiệt độ tuyệt đối của vật .
Theo định luật 2 nhiệt động học: Nhiệt lượng nhận vào hay tỏa ra của môi chất
trong chu trình Cácnô tương ứng với nhiệt độ của môi chất và có quan hệ
Những vấn đề chung về đo nhiệt độ

2


Vậy khái niệm nhiệt độ không phụ thuộc vào bản chất mà chỉ phụ thuộc nhiệt
lượng nhận vào hay tỏa ra của vật. Muốn đo nhiệt độ thì phải tìm cách xác định
đơn vị nhiệt độ để xây dựng thành thang đo nhiệt độ (có khi gọi là thước đo nhiệt
độ, nhiệt giai ). Dụng cụ dùng đo nhiệt độ gọi là nhiệt kế, nhiệt kế dùng đo nhiệt độ
cao còn gọi là hỏa kế. Quá trình xây dựng thang đo nhiệt độ tương đối phức tạp.
Từ năm 1597 khi xuất hiện nhiệt kế đầu tiên đến nay thước đo nhiệt độ thường
dùng trên quốc tế vẫn còn những thiếu sót đòi hỏi cần phải tiếp tục nghiên cứu
thêm.

3


CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ DỤNG CỤ ĐO
Lịch sử

Nhiệt kế của Galileo

4


Các loại nhiệt kế khác nhau sản xuất vào thế kỷ 19
Nhiều nhà phát minh đã ghi công vào việc sáng tạo ra nhiệt kế

như Avicenna, Cornelius Drebbel, Robert Fludd, Galileo Galileihay Santorio
Santorio. Nhiệt kế không phải là kết quả của một phát minh duy nhất, mà nó phải
trải qua quá trình phát triển.
Philo và Hero of Alexandria biết một nguyên tắc là đối với một số chất, đặc biệt là
không khí, sẽ co và dãn khi thay đổi nhiệt độ. Cơ chế này sau đó được dùng để chỉ
thị nhiệt độ không khí với một ống và mực nước bên trong được điều khiển bởi sự
co và dãn của không khí. Các thiết bị này được phát triển bởi Avicenna vào thế kỷ
11, và nhiều nhà khoa học khác ở châu Âu vào thế kỷ 16 và thế kỷ 17, đặc biệt là
Galileo Galilei.
Một bản vẽ rõ ràng đầu tiên của nhiệt kế được xuất bản vào năm 1617 là
của Giuseppe Biancani: trong bản vẽ này có thang đo và sau đó cấu tạo thành nhiệt
kế bởi Robert Fludd vào năm 1638. Đây là một ống thẳng đứng với một bầu đặt ở
phía trên và phía dưới nhúng vào nước. Mực nước bên trong ống được điều khiển
5


bởi sự co giãn không khí, vì vậy chúng ta còn gọi nó là nhiệt kế không khí. Người
đầu tiên đặt thang đo vào nhiệt kế có thể là nhiều người khác nhau như Francesco
Sagredo hay Santorio Santorio từ khoảng năm 1611 đến 1613.
Các dụng cụ trên mắc phải một nhược điểm là nó đồng thời cũng là một áp kế,
nghĩa là nó nhạy cảm với sự thay đổi áp suất không khí. Vào khoảng năm 1654,
Ferdinando II de' Medici, đại công tước của Tuscany đã chế tạo nhiệt kế theo kiểu
hiện đại bằng cách hàn kín phần ống với bầu chứa chất lỏng, do đó không bị ảnh
hưởng bởi áp suất không khí và chỉ phụ thuộc vào sự giãn nở của chất lỏng. Nhiều
nhà khoa học khác đã thử nghiệm với những loại chất lỏng khác nhau và thiết kế ra
nhiệt kế.
Tuy nhiên, mỗi nhà phát minh và mỗi loại nhiệt kế không tuân theo một chuẩn
chung nào. Vào năm 1665, Christiaan Huygens đề nghị dùng điểm nóng
chảy và điểm sôi của nước làm chuẩn, và vào năm 1694 Carlo Renaldini đưa ra đề
nghị dùng nó như các điểm cố định trên tất cả các thang đo. Vào năm 1701, Isaac

