Bagaimana cara kerja termometer terisi gas (gas-in-metal)?
Artikel ini memberikan jawaban atas pertanyaan-pertanyaan berikut, antara lain:
- Bagaimana cara kerja termometer diisi gas?
- Apa kelebihan termometer gas-dalam-logam dibandingkan dengan termometer cair-dalam-logam?
- Bagaimana pengaruh suhu rumah pada pengukuran suhu dapat diminimalkan?
Dalam termometer gas, kenaikan tekanan yang dihubungkan dengan kenaikan suhu digunakan untuk mengukur suhu!
Gambar di bawah ini menunjukkan prinsip pengoperasian termometer berisi gas di mana pengukuran tekanan didasarkan pada penggunaan tabung Bourdon . Pada prinsipnya, ini adalah tabung bengkok berbentuk C di mana gas inert seperti nitrogen, helium atau argon berada di bawah tekanan tinggi. Tabung Bourdon terhubung ke bola lampu sebagai probe pengukur yang sebenarnya. Seluruh sistem tertutup rapat kedap gas di semua sisi.
Jika bola lampu dan gas di dalamnya dipanaskan, tekanan meningkat karena gas tidak dapat mengembang (ekspansi termal yang relatif kecil dari tabung dapat diabaikan). Tabung Bourdon melengkung seperti pegas karena tekanan yang meningkat. Deformasi elastis ini karena peningkatan tekanan berfungsi sebagai ukuran suhu dan dapat dibaca dari skala yang dikalibrasi.
Untuk meningkatkan sensitivitas pengukuran, deformasi relatif kecil dari tabung selama kenaikan tekanan tidak langsung dihasilkan pada skala tetapi pertama-tama diperkuat oleh mekanisme tuas dengan rak dan pinion.
Untuk menstabilkan pointer karena serangan balik antara rak dan pinion, pegas rambut terhubung ke poros pinion. Kalau tidak, Anda akan membaca suhu yang sedikit berbeda tergantung pada apakah suhu naik atau turun, karena pinion menyentuh berbagai sisi gigi rak.
Termometer diisi gas juga dapat dilengkapi dengan tabung kapiler fleksibel untuk menutupi jarak yang besar. Dalam hal ketinggian yang besar untuk ditutupi, tekanan berlebih yang relatif besar dalam sistem pengukuran meminimalkan pengaruh tekanan hidrostatik pada hasil pengukuran.
Namun, biasanya tidak dapat diabaikan bahwa suhu yang ditampilkan tidak hanya dipengaruhi oleh suhu bola lampu, tetapi juga oleh suhu tabung Bourdon (volume gas kecil dalam tabung kapiler, di sisi lain, biasanya dapat diabaikan). Jika pengukur dan dengan demikian tabung Bourdon terkena suhu yang meningkat, maka tekanan dalam tabung Bourdon juga naik dan menunjukkan suhu yang lebih tinggi daripada yang sebenarnya ada pada sensor pengukur.
Untuk meminimalkan pengaruh suhu perumahan ini, strip bimetalik dapat diterapkan pada tabung Bourdon untuk mengkompensasi efek suhu tersebut. Jika housing memanas, strip bimetal akan menekuk tabung bourdon sedikit untuk memperbaiki suhu yang terlalu tinggi yang ditampilkan.
Termometer gas-dalam-logam juga dapat dilengkapi dengan kontak sakelar untuk melakukan tugas kontrol. Karena kapasitas panas gas yang relatif rendah, termometer gas bereaksi relatif cepat terhadap perubahan suhu dibandingkan dengan termometer cair-logam . Namun, termometer gas lebih mahal daripada termometer cair-dalam-logam karena desainnya yang lebih kompleks. Tergantung pada gas termometrik, suhu hingga -200 ° C atau lebih dari +700 ° C dapat diukur dengan termometer gas. Kisaran suhu yang dapat diukur agak lebih besar daripada dengan termometer cair-dalam-logam.
Catatan: Pengukur tekanan beroperasi sesuai dengan prinsip yang sama dengan termometer gas. Sebagai pengganti tabung pengukur tertutup, tabung terbuka digunakan, yang ditempatkan langsung ke dalam fluida yang tekanannya harus diukur. Sebagai pengganti nilai suhu, nilai tekanan dibaca dari skala.