1 Измерение температур
Доля температурных измерений в общем объеме измерений при ОСИ достаточно велика. Данные измерений температуры позволяют судить о работоспособности двигательной установки и ее агрегатов, о процессах, протекающих при работе РДТТ. Большое место занимают измерения температуры наружных поверхностей двигателя и его узлов. Результаты этих измерений служат для подтверждения условий нормального функционирования узлов и элементов конструкции, эффективности принятых мер по их защите от нагрева. Измеренные значения температур газовых потоков уточняют сведения о теплообменных процессах, протекающих при работе двигателя, позволяют подтвердить правильность предпосылок и основных положений, заложенных в расчетные зависимости.
В практике ОСИ используют различные методы измерения температур, основанные на таких физических явлениях, как изменение электрического сопротивления тела при нагреве (охлаждении), контактная разность потенциалов [29], тепловое, флуоресцентное излучения, излучение в видимом диапазоне спектра. Первые два метода относятся к контактным методам измерений, остальные - к бесконтактным.
Измерение температур контактными методами
К контактным методам относятся измерения с помощью термометров сопротивления (термосопротивлений) и термоэлектрических термометров (термопар). Принцип работы термосопротивления основан на изменении сопротивления проводника или полупроводника в зависимости от температуры. Из применяемых в настоящее время термометров сопротивления наибольшее распространение получили проволочные термометры. Проволочные термометры для измерения температуры наружных поверхностей имеют чувствительный элемент в виде тонкой проволочной решетки, заключенной в корпус. Чувствительный элемент выполняется из чистых металлов: платины, меди, никеля и вольфрама [29]. У термометров сопротивления с верхним пределом измерения не выше 575 К корпус (подложка или основа, накладка) выполняются из папиросной бумаги или пленки. В высокотемпературных термометрах корпус имеет металлическую пластину, на которой монтируются токовыводы.
На рис. 1, а показана конструкция термометра сопротивления для измерения температуры газов и жидкостей. Чувствительный элемент представляет собой спираль 2 из тонкой проволоки, заключенную в защитную трубку 1 и намотанную на изолятор 3. Материалы чувствительного элемента используются те же, что и в поверхностных термометрах. Материалом изоляторов являются пластмассы, слюда, кварц, фарфор, стекло в зависимости от диапазона измерения. В случаях, когда сопротивление чувствительного элемента значительно отличается от расчетного, между токовыводами и чувствительным элементом впаивается добавочное сопротивление 4. Для регистрации показаний термометра его чувствительный элемент включается в измерительный мост, при этом для уменьшения влияния погрешности, обусловленной измерением сопротивления соединительных проводов, последние целесообразно включить в противоположные плечи моста (рис. 1, б).