Newton đưa ra một thang đo có 12 độ giữa điểm nóng chảy của nước và nhiệt độ
cơ thể. Cuối cùng vào năm 1724, Daniel Gabriel Fahrenheit tạo ra một thang nhiệt
độ mà hiện nay (với một số thay đổi nhỏ) là thang Fahrenheit. Ông có thể làm như
vậy vì ông sản xuất nhiệt kế dùng thủy ngân (có hệ số co giãn cao) đầu tiên và chất
lượng của nhiệt kế có thể thể hiện thang chia nhỏ hơn và sản xuất dễ dàng hơn, dẫn
đến việc sử dụng rộng rãi. Vào năm 1742, Anders Celsius đề nghị thang đo với 0 ở
điểm nóng chảy của nước đá, và 100 ở điểm sôi của nước và hiện nay gọi là
thang Celsius với thang đo đặt ngược lại.
Vào năm 1866, ngài Thomas Clifford Allbutt phát minh ra nhiệt kế y tế có thể đưa
ra nhiệt độ cơ thể chỉ sau 5 phút thay vì 20 phút như trước đó.

6


Các loại nhiệt kế
•

Nhiệt kế chất lỏng: hoạt động trên cơ sở dãn nhiệt của các chất. Các chất
lỏng sử dụng ở đây phổ biến là thủy ngân, rượu màu, rượu etylic (C2H5OH),
pentan (C5H12), benzen toluen (C6H5CH3)...

•

Nhiệt kế điện: Dụng cụ đo nhiệt điện sử dụng các đặc tính điện hoặc từ phụ
thuộc nhiệt độ như hiệu ứng nhiệt điện trong một mạch có hai hoặc nhiều kim
loại, hoặc sự thay đổi điện trở của một kim loại theo nhiệt độ.

•

Nhiệt kế điện trở: nhiệt kế đo nhiệt độ dựa trên hiệu ứng biến thiên điện trở

của chất bán dẫn, bán kim hoặc kim loại khi nhiệt độ thay đổi; đặc tính loại này
có độ chính xác cao, số chỉ ổn định, có thể tự ghi và truyền kết quả đi xa. Nhiệt
kế điện trở bằng bạch kim đo được nhiệt độ từ 263 °C đến 1.064 °C; niken và
sắt tới 300 °C; đồng 50 °C - 180 °C; bằng các chất bán dẫn để đo nhiệt độ thấp
(0,1°K – 100°K). Để đo nhiệt độ thấp, người ta áp dụng loại nhiệt kế ngưng tụ,
nhiệt kế khí, nhiệt kế từ.

Nhiệt kế điện tử dùng trong y khoa
•

Nhiệt kế bán dẫn: Dùng cảm biến nhiệt là một linh kiện bán dẫn nhóm Điốt
Zener (ví dụ Precision Temperature Sensor LM335 có hệ số 10 mV/°K, có ở
chợ Nhật Tảo, Tp. Hồ Chí Minh), biến đổi tín hiệu tương tự sang số (ADC) và
hiện số liệu. Nó có mặt trong các máy đo nhanh của y tế, trong đồng hồ điện tử
treo tường có Lịch Vạn niên,... Trong đo nhiệt độ môi trường đất, nước, không
khí,... cũng đang dùng cảm biến nhiệt bán dẫn với vỏ thích hợp để dẫn nhiệt
nhanh. Dải nhiệt độ làm việc do mạch điện tử xác định, tức là cao nhất vào cỡ
80 đến 120 °C.
7


Nhiệt kế hiện số.
•

Nhiệt kế hồng ngoại: Dựa trên hiệu ứng bức xạ nhiệt dưới dạng hồng ngoại
của các vật nóng

Nhiệt kế chuyên dụng
•


Nhiệt kế đảo: đo nhiệt độ nước biển ở các tầng có độ sâu khác nhau. Nhiệt
kế đảo có cấu tạo đặc biệt, thắt hẹp ở gần bầu thuỷ ngân. Đặt nhiệt kế này ở độ
sâu cần đo, cột thủy ngân sẽ ngắt khỏi bầu, khi kéo nhiệt kế đảo lên thành tàu,
nhiệt kế chỉ nhiệt độ đã đo được ở độ sâu đó.

•

Nhiệt kế độ sâu, còn được gọi là nhiệt kế sâu hay nhiệt kí đo sâu, đo phân bố
nhiệt độ theo độ sâu, ứng dụng trong hải dương học. Nhiệt kế độ sâu sử dụng
bộ cảm biến bằng thủy ngân hoặc dầu xilen.

•

Nhiệt kế tiếp điểm: dụng cụ đo và khống chế nhiệt độ tự động theo nguyên lí
đóng mở mạch khi chất lỏng trong dụng cụ tiếp xúc hoặc không tiếp xúc
với tiếp điểm của mạch điều khiển. Nhiệt kế tiếp điểm thường sử dụng cho các
lò và tủ sấy với nhiệt độ thấp hơn 500 °C.

•

Cao kế điểm sôi: Nhiệt kế chuyên để đo các nhiệt độ cao như điểm sôi của
các chất lỏng

•

Nhiệt biểu thường hay còn gọi là nhiệt ký thường, là một dụng cụ khí tượng
thủy văn dùng để đo nhiệt độ tại thời điểm quan trắc. Nó thuộc loại nhiệt biểu
8



chất lỏng. Khi nhiệt độ môi trường thay đổi thể tích chất lỏng trong bầu cảm
ứng cũng thay đổi, đẩy chất lỏng dâng lên hoặc hạ xuống trong ống vi quản.
Căn cứ vào mực trên của cột chất lỏng trong ống vi quản ta có thể xác định
được nhiệt độ tại tới điểm đó nhờ thang chia độ.
•

Vỏ bảo vệ: Làm bằng thủy tinh

•

Bầu cảm ứng: Là bộ phận cảm ứng với nhiệt độ của môi trường, có
chứa chất lỏng là rượu hoặc thủy ngân (còn gọi là chất cảm ứng).
Ống vi quản: Bộ phận thể hiện sự thay đổi của chất cảm ứng. Ống vi

•

quản là ống thủy tinh rỗng, một đầu bịt kín, đầu kia hở thông với bầu cảm
ứng.
Thang chia độ: Chia thành các vạch, để đánh dấu mức độ thay đổi của

•

chất cảm ứng, thường chia theo hệ bách phân, vạch cao nhất là nhiệt độ khi
nước nguyên chất bắt đâu sôi, vạch thấp nhất là nhiệt độ khi nước nguyên
chất bắt đầu đóng băng.

CHƯƠNG 2 : PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ DỤNG CỤ ĐO TRONG
QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ
I. Nhiệt kế giãn nở
Thể tích và chiều dài của một vật thay đổi tùy theo nhiệt độ và hệ số dãn nở

của vật đó. Nhiệt kế đo nhiệt độ theo nguyên tắc đó gọi là nhiệt kế kiểu dãn
nở. Ta có thể phân nhiệt kế này thành 2 loại chính đó là : Nhiệt kế dãn nở
chất rắn (còn gọi là nhiệt kế cơ khí) và nhiệt kế dãn nở chất nước.
1.

Nhiệt kế giãn nở chất rắn

Thường có hai loại: gốm và kim loại, kim loại và kim loại.
9


- Nhiệt kế gốm - kim loại(Dilatomet): gồm một thanh gốm (1) đặt trong ống kim
loại (2), một đầu thanh gốm liên kết với ống kim loại, còn đầu A nối với hệ thống
truyền động tới bộ phận chỉ thị. Hệ số giãn nở nhiệt của kim loại và của gốm là αk
và αg. Do αk > αg, khi nhiệt độ tăng một lượng dt, thanh kim loại giãn thêm một
lượng dlk, thanh gốm giãn thêm dlg với dlk>dlg, làm cho thanh gốm dịch sang
phải. Dịch chuyển của thanh gốm phụ thuộc dlk - dlg do đó phụ thuộc nhiệt độ.
- Nhiệt kế kim loại - kim loại: gồm hai thanh kim loại (1) và (2) có hệ số giãn nở
nhiệt khác nhau liên kết với nhau theo chiều dọc. Giả sử α1 > α2 , khi giãn nở nhiệt
hai thanh kim loại cong về phía thanh (2). Dựa vào độ cong của thanh kim loại để
xác định nhiệt độ. Nhiệt kế giãn nở dùng chất rắn thường dùng để đo nhiệt độ dưới
700 0C.
* Nguyên lý đo nhiệt độ là dựa trên độ dãn nở dài của chất rắn.
Lt = Lto [ 1 + α ( t - to ) ]
Lt và Lto là độ dài của vật ở nhiệt độ t và to
α - gọi là hệ số dãn nở dài của chất rắn
Các loại :
+ Nhiệt kế kiểu đũa :
Cơ cấu là gồm : 1 ống kim loại có α1 nhỏ và 1 chiếc đũa có α2 lớn


10


+ Kiểu bản hai kim loại (thường dùng làm rơle trong hệ thống tự động đóng
ngắt tiếp điểm).
Hệ số dãn nở dài của một số vật liệu
Vật liệu
Nhôm Al
Đồng Cu
Cr - Mn
Thép không rĩ
Hợp kim Inva (64% Fe & 36% N)

*. Nhiệt kế lò xo

11


-

Cấu tạo
+ Bao nhiệt làm bằng thép không hàn, bằng đồng thau đầu dưới bịt kín
đầu trên nối với ống nhỏ đường kính khoảng 6 mm dài khoảng 300 mm,
ống mao dẫn làm bằng ống thép hay đồng đường kính trong bằng 0.36
mm có độ dài đến 20 ÷ 60 m. Phía ngoài ống mao dẫn có ống kim loại
mềm (dây xoắn bằng kim loại hoặc ống cao su để bảo vệ).
+ Loại nhiệt kế này: Đo nhiệt độ từ -50oC ÷ 550oC và áp suất làm việc tới
60kG/m2 cho số chỉ thị hoặc tự ghi có thể chuyển tín hiệu xa đến 60 m.
+ Chính vì 2 kim loại độ giãn nở khác nhau nên khi nhiệt độ thay đổi
chúng sẽ bị uốn cong về một bên (kim loại nào có độ giãn nở do sự thay

đổi nhiệt thấp hơn thì uốn cong về bên đó). Lá kim loại có 1 đầu được cố
định vào thành ống bảo vệ và đầu còn lại được cố định vào trục được
thiết kế truyền động với kim chỉ thị của đồng hồ. Khi nhiệt độ thay đổi
hai lá kim loại có độ giãn nở khác nhau làm xoay trục kimchỉ thị. Tất cả
chuyển động này được tính toán hợp lý để kim chỉ thị chỉ đến vạch nhiệt
độ đo được chính xác. Với mong muốn giảm được sự ảnh hưởng hóa học
12


và tác động rung từ môi trường nên ngoài nên hai lá kim loại được thiết
kế xoắn lại theo dạng lò xo đặt bên trong một ống bảo vệ bằng kim loại,

•
•
•
•
•
•

thông thường là thép không gỉ.
Ưu điểm : nhỏ gọn ,dễ sử dụng .
Nhược điểm :Không thể đặt nhiệt kế trong phạm vi chặt hẹp
Hạn chế sử dụng :
Không gian tiếp xúc nhiệt
Trong môi trường chất lỏng
Trong môi trừng khí động
- Thao tác sử dụng:
Kiểm tra nhiệt kế
Cho nhiệt kế vào dung dịch cần đo
Quan sát và đọc kết quả

2. Nhiệt kế giãn nở chất lỏng

Nguyên lý: tương tự như các loại khác nhưng sử dụng chất lỏng làm môi chất (như
Hg , rượu )
Cấu tạo: Gồm ống thủy tinh hoặc thạch anh trong đựng chất lỏng như thủy ngân
hay chất hữu cơ.

Tuy Hg có α không lớn nhưng nó không bám vào thủy tinh khó bị ôxy hóa, dễ chế
tạo, nguyên chất, phạm vi đo nhiệt độ rộng.

13


ở nhiệt độ < 200 oC thì đặc tính dãn nở của Hg và t là quan hệ đường thẳng nên
nhiệt kế thủy ngân được dùng nhiều hơn các loại khác.
Nhiệt kế thủy ngân nếu đo nhiệt độ < 100 oC thì trong ống thủy tinh không cần nạp
khí, khi đo ở nhiệt độ cao hơn và nhất là khi muốn nâng cao giới hạn đo trên thì
phải nâng cao điểm sôi của nó bằng cách nạp khí trơ (N2) vào.
- Nếu nạp N2 với áp suất 20 bar thì đo đến 500 oC
- Nếu nạp N2 với áp suất 70 bar thì đo đến 750 oC
Người ta dùng loại này làm nhiệt kế chuẩn có độ chia nhỏ và thang đo từ 0 ÷ 50° ;
50 ÷ 100 o và có thể đo đến 600 oC.
Ưu điểm : đơn giản rẻ tiền sử dụng dễ dàng thuận tiện khá chính xác.
Nhược điểm : độ chậm trễ tương đối lớn, khó đọc số, dễ vỡ không tự ghi số đo
phải đo tại chỗ không thích hợp với tất cả đối tượng (phải nhúng trực tiếp vào môi
chất).
Phân loại : Nhiệt kế chất nước có rất nhiều hình dạng khác nhau nhưng :
+ Xét về mặt thước chia độ thì có thể chia thành 2 loại chính :
- Hình chiếc đũa
- Loại thước chia độ trong


14


+ Xét về mặt sử dụng thì có thể chia thành các loại sau:
- Nhiệt kế kỹ thuật :
khi sử dụng phần đuôi phải cắm ngập vào môi trường cần đo (có thể hình thẳng
hay hình chữ L). Khoảng đo - 30 ÷ 50°C ; 0 ÷ 50 ... 500
Độ chia : 0,5 oC , 1oC. Loại có khoảng đo lớn độ chia có thể 5 oC
- Nhiệt kế phòng thí nghiệm : có thể là 1 trong các loại trên nhưng có kích thước
nhỏ hơn.
- Chú ý : Khi đo ta cần nhúng ngập đầu nhiệt kế vào môi chất đến mức đọc.
* Loại có khoảng đo ngắn
độ chia 0,0001 ÷ 0,02 oC dùng làm nhiệt lượng kế để tính nhiệt lượng.
* Loại có khoảng đo nhỏ 50 oC do đến 350 oC chia độ 0,1 oC.
* Loại có khoảng đo lớn 750 oC đo đến 500 oC chia độ 2 oC.

15


Ngoài ra : ta dùng nhiệt kế không dùng thủy ngân thang đo - 190 oC ÷100 oC và
loại nhiệt kế đặc biệt đo đến 600 oC
Trong tự động còn có loại nhiệt kế tiếp điểm điện. Các tiếp điểm làm bằng bạch
kim
Trong CN phải đặt nơi sáng sủa sạch sẽ ít chấn động thuận tiện cho đọc và vận
hành.

Bao nhiệt phải đặt ở tâm dòng chất lỏng với độ sâu quy định.
- Nếu đường kính ống đựng môi chất lớn thì ta đặt nhiệt kế thẳng đứng.
- Nếu đo môi chất có nhiệt độ và áp suất cao thì cần phải có vỏ bảo vệ.

+ Nếu nhiệt độ t < 150 oC thì ta bơm dầu vào vỏ bảo vệ.
+ Nếu nhiệt độ cao hơn thì ta cho mạt đồng vào.

16


2.1 Nhiệt kế rượu:
- Cấu tạo:

+ Vỏ bảo vệ: Làm bằng thủy tinh

17


+ Bầu cảm ứng: Là bộ phận cảm ứng với nhiệt độ của môi trường, có chứa
chất lỏng là rượu hoặc thủy ngân (còn gọi là chất cảm ứng).
+ Ống vi quản: Bộ phận thể hiện sự thay đổi của chất cảm ứng. Ống vi quản
là ống thủy tinh rỗng, một đầu bịt kín, đầu kia hở thông với bầu cảm ứng.
+ Thang chia độ: Chia thành các vạch, để đánh dấu mức độ thay đổi của chất
cảm ứng, thường chia theo hệ bách phân, vạch cao nhất là nhiệt độ khi nước
nguyên chất bắt đâu sôi, vạch thấp
- Công dụng:
+ Vì giới hạn đo của nhiệt kế rươu -20ᴼC - 50ᴼ nên thường được dùng để đo
nhiệt độ khí quyển, nhiệt độ nước…
+ Rượu là loại chịu lạnh giỏi, phải đến nhiệt độ -177ᴼC nó mới đông đặc
thành thể rắn. Ở những vùng giá rét, mùa đông có khi nhiệt độ xuống tới âm
4000ᴼC, người ta thường phải dùng nhiệt kế rượu.
- Cách sử dụng:
+ Chuẩn nhiệt kế bằng nước sôi (100ᴼC) và nước đá (0ᴼC). Nếu nhiệt kế cho
kết quả không đúng thì ta đo và chia nhiệt độ tương ứng với 2 nhiệt độ trên.

+ Nếu đo nhiệt độ chất lỏng, trước khi đo dùng đũa khuấy đều chất lỏng.
Nếu đô nhiệt độ không khí để nhiệt kế ở trong môi trường không khí.
+ Đo nhiệt độc hất lỏng thì treo nhiệt kế vào giá.
+ Chú ý, để phần bầu thủy ngân của nhiệt kế ngập trong lòng chất lỏng, ở
khoảng giữa là tốt nhất. Tuyệt đối không để bầu thủy ngân vừa chạm chất
lỏng cũng như chạm đáy cốc.
+ Quan sát độ tăng cột thủy ngân, đọc nhiệt độ. Cần chú ý tầm mắt khi đọc
nhiệt độ.
18


2.2. Nhiệt kế thủy ngân:

- Cấu tạo: giống như nhiệt kế rượu chỉ khác phần cảm biến nhiệt độ là thủy
ngân.
- Công dụng: Do nhiệt kế thủy ngân có giới hạn chịu nhiệt là -30ᴼC - 130ᴼC
nên thường được dùng để đo nhiệt độ trong phòng thí nghiệm và nhiệt độ
cao.
III. Nhiệt kế giãn nở chất khí
*. Nhiệt áp kế
Dựa vào sự phụ thuộc áp suất m/c vào nhiệt độ khi thể tích không đổi
Cấu tạo :
19


Bao nhiệt làm bằng thép không hàn, bằng đồng thau đầu dưới bịt kín đầu
trên nối với ống nhỏ đường kính khoảng 6 mm dài khoảng 300 mm, ống
mao dẫn làm bằng ống thép hay đồng đường kính trong bằng 0,36 mm có độ
dài đến 20 ÷ 60 m
Phía ngoài ống mao dẫn có ống kim loại mềm (dây xoắn bằng kim loại hoặc

ống cao su để bảo vệ).
Loại nhiệt kế này: Đo nhiệt độ từ -50oC ÷ 550oC và áp suất làm việc tới
60kG/m2 cho số chỉ thị hoặc tự ghi có thể chuyển tín hiệu xa đến 60 m, độ
chính xác tương đối thấp CCX = 1,6 ; 4 ; 2,5 một số ít có CCX = 1.
Ưu - Nhược điểm : Chịu được chấn động, cấu tạo đơn giản nhưng số chỉ bị
chậm trễ tương đối lớn phải hiệu chỉnh luôn, sửa chữa khó khăn.
Phân loại :
Người ta phân loại dựa vào môi chất sử dụng, thường có 3 loại :
a- Loại chất lỏng : dựa vào mới liên hệ giữa áp suất p và nhiệt độ t
p - po = ( t - t o )

20


p, po ,t , to là áp suất và nhiệt độ chất lỏng tương ứng nhau. Chỉ số 0 ứng với
lúc ở điều kiện không đo đạc,
α : hệ số giản nỡ thể tích
ξ : Hệ số nén ép của chất lỏng
Chất lỏng thường dùng là thủy ngân có α = 18 .10-5. oC-1,
ξ = 0,4 .10-5cm²/kG
Vậy đối với thủy ngân t - to = 1 oC thì p - po = 45kG/ cm2
Khi sử dụng phải cắm ngập bao nhiệt trong môi chất cần đo : sai số khi sử
dụng khác sai số khi chia độ ( ứng điều kiện chia độ là nhiệt độ môi trường
20 0C).
b- Loại chất khí: Thường dùng các khí trơ : N2, He ...
Quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ xem như khí lý tưởng
α = 0,0365 oC-1
c- Loại dùng hơi bão hòa:
Ví dụ : Axêtôn (C2H4Cl2) Cloruaêtilen , cloruamêtilen số chỉ của nhiệt kế
không chịu ảnh hưởng của môi trường xung quanh, thước chia độ không đều

(phía nhiệt độ thấp vạch chia sát hơn còn phía nhiệt độ cao vạch chia thưa
dần), bao nhiệt nhỏ : Nếu đo nhiệt độ thấp có sai số lớn người ta có thể nạp
thêm một chất lỏng có điểm sôi cao hơn trong ống dẫn để truyền áp suất.
Chú ý khi lắp đặt:
- Không được ngắt riêng lẻ các bộ phận, tránh va đập mạnh
- Không được làm cong ống mao dẫn đường kính chỗ cong > 20 mm
- 6 tháng phải kiểm định một lần
21


Đối với các nhiệt kế kiểu áp kế sử dụng môi chất là chất lỏng chú ý vị trí
đồng hồ sơ cấp và thứ cấp nhằm tránh gây sai số do cột áp của chất lỏng gây
ra.
Loại này ta hạn chế độ dài của ống mao dẫn < 25 m đối với các môi chất
khác thủy ngân, còn môi chất là Hg thì < 10 m.
IV. Nhiệt kế điện tử:
Cặp nhiệt điện:
Cấu tạo:

Phân loại:

22


Nguyên lý hoạt động: Khi có sự chênh lệch nhiệt độ giữa đầu nống và đầu
lạnh của cặp nhiệt thì ở ngõ ra của thermocouple sẽ xuất hiện sức điện động
e phụ thuộc vào sự chênh lệch nhiệt độ và phụ thuộc vào bản chất của vật
liệu dùng chế tạo cảm biến .

Ưu điểm : bền , đo nhiệt độ cao, cấu tạo đơn giản, chịu được va đập, khoảng

đo nhiệt độ rộng, rẻ tiền, đáp ứng nhanh, đa dạng.

23


Nhược điểm : nhiều yếu tố ảnh hưởng làm sai số . Độ nhạy không cao , ít ổn
định, điện áp thấp , cần điểm tham chiếu
Thường dùng trong : lò nhiệt, môi trường khắc nghiệt , đo nhiệt nhớt máy
nén , đo nhiệt độ khí
V. kết luận
Nhiệt độ phụ thuộc vào tính chất của vật liệu, thể hiện hiệu suất máy nhiệt,
là nhân tố ảnh hưởng đến truyền nhiệt vì thế phải đo và khảo sát nhiệt độ để
đảm bảo yêu cầu thiết bị và nhu cầu sản xuất.


Vậy phải chọn dụng cụ đo nhiệt độ phù hợp với yêu cầu thiết bị để cho
hiệu quả cao và kết quả chính xác.

24


